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10000 字讲清楚 Spring Boot 注解原理

SpringBoot 原理
2023-03-14 22:53:46 时间

首先，先看SpringBoot的主配置类：

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

点进@SpringBootApplication来看，发现@SpringBootApplication是一个组合注解。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
      @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
      @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
 
}

首先我们先来看 @SpringBootConfiguration：

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {
}

可以看到这个注解除了元注解以外，就只有一个@Configuration，那也就是说这个注解相当于@Configuration，所以这两个注解作用是一样的，它让我们能够去注册一些额外的Bean，并且导入一些额外的配置。

那@Configuration还有一个作用就是把该类变成一个配置类，不需要额外的XML进行配置。所以@SpringBootConfiguration就相当于@Configuration。进入@Configuration，发现@Configuration核心是@Component，说明Spring的配置类也是Spring的一个组件。

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Configuration {
    @AliasFor(
        annotation = Component.class
    )
    String value() default "";
}

继续来看下一个@EnableAutoConfiguration,这个注解是开启自动配置的功能。

@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 {};
}

可以看到它是由 @AutoConfigurationPackage，@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)这两个而组成的，我们先说@AutoConfigurationPackage，他是说：让包中的类以及子包中的类能够被自动扫描到spring容器中。

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Import({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。来看下这个Registrar：

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));
        }
    }

就是通过以上这个方法获取扫描的包路径，可以debug查看具体的值：

image

那metadata是什么呢，可以看到是标注在@SpringBootApplication注解上的DemosbApplication，也就是我们的主配置类Application：

image

其实就是将主配置类（即@SpringBootApplication标注的类）的所在包及子包里面所有组件扫描加载到Spring容器。因此我们要把DemoApplication放在项目的最高级中（最外层目录）。

看看注解@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)，@Import注解就是给Spring容器中导入一些组件，这里传入了一个组件的选择器:AutoConfigurationImportSelector。

image

可以从图中看出AutoConfigurationImportSelector 继承了 DeferredImportSelector 继承了 ImportSelector，ImportSelector有一个方法为：selectImports。将所有需要导入的组件以全类名的方式返回，这些组件就会被添加到容器中。

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());
    }
}

会给容器中导入非常多的自动配置类（xxxAutoConfiguration）；就是给容器中导入这个场景需要的所有组件，并配置好这些组件。

image

有了自动配置类，免去了我们手动编写配置注入功能组件等的工作。那是如何获取到这些配置类的呢，看看下面这个方法：

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);
    }
}

我们可以看到getCandidateConfigurations()这个方法，他的作用就是引入系统已经加载好的一些类，到底是那些类呢：

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;
}
public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    String factoryClassName = factoryClass.getName();
    return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
}

会从META-INF/spring.factories中获取资源，然后通过Properties加载资源：

private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
    MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
    if (result != null) {
        return result;
    } else {
        try {
            Enumeration<URL> urls = classLoader != 
          null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
            LinkedMultiValueMap result = new LinkedMultiValueMap();
 
            while(urls.hasMoreElements()) {
                URL url = (URL)urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                Iterator var6 = properties.entrySet().iterator();
 
                while(var6.hasNext()) {
                    Map.Entry<?, ?> entry = (Map.Entry)var6.next();
                    String factoryClassName = ((String)entry.getKey()).trim();
                    String[] var9 = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue());
                    int var10 = var9.length;
 
                    for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
                        String factoryName = var9[var11];
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }
 
            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        } catch (IOException var13) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var13);
        }
    }
}

可以知道SpringBoot在启动的时候从类路径下的META-INF/spring.factories中获取EnableAutoConfiguration指定的值，将这些值作为自动配置类导入到容器中，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作。以前我们需要自己配置的东西，自动配置类都帮我们完成了。如下图可以发现Spring常见的一些类已经自动导入。

image


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