深度剖析Spring Boot自动装配机制实现原理
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
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
spring:
redis:
host: 127.0.0.1
port: 6379
@Autowired
private RedisTemplate<String,String>redisTemplate;
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
- 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
- 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-INFspring.factories中,
//key= org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration对应的value
List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
attributes);
//去重
configurations = removeDuplicates(configurations);
//应用exclusion属性
Set<String> 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
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-context</artifactId>
<version>4.3.13.RELEASE</version>
</dependency>
创建bean以及config
public class GuPaoCore {
public String study(){
System.out.println("good good study, day day up");
return "GuPaoEdu.com";
}
}
@Configuration
public 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
<dependency>
<groupId>com.gupaoedu.practice</groupId>
<artifactId>Gupao-Core</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>
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
@SpringBootApplication
public 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-INFspring.factories中,
//key= org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration对应的value
List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
attributes);
//去重
configurations = removeDuplicates(configurations);
//应用exclusion属性
Set<String> 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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