SpringBoot自动配置原理，你真的懂吗？

Posted 2021-05-10 程序猿小亮

概述

上面博文（SpringBoot简介与快速搭建）我们简单的介绍了什么是SpringBoot，以及如何使用SpringBoot，但是我们对于SpringBoot的基本原理并没有介绍，这篇博文我们重点介绍SpringBoot是如何实现的自动配置。

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依赖管理

在我们的pom文件中最核心的依赖就一个：

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.4.4</version>
    <relativePath/>
</parent>

它的父项目依赖，规定所有依赖的版本信息：

<parent>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
  <version>2.4.4</version>
</parent>

由此，我们发现springboot框架几乎声明了所有开发中常用的依赖的版本号，无需关注版本号，而且实现了自动版本仲裁机制，当然了我们也可以根据我们的需要，替换掉默认的依赖版本。

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核心注解@SpringBootApplication

@SpringBootApplication
public class BootApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(BootApplication.class, args);
    }
}

在上面的启动类中我们发现了一个陌生的注解@SpringBootApplication，这个注解的是什么含义呢？我们点进去看一下。

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
      @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })

其实@SpringBootApplication是上面三个注解的组合体，我们对这三个注解理解清楚就可以了，下面逐个进行解释：

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@SpringBootConfiguration

@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {

@Configuration我们并不陌生，它允许在上下文中注册额外的bean或导入其他配置类，@SpringBootConfiguration其实代表当前类是一个配置类。

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@EnableAutoConfiguration

EnableAutoConfiguration的目的是启动SpringBoot的自动配置机制。

@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {

1、AutoConfigurationPackage指定默认的包规则

@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)
public @interface AutoConfigurationPackage {

AutoConfigurationPackage注解的作用是将 添加该注解的类所在的package 作为 自动配置package 进行管理。也就是说当SpringBoot应用启动时默认会将启动类所在的package作为自动配置的package。然后使用@Import注解将其注入到ioc容器中。这样，可以在容器中拿到该路径。

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {

   @Override
   public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
      register(registry, new PackageImports(metadata).getPackageNames().toArray(new String[0]));
   }

   @Override
   public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
      return Collections.singleton(new PackageImports(metadata));
   }

}

重点看下registerBeanDefinitions方法。

方法的第二个参数通过new PackageImport(metadata).getPackageName()方法设置。

接着看下PackageImport的构造器方法。

PackageImports(AnnotationMetadata metadata) {
   AnnotationAttributes attributes = AnnotationAttributes
         .fromMap(metadata.getAnnotationAttributes(AutoConfigurationPackage.class.getName(), false));
   List<String> packageNames = new ArrayList<>(Arrays.asList(attributes.getStringArray("basePackages")));
   for (Class<?> basePackageClass : attributes.getClassArray("basePackageClasses")) {
      packageNames.add(basePackageClass.getPackage().getName());
   }
   if (packageNames.isEmpty()) {
      packageNames.add(ClassUtils.getPackageName(metadata.getClassName()));
   }
   this.packageNames = Collections.unmodifiableList(packageNames);
}

ClassUtils.getPackageName(metadata.getClassName())获取标注@AutoConfigurationPackage注解的类的全限定名。

最后，利用Registrar给容器中导入一系列组件，将指定的包下的所有组件导入进来。

2、@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

使用Import自动导入所有符合自动配置条件的Bean定义并加载到IOC容器

@Override
		public void process(AnnotationMetadata annotationMetadata, DeferredImportSelector deferredImportSelector) {
			Assert.state(deferredImportSelector instanceof AutoConfigurationImportSelector,
					() -> String.format("Only %s implementations are supported, got %s",
							AutoConfigurationImportSelector.class.getSimpleName(),
							deferredImportSelector.getClass().getName()));
			AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = ((AutoConfigurationImportSelector) deferredImportSelector)
					.getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
			this.autoConfigurationEntries.add(autoConfigurationEntry);
			for (String importClassName : autoConfigurationEntry.getConfigurations()) {
				this.entries.putIfAbsent(importClassName, annotationMetadata);
			}
		}

1、利用getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);给容器中批量导入一些组件
2、调用List configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes)获取到所有需要导入到容器中的配置类
3、利用工厂加载 Map<String, List> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader)；得到所有的组件
4、从META-INF/spring.factories位置来加载一个文件。
默认扫描我们当前系统里面所有META-INF/spring.factories位置的文件
spring-boot-autoconfigure-2.4.4.RELEASE.jar包里面也有META-INF/spring.factories

文件里面写死了spring-boot一启动就要给容器中加载的所有配置类spring-boot-autoconfigure-2.4.4.RELEASE.jar/META-INF/spring.factories，一共130个自动配置类。

130个场景的所有自动配置，会在springboot启动的时候默认全部加载。xxxxAutoConfiguration会按照条件装配规则（@Conditional），最终会按需配置。

小结：

SpringBoot为我们的应用程序启用了三个功能：自动配置，组件扫描，以及能够在"应用类"上定义额外的配置。

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@ComponentScan

@Component在应用程序所在的软件包上启用扫描，指定扫描哪些Spring注解。

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ServletWebServerFactoryAutoConfiguration为例

在130个场景有我们比较熟悉两个组件，ServletWebServerFactoryAutoConfiguration和WebMvcAutoConfiguration，我们以ServletWebServerFactoryAutoConfiguration为例，看一下SpringBoot是如何自动装配的webServer。

在注解中我们看到了大量以@Conditional开头的注解，即条件装配，满足Conditional指定的条件，则进行组件注入。@EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class)+@ConfigurationProperties(prefix = “server”, ignoreUnknownFields = true)，读取我们在配置文件编写的属性，并把它封装到JavaBean中，以供随时使用。

此时我们的Tomcat容器已经以Bean的形式被注入到了IOC容器中。

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如何禁用特定的自动配置类

如果发现应用中不需要特定自动配置类，则可以使用exclude属性@SpringBootApplication来禁用它们，如以下示例所示：

import org.springframework.boot.autoconfigure.*;
import org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.*;

@SpringBootApplication(exclude={DataSourceAutoConfiguration.class})
//@SpringBootApplication(excludeName = {"org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration"})
public class MyApplication {
}

如果该类不在类路径中，则可以使用excludeName注释的属性，并指定完全限定的名称（全类名字符串）。定义排除项，即可以是用哪个注释级别也可以使用属性来定义。

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总结

• SpringBoot预先加载META-INF/spring.factories中所有的自动配置类，xxxxxAutoConfiguration

• 每个自动配置类按照条件进行生效，默认都会绑定配置文件指定的值。xxxxProperties里面拿。xxxProperties和配置文件进行了绑定

• 生效的配置类就会给容器中装配很多组件，只要容器中有这些组件，相当于有了这些功能

• 定制化配置

  • 用户直接自己@Bean替换底层的组件
  • 用户根据这个组件是获取的配置文件的什么值，可以自行修改。

EnableAutoConfiguration —> 扫描xxxxxAutoConfiguration —> 根据条件@Conditional装配组件 —>根据xxxxProperties加载属性值 ----> application.properties

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