spring boot原理-自动装配

Spring boot原理-自动装配

什么是spring boot？

服务于spring框架的框架，约定由于配置，提供各种开箱即用的组件，内置Tomcat、模板引擎、提供默认application.properties。可以快速构建一个web应用。

我们如何在spring boot中动态装配bean？

基于注解驱动实现

先定义一个Bean：

@Configuration
public class HelloWorldConfiguration {
 
    @Bean
    public String helloWorld() { // 方法名即 Bean 名称
        return "Hello,World";
    }
}

然后再定义一个注解，使用@Import导入刚刚定义的bean：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Import(HelloWorldConfiguration.class)
public @interface EnableHelloWorld {
}

完成上面两步之后，我们只要用@EnableHelloWorld标注在某个类上时，这个Bean就会加载到Spring容器中。

@EnableHelloWorld
public class EnableHelloWorldBootstrap {
    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext context = new SpringApplicationBuilder(EnableHelloWorldBootstrap.class)
                .web(WebApplicationType.NONE)
                .run(args);
        // helloWorld Bean 是否存在
        String helloWorld =
                context.getBean("helloWorld", String.class);
        System.out.println("获取到的bean: " + hello);
        // 关闭上下文
        context.close();
    }
}

基于接口驱动实现

实现ImportSelector接口，实现它的selectImports方法，返回的是一个string类型的数组，数组里面存放的类名：

public class HelloWorldImportSelector implements ImportSelector {
    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {
        return new String[] {HelloWorldConfiguration.class.getName()
        };   
  }

然后将上面定义的注解改一下：

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
//@Import({HelloWorldConfiguration.class})  enable注解驱动的方式
@Import({HelloWorldImportSelector.class})  //接口编程的方式
public @interface EnableHelloWorld {
}

可以看到，基于接口的方式实现更加灵活，我们可以在selectImports中做一些判断，根据需要返回不同的类名数组，然后再根据类名进行装配。

实现 ImportBeanDefinitionRegistrar接口，重写 registerBeanDefinitions

Spring Boot自动装配核心

我们再看一下@EnableAutoConfiguration这个注解：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
 String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";
}

再点进@AutoConfigurationPackage看一下

@Target(ElementType.TYPE) 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 
@Documented 
@Inherited 
@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class) 
public @interface AutoConfigurationPackage {
  
}

使用@Import来给Spring容器中导入一个组件，这里导入的是Registrar.class

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {
    Registrar() {
    }

    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        AutoConfigurationPackages.register(registry, (new AutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata)).getPackageName());
    }

    public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
        return Collections.singleton(new AutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata));
    }
}

运行SpringBoot项目，debug看一下，可以发现metadata是被@SpringBootApplication标注的类，再看看new PackageImport(metadata).getPackageName()的值：这个值就是扫描的包路径，也就是说，默认扫描的包路径是引导类所在的包以及子包。

接着我们再看EnableAutoConfiguration也使用了@import，导入了 AutoConfigurationImportSelector.class，从这个类的名字我们就可以知道，它指定是实现了ImportSelector接口，重写了selectImports方法，所以我们直接看selectImports：

public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
        return NO_IMPORTS;
    } else {
        AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);
        AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = this.getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata, annotationMetadata);
        return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
    }
}

可以看到返回结果是通过autoConfigurationEntry的getConfigurations()获取的，所以我们直接看getAutoConfigurationEntry方法：

protected AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata, AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
        return EMPTY_ENTRY;
    } else {
        AnnotationAttributes attributes = this.getAttributes(annotationMetadata);
        List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
        configurations = this.removeDuplicates(configurations);
        Set<String> exclusions = this.getExclusions(annotationMetadata, attributes);
        this.checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
        configurations.removeAll(exclusions);
        configurations = this.filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
        this.fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
        return new AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
    }
}

同理，这里我们进入getCandidateConfigurations方法看一下：

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
    Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
    return configurations;
}

最终加载的配置类会从META-INF/spring.factories中获取，也就是说，Spring Boot在启动的时候会从类路径下的META-INF/spring.factories文件中将指定的值作为配置类导入到容器中，也就实现了自动配置。通过META-INF/spring.factoriesspring boot还实现了SPI（Service Provide Interface）的机制。

条件装配

条件装配注解有两种：

Spring注解	场景说明	起始版本
@Profile	配置化条件装配	3.1
@Conditional	编程条件装配	4.0

在4.0之后@profile也变成了@Conditional来实现

应用场景：一般用于生产环境和开发环境之间的切换，就是在类或者方法上添加注解并设置环境标识比如Java7、java8，我们以一个简单的多整数求和来演示如何使用

@Profile实现条件装配

首先定义一个接口：

public interface CalCulateService {
    /**
     * 整数求和
     * @param args
     * @return
     */
    Integer sum(Integer... args);
}
复制代码

然后分别实现一个dev和test的求和方法。

首先是dev的实现：

/**
 * dev的方式实现求和
 */
@Profile("dev")
@Service
public class DevCalCulateServiceImpl implements CalCulateService {
    @Override
    public Integer sum(Integer... args) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
            sum+=args[i];
        }
        return sum;
    }
}

然后是test的实现：

@Profile("test")
@Service
public class TestCalCulateServiceImpl implements CalCulateService {
    @Override
    public Integer sum(Integer... args) {
        int sum = Stream.of(args).reduce(0,Integer::sum);
        return sum;
    }
}
复制代码

然后创建一个启动类，在启动容器的时候，使用.profiles("test")来指定使用哪个版本来计算：

@SpringBootApplication(scanBasePackages = "com.lingxiao.springboot.service")
public class CalCulateServiceBootstrap {

    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext applicationContext =
                new SpringApplicationBuilder(CalCulateServiceBootstrap.class)
                        .web(WebApplicationType.NONE)
                        .profiles("test")
                        .run(args);
        CalCulateService calCulateService = applicationContext
                .getBean(CalCulateService.class);
        applicationContext.close();
    }
}

@Conditional实现条件装配

梳理一下整个流程：

使用@EnableAutoConfiguration激活自动装配，Spring Boot会去spring.factories文件中解析需要自动装配的类 HelloWorldAutoConfiguration
装配HelloWorldAutoConfiguration的时候会去判断是否满足装配要求，这里是jdk1.8的环境，所以是满足要求的
HelloWorldAutoConfiguration是被@EnableHelloWorld标注了，@EnableHelloWorld通过@Import({HelloWorldImportSelector.class})的方式引入了HelloWorldImportSelector
在HelloWorldImportSelector的selectImports方法中返回了HelloWorldConfiguration的类名
在HelloWorldConfiguration中加载helloWorld