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深度剖析Spring Boot自动装配机制实现原理

不知名网友 / 1996人阅读

摘要:所以,所谓的自动装配,实际上就是如何自动将装载到容器中来。实际上在版本中,模块驱动注解的出现,已经有了一定的自动装配的雏形,而真正能够实现这一机制,还是在版本中,条件注解的出现。,我们来看一下的自动装配是怎么一回事。

Spring Boot自动装配

在前面的分析中,Spring Framework一直在致力于解决一个问题,就是如何让bean的管理变得更简单,如何让开发者尽可能的少关注一些基础化的bean的配置,从而实现自动装配。所以,所谓的自动装配,实际上就是如何自动将bean装载到Ioc容器中来。

实际上在spring 3.x版本中,Enable模块驱动注解的出现,已经有了一定的自动装配的雏形,而真正能够实现这一机制,还是在spirng 4.x版本中,conditional条件注解的出现。ok,我们来看一下spring boot的自动装配是怎么一回事。

自动装配的演示

      org.springframework.boot     spring-boot-starter-data-redis 
spring:    redis:      host: 127.0.0.1       port: 6379
 @Autowired    private RedisTemplateredisTemplate;

按照下面的顺序添加starter,然后添加配置,使用RedisTemplate就可以使用了? 那大家想没想过一个问题,为什么RedisTemplate可以被直接注入?它是什么时候加入到Ioc容器的呢? 这就是自动装配。自动装配可以使得classpath下依赖的包相关的bean,被自动装载到Spring Ioc容器中,怎么做到的呢?

深入分析EnableAutoConfiguration

EnableAutoConfiguration的主要作用其实就是帮助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。

再回到EnableAutoConfiguration这个注解中,我们发现它的import是这样

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

但是从EnableAutoCOnfiguration上面的import注解来看,这里面并不是引入另外一个Configuration。而是一个ImportSelector。这个是什么东西呢?

AutoConfigurationImportSelector是什么?

Enable注解不仅仅可以像前面演示的案例一样很简单的实现多个Configuration的整合,还可以实现一些复杂的场景,比如可以根据上下文来激活不同类型的bean,@Import注解可以配置三种不同的class

  1. 第一种就是前面演示过的,基于普通bean或者带有@Configuration的bean进行诸如
  2. 实现ImportSelector接口进行动态注入

实现ImportBeanDefinitionRegistrar接口进行动态注入

CacheService

public class CacheService {
}

LoggerService

public class LoggerService {
}

EnableDefineService

@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Documented @Inherited  --允许被继承@Import({GpDefineImportSelector.class})public @interface EnableDefineService {    String[] packages() default "";}

GpDefineImportSelector

public class GpDefineImportSelector implements ImportSelector {    @Override    public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {        //获得指定注解的详细信息。我们可以根据注解中配置的属性来返回不同的class,        //从而可以达到动态开启不同功能的目的    annotationMetadata.getAllAnnotationAttributes(EnableDefineService.class.getName(),true)            .forEach((k,v) -> {                log.info(annotationMetadata.getClassName());                log.info("k:{},v:{}",k,String.valueOf(v));            });        return new String[]{CacheService.class.getName()};    }}

EnableDemoTest

@SpringBootApplication@EnableDefineService(name = "gupao",value = "gupao")public class EnableDemoTest {    public static void main(String[] args) {        ConfigurableApplicationContext ca=SpringApplication.run(EnableDemoTest.class,args);        System.out.println(ca.getBean(CacheService.class));        System.out.println(ca.getBean(LoggerService.class));    }}

了解了selector的基本原理之后,后续再去分析AutoConfigurationImportSelector的原理就很简单了,它本质上也是对于bean的动态加载。

@EnableAutoConfiguration注解的实现原理

了解了ImportSelector和ImportBeanDefinitionRegistrar后,对于EnableAutoConfiguration的理解就容易一些了

它会通过import导入第三方提供的bean的配置类:AutoConfigurationImportSelector

@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

从名字来看,可以猜到它是基于ImportSelector来实现基于动态bean的加载功能。之前我们讲过Springboot @Enable*注解的工作原理ImportSelector接口selectImports返回的数组(类的全类名)都会被纳入到spring容器中。

那么可以猜想到这里的实现原理也一定是一样的,定位到AutoConfigurationImportSelector这个类中的selectImports方法

selectImports

public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {   if (!isEnabled(annotationMetadata)) {      return NO_IMPORTS;   }// 从配置文件(spring-autoconfigure-metadata.properties)中加载 AutoConfigurationMetadata   AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader         .loadMetadata(this.beanClassLoader);// 获取所有候选配置类EnableAutoConfiguration   AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(         autoConfigurationMetadata, annotationMetadata);   return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());}

getAutoConfigurationEntry

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(      AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata,      AnnotationMetadata annotationMetadata) {   if (!isEnabled(annotationMetadata)) {      return EMPTY_ENTRY;   }//获取元注解中的属性   AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);//使用SpringFactoriesLoader 加载classpath路径下META-INF/spring.factories中,//key= org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration对应的value   List configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,         attributes);//去重   configurations = removeDuplicates(configurations);//应用exclusion属性   Set exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);   checkExcludedClasses(configurations, exclusions);   configurations.removeAll(exclusions);//过滤,检查候选配置类上的注解@ConditionalOnClass,如果要求的类不存在,则这个候选类会被过滤不被加载   configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);   //广播事件fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);   return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);}

