Spring Boot自动装配原理

一、什么是自动装配？

自动装配通过分析类路径下的依赖、Bean的定义以及其他配置信息，自动配置Spring应用程序的配置类和Bean，以减少开发人员的配置工作，提高开发效率。

Spring Boot的自动装配实际上是从 META-INF/spring.factories 文件中获取到对应的需要进行自动装配的类，并生成相应的Bean对象，然后将它们交给Spring容器进行管理。

没有 Spring Boot 的情况下，如果我们需要引入第三方依赖，需要手动配置。

二、Spring Boot如何实现自动装配？

通过SpringBoot项目启动类上的@SpringBootApplication注解来实现。

@SpringBootApplication注解核心源码:

java 复制代码

//自定义注解相关注解
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
//自动装配相关注解
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(
    excludeFilters = {@Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
public @interface SpringBootApplication {
}

@SpringBootApplication主要由 @SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan这三个注解组成。

@SpringBootApplication：标注在某个类上，表示这是一个Spring Boot的配置类；
@EnableAutoConfiguration：启用 SpringBoot 的自动配置机制
@ComponentScan：自动扫描并加载符合条件的组件或者bean ，将这个bean定义加载到IOC容器中

@EnableAutoConfiguration 是实现自动装配的主要注解。

java 复制代码

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

    Class<?>[] exclude() default {};

    String[] excludeName() default {};
}

@AutoConfigurationPackage：将主程序类所在包及所有子包下的组件扫描到Spring容器中。
@Import：
① 导入Bean
② 导入配置类
③ 导入 ImportSelector 实现类。一般用于加载配置文件中的类
④ 导入 ImportBeanDefinitionRegistrar 实现类。

由源码可见自动装配的核心功能与引入的 AutoConfigurationImportSelector 类有关。

java 复制代码

    public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
            return NO_IMPORTS;
        } else {
            AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = this.getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
            return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
        }
    }

在AutoConfigurationImportSelector 类中发现它实现了ImportSelector接口，也就实现了这个接口中的 selectImports 方法，该方法主要用于获取所有符合条件的类的全限定类名，并以字符串数组返回，这些类需要被加载到 IoC 容器中。

该方法主要通过调用**getAutoConfigurationEntry()**方法获取AutoConfigurationEntry对象，这个方法主要负责加载自动配置类的。

java 复制代码

    protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(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.getConfigurationClassFilter().filter(configurations);
            this.fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
            return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
        }
    }

该方法通过调用 List configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes) 获取到所有需要导入到容器中的配置类。

具体是在该类的 getCandidateConfigurations 方法中调用了 SpringFactoriesLoader类的 loadFactoryNames 方法获取所有自动转配类名，loadSpringFactories() 方法从META-INF/spring.factories加载自动装配类。

最后按照条件装配（@Conditional)最终会按需配置。

加载 spring.factories 中的配置，但不是每次启动都会加载其中的所有配置，会有一个筛选的过程，去掉重复的配置。

总结

Spring Boot项目中@SpringBootApplication注解实现自动装配，这个注解是对三个注解进行了封装：@SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan,
其中@EnableAutoConfiguration是实现自动化配置的核心注解。
该注解通过@Import注解导入AutoConfigurationImportSelector，这个类实现了一个导入器接口ImportSelector。在该接口中重写了一个方法selectImports。
selectImports方法的返回值是一个数组，数组中存储的就是要被导入到spring容器中的类的全限定名。在AutoConfigurationImportSelector类中重写了这个方法。
该方法内部就是读取了项目的classpath路径下META-INF/spring.factories文件中的所配置的类的全类名。
在这些配置类中所定义的Bean会根据条件注解所指定的条件来决定是否需要将其导入到Spring容器中。

三、Condition

Condition 是在Spring 4.0 增加的条件判断功能，通过这个可以功能可以实现选择性的创建 Bean 操作。

@Conditional 有一个属性 value，其类型是 Condition 数组。组件必须匹配数组中所有的 Condition，才可以被注册。

Condition 是一个函数式接口，只有一个 matches 方法，返回 true 则表示条件匹配。matches 方法的两个参数分别是上下文信息和注解的元信息，从这两个参数中可以获取到 IOC 容器和当前组件的信息，从而判断条件是否匹配。

java 复制代码

<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
</dependency>

没有添加坐标前，发现为空，报错
有添加坐标前，发现有对象

java 复制代码

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

@Configuration
public class UserConfig {
    @Bean
    public User user(){
        return new User();
    }
}
@SpringBootApplication
@EnableScheduling
@Import(UserConfig.class)
@EnableAsync
public class Springbootcondition03Application {

    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(Springbootcondition03Application.class, args);
        User user = context.getBean(User.class);
        System.out.println(user);

    }

}

java 复制代码

@Configuration
public class UserConfig {
    @Bean
//    @Conditional(value = ClassCondition.class)
//    public User user(){
//        return new User();
//    }
    @ConditionOnClass(value = {"com.alibaba.fastjson.JSON","redis.clients.jedis.Jedis"})
    public User user(){
        return new User();
    }

    @Bean
    @ConditionalOnProperty(name = "k1",havingValue = "v2")
    public User user2(){
        return new User();
    }
}

public class ClassCondition implements Condition {
    //Params:
    //context -- 上下文对象。用于获取环境，IOC容器，ClassLoader对象 metadata -- 注解元对象。 可以用于获取注解定义的属性值
    //Returns:
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
//        boolean flag = true;
//        try {
//            Class<?> cls = Class.forName("redis.clients.jedis.Jedis");
//        } catch (ClassNotFoundException e) {
//            flag = false;
//        }
//        return flag;


        Map<String,Object> map = metadata.getAnnotationAttributes(ConditionOnClass.class.getName());
        System.out.println(map);
        String[] value = (String[]) map.get("value");

        boolean flag = true;
        try {
            for(String className : value){
                Class<?> cls = Class.forName(className);
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            flag = false;
        }
        return flag;

    }
}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})//可以修饰在类与方法上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//注解生效节点runtime
@Documented//生成文档
@Conditional(value = ClassCondition.class)
public @interface ConditionOnClass {
    String[] value();//设置此注解的属性redis.clients.jedis.Jedis
}


@SpringBootApplication
public class SpringbootCondition01Application {

    public static void main(String[] args) {

        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringbootCondition01Application.class, args);

        Object user = context.getBean("user");
        System.out.println(user);
    }

}

Condition -- 小结

自定义条件：

定义条件类：自定义类实现Condition接口，重写 matches 方法，在 matches 方法中进行逻辑判断，返回 boolean值。

matches 方法两个参数：
- context：上下文对象，可以获取属性值，获取类加载器，获取BeanFactory等。
- metadata：元数据对象，用于获取注解属性。
判断条件：在初始化Bean时，使用 @Conditional(条件类.class)注解

SpringBoot 提供的常用条件注解：

以下注解在SpringBoot-Autoconfigure的condition包下
- ConditionalOnProperty：判断配置文件中是否有对应属性和值才初始化Bean
- ConditionalOnClass：判断环境中是否有对应字节码文件才初始化Bean
- ConditionalOnMissingBean：判断环境中没有对应Bean才初始化Bean
- ConditionalOnBean：判断环境中有对应Bean才初始化Bean