关于SpringBoot

Posted 2020-12-07 战狂粗人张

一.SpringBoot是什么

SpringBoot是一个快速开发框架，快速的将一些常用的第三方依赖整合（原理：通过Maven子父工程的方式），简化XML配置，全部采用注解形式，内置Http服务器（Jetty和Tomcat），最终以java应用程序进行执行。

 

二.SpringBoot能做什么

通常搭建一个基于Spring的Web应用，需要做以下工作：

（1）pom文件中引入相关jar包，包括spring、springmvc、redis、mybaits、log4j、mysql-connector-java 等等相关jar ...；

（2）配置web.xml，Listener配置、Filter配置、Servlet配置、log4j配置、error配置 ...；

（3）配置数据库连接、配置spring事务；

（4）配置视图解析器；

（5）开启注解、自动扫描功能；

（6）配置完成后部署tomcat、启动调试。

......

搭个初始项目需要完成很多东西。而用springboot后，一切都变得很简便快速。

 

三.SpringBoot的原理

1、运行原理

SpringBootApplication 本质上是由 3 个注解组成，分别是：

即 @SpringBootApplication = (默认属性)@Configuration + @EnableAutoConfiguration + @ComponentScan。

（1）@Configuration

这里的@Configuration它就是JavaConfig形式的Spring Ioc容器的配置类使用的那个@Configuration，

SpringBoot社区推荐使用基于JavaConfig的配置形式，所以，这里的启动类标注了@Configuration之后，本身其实也是一个IoC容器的配置类。

基于XML配置的方式是这样：

 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"
        default-lazy-init="true">
    <!--bean定义-->
</beans>

而基于JavaConfig的配置方式是这样：

 @Configuration
 public class MockConfiguration{
   //bean定义
 }

 

（2）@EnableAutoConfiguration

springboot 应用把所有符合条件的@Configuration 配置都加载到当前 SpringBoot 创建并使用的 IoC 容器中。

@EnableAutoConfiguration这个Annotation最为重要，Spring框架提供的各种名字为@Enable开头的Annotation定义？

比如@EnableScheduling、@EnableCaching、@EnableMBeanExport等，@EnableAutoConfiguration的理念和做事方式其实一脉相承，简单概括一下就是，借助@Import的支持，收集和注册特定场景相关的bean定义。

@EnableScheduling是通过@Import将Spring调度框架相关的bean定义都加载到IoC容器。

@EnableMBeanExport是通过@Import将JMX相关的bean定义加载到IoC容器。

而@EnableAutoConfiguration也是借助@Import的帮助，将所有符合自动配置条件的bean定义加载到IoC容器，仅此而已！

@EnableAutoConfiguration会根据类路径中的jar依赖为项目进行自动配置，如：添加了spring-boot-starter-web依赖，会自动添加Tomcat和Spring MVC的依赖，Spring Boot会对Tomcat和Spring MVC进行自动配置。

其中，最关键的要属@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，借助EnableAutoConfigurationImportSelector，

@EnableAutoConfiguration可以帮助SpringBoot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。

 

（3）@ComponentScan

@ComponentScan这个注解在Spring中很重要，它对应XML配置中的元素，@ComponentScan的功能其实就是自动扫描并加载符合条件的组件（比如@Component和@Repository等）或者bean定义，最终将这些bean定义加载到IoC容器中。

可以通过basePackages等属性来细粒度的定制@ComponentScan自动扫描的范围，如果不指定，则默认Spring框架实现会从声明@ComponentScan所在类的package进行扫描。

ComponentScan 默认会扫描当前 package 下的的所有加了@Component 、@Repository、@Service、@Controller的类到 IoC 容器中；

 

2、自动配置原理

SpringBoot自动配置模块

该配置模块的主要使用到了SpringFactoriesLoader，即Spring工厂加载器，该对象提供了loadFactoryNames方法，入参为factoryClass和classLoader，

即需要传入上图中的工厂类名称和对应的类加载器，方法会根据指定的classLoader，加载该类加器搜索路径下的指定文件，即spring.factories文件，传入的工厂类为接口，

而文件中对应的类则是接口的实现类，或最终作为实现类，所以文件中一般为如下图这种一对多的类名集合，获取到这些实现类的类名后，

loadFactoryNames方法返回类名集合，方法调用方得到这些集合后，再通过反射获取这些类的类对象、构造方法，最终生成实例。

 

（1）基于java代码的bean配置

熟悉@Configuration和@Bean这两个bean的。这两个注解一起使用就可以创建一个基于java代码的配置类，可以用来替代相应的xml配置文件。

@Configuration注解的类可以看作是能生产让Spring IoC容器管理的Bean实例的工厂。

@Bean注解告诉Spring，一个带有@Bean的注解方法将返回一个对象，该对象应该被注册到spring容器中。

（1）传统的基于xml的bean配置方法如下：

<beans>  
    <bean id = "car" class="com.itpsc.Car">  
        <property name="wheel" ref = "wheel"></property>  
    </bean>  
    <bean id = "wheel" class="com.itpsc.Wheel"></bean>  
</beans>