本质上来说,其实EnableAutoConfiguration会帮助springboot应用把所有符合@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建的IoC容器,而这里面借助了Spring框架提供的一个工具类SpringFactoriesLoader的支持。以及用到了Spring提供的条件注解@Conditional,选择性的针对需要加载的bean进行条件过滤

SpringFactoriesLoader

为了给大家补一下基础,我在这里简单分析一下SpringFactoriesLoader这个工具类的使用。它其实和java中的SPI机制的原理是一样的,不过它比SPI更好的点在于不会一次性加载所有的类,而是根据key进行加载。

首先,SpringFactoriesLoader的作用是从classpath/META-INF/spring.factories文件中,根据key来加载对应的类到spring IoC容器中。接下来带大家实践一下

创建外部项目jar

  org.springframework  spring-context  4.3.13.RELEASE

创建bean以及config

public class GuPaoCore {    public String study(){        System.out.println("good good study, day day up");        return "GuPaoEdu.com";    }}@Configurationpublic class GuPaoConfig {    @Bean    public GuPaoCore guPaoCore(){        return new GuPaoCore();    }}

创建另外一个工程(spring-boot)

把前面的工程打包成jar,当前项目依赖该jar包

    com.gupaoedu.practice    Gupao-Core    1.0-SNAPSHOT

通过下面代码获取依赖包中的属性

运行结果会报错,原因是GuPaoCore并没有被Spring的IoC容器所加载,也就是没有被EnableAutoConfiguration导入

@SpringBootApplicationpublic class SpringBootStudyApplication {    public static void main(String[] args) throws IOException {        ConfigurableApplicationContext ac=SpringApplication.run(SpringBootStudyApplication.class, args);        GuPaoCore gpc=ac.getBean(GuPaoCore.class);        System.out.println(gpc.study());    }}

解决方案

在GuPao-Core项目resources下新建文件夹META-INF,在文件夹下面新建spring.factories文件,文件中配置,key为自定配置类EnableAutoConfiguration的全路径,value是配置类的全路径

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.gupaoedu.practice.GuPaoConfig

重新打包,重新运行SpringBootStudyApplication这个类。

可以发现,我们编写的那个类,就被加载进来了。

@EnableAutoConfiguration注解的实现原理

了解了ImportSelector和ImportBeanDefinitionRegistrar后,对于EnableAutoConfiguration的理解就容易一些了

它会通过import导入第三方提供的bean的配置类:AutoConfigurationImportSelector

@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

从名字来看,可以猜到它是基于ImportSelector来实现基于动态bean的加载功能。之前我们讲过Springboot @Enable*注解的工作原理ImportSelector接口selectImports返回的数组(类的全类名)都会被纳入到spring容器中。

那么可以猜想到这里的实现原理也一定是一样的,定位到AutoConfigurationImportSelector这个类中的selectImports方法

selectImports

public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {   if (!isEnabled(annotationMetadata)) {      return NO_IMPORTS;   }// 从配置文件(spring-autoconfigure-metadata.properties)中加载 AutoConfigurationMetadata    AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader         .loadMetadata(this.beanClassLoader);// 获取所有候选配置类EnableAutoConfiguration   AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(         autoConfigurationMetadata, annotationMetadata);   return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());}

getAutoConfigurationEntry

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(      AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata,      AnnotationMetadata annotationMetadata) {   if (!isEnabled(annotationMetadata)) {      return EMPTY_ENTRY;   }//获取元注解中的属性   AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);//使用SpringFactoriesLoader 加载classpath路径下META-INF/spring.factories中,//key= org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration对应的value   List configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,         attributes);//去重   configurations = removeDuplicates(configurations);//应用exclusion属性   Set exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);   checkExcludedClasses(configurations, exclusions);   configurations.removeAll(exclusions);//过滤,检查候选配置类上的注解@ConditionalOnClass,如果要求的类不存在,则这个候选类会被过滤不被加载   configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);   //广播事件fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);   return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);}

本质上来说,其实EnableAutoConfiguration会帮助springboot应用把所有符合@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建的IoC容器,而这里面借助了Spring框架提供的一个工具类SpringFactoriesLoader的支持。以及用到了Spring提供的条件注解@Conditional,选择性的针对需要加载的bean进行条件过滤

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