相当于用基于java代码的配置方式：

@Configuration  
public class Conf {  

    @Bean  
    public Car car() {  
        Car car = new Car();  
        car.setWheel(wheel());  
        return car;  
    }  

    @Bean   
    public Wheel wheel() {  
        return new Wheel();  
    }  
}

 

（2）bean参数获取

@ConfigurationProperties与@EnableConfigurationPropertie的作用就是：

@ConfigurationProperties注解的作用是把yml或者properties配置文件转化为bean。

@EnableConfigurationProperties注解的作用是使@ConfigurationProperties注解生效。如果只配置@ConfigurationProperties注解，在spring容器中是获取不到yml或者properties配置文件转化的bean的。

 

（3）bean的发现

实际上重要的只有三个Annotation：

@Configuration（@SpringBootConfiguration里面还是应用了@Configuration）

@EnableAutoConfiguration

@ComponentScan

@Configuration的作用上面我们已经知道了，被注解的类将成为一个bean配置类。

@ComponentScan的作用就是自动扫描并加载符合条件的组件，比如@Component和@Repository等，最终将这些bean定义加载到spring容器中。

@EnableAutoConfiguration 这个注解的功能很重要，借助@Import的支持，收集和注册依赖包中相关的bean定义。

@EnableAutoConfiguration注解引入了@AutoConfigurationPackage和@Import这两个注解。@AutoConfigurationPackage的作用就是自动配置的包，@Import导入需要自动配置的组件。

 

（4）bean加载

如果要让一个普通类交给Spring容器管理，通常有以下方法：

a、使用 @Configuration与@Bean 注解；

b、使用@Controller @Service @Repository @Component 注解标注该类，然后启用@ComponentScan自动扫描；

c、使用@Import 方法；

springboot中使用了@Import 方法

@EnableAutoConfiguration注解中使用了@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})注解，

AutoConfigurationImportSelector实现了DeferredImportSelector接口，DeferredImportSelector接口继承了ImportSelector接口，ImportSelector接口只有一个selectImports方法。

 

 

 3、SpringApplication执行流程

SpringApplication的run方法的实现主要流程大体可以归纳如下：

（1）如果我们使用的是SpringApplication的静态run方法，那么，这个方法里面首先要创建一个SpringApplication对象实例，然后调用这个创建好的SpringApplication的实例方法。在SpringApplication实例初始化的时候，它会提前做几件事情：

a、根据classpath里面是否存在某个特征类（org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext）来决定是否应该创建一个为Web应用使用的ApplicationContext类型。

b、使用SpringFactoriesLoader在应用的classpath中查找并加载所有可用的ApplicationContextInitializer。

c、使用SpringFactoriesLoader在应用的classpath中查找并加载所有可用的ApplicationListener。

d、推断并设置main方法的定义类。

 

（2）SpringApplication实例初始化完成并且完成设置后，就开始执行run方法的逻辑了，方法执行伊始，首先遍历执行所有通过SpringFactoriesLoader可以查找到并加载的SpringApplicationRunListener。

调用它们的started()方法，告诉这些SpringApplicationRunListener，“嘿，SpringBoot应用要开始执行咯！”。

 

（3）创建并配置当前Spring Boot应用将要使用的Environment（包括配置要使用的PropertySource以及Profile）。

 

（4）遍历调用所有SpringApplicationRunListener的environmentPrepared()的方法，告诉他们：“当前SpringBoot应用使用的Environment准备好了咯！”。

 

（5）如果SpringApplication的showBanner属性被设置为true，则打印banner。

 

（6）根据用户是否明确设置了applicationContextClass类型以及初始化阶段的推断结果，决定该为当前SpringBoot应用创建什么类型的ApplicationContext并创建完成，

然后根据条件决定是否添加ShutdownHook，决定是否使用自定义的BeanNameGenerator，决定是否使用自定义的ResourceLoader，当然，最重要的，将之前准备好的Environment设置给创建好的ApplicationContext使用。

 

（7）ApplicationContext创建好之后，SpringApplication会再次借助Spring-FactoriesLoader，查找并加载classpath中所有可用的ApplicationContext-Initializer，

然后遍历调用这些ApplicationContextInitializer的initialize（applicationContext）方法来对已经创建好的ApplicationContext进行进一步的处理。

 

（8）遍历调用所有SpringApplicationRunListener的contextPrepared()方法。

 

（9）最核心的一步，将之前通过@EnableAutoConfiguration获取的所有配置以及其他形式的IoC容器配置加载到已经准备完毕的ApplicationContext。

 

（10）遍历调用所有SpringApplicationRunListener的contextLoaded()方法。

 

（11）调用ApplicationContext的refresh()方法，完成IoC容器可用的最后一道工序。

 

（12）查找当前ApplicationContext中是否注册有CommandLineRunner，如果有，则遍历执行它们。

 

（13）正常情况下，遍历执行SpringApplicationRunListener的finished()方法、（如果整个过程出现异常，则依然调用所有SpringApplicationRunListener的finished()方法，只不过这种情况下会将异常信息一并传入处理）

 

整个流程如下图：