Spring自动装配原理

作者: wallany | 来源:发表于2020-11-22 21:29 被阅读0次

我们之前写的HelloSpringBoot，到底是怎么运行的呢，Maven项目，我们一般从pom.xml文件探究起；

父依赖

其中它主要是依赖一个父项目，主要是管理项目的资源过滤及插件！

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.2.5.RELEASE</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

点进去，发现还有一个父依赖

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    <version>2.2.5.RELEASE</version>
    <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

这里才是真正管理SpringBoot应用里面所有依赖版本的地方，SpringBoot的版本控制中心；
以后我们导入依赖默认是不需要写版本；但是如果导入的包没有在依赖中管理着就需要手动配置版本了；

启动器 spring-boot-starter

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

springboot-boot-starter-xxx：就是spring-boot的场景启动器
SpringBoot将所有的功能场景都抽取出来，做成一个个的starter （启动器），只需要在项目中引入这些starter即可，所有相关的依赖都会导入进来，我们要用什么功能就导入什么样的场景启动器即可；我们未来也可以自己自定义 starter；

主程序

默认的主启动类

//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类
//说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {

   public static void main(String[] args) {
     //以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
      SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
   }

}

但是一个简单的启动类并不简单！我们来分析一下这些注解都干了什么
@SpringBootApplication
作用：标注在某个类上说明这个类是SpringBoot的主配置类， SpringBoot就应该运行这个类的main方法来启动SpringBoot应用；

进入这个注解：可以看到上面还有很多其他注解！

@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}
)}
)

@ComponentScan
这个注解在Spring中很重要 ,它对应XML配置中的元素。
作用：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
@SpringBootConfiguration
作用：SpringBoot的配置类，标注在某个类上，表示这是一个SpringBoot的配置类；

我们继续进去这个注解查看

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {
}
// 点进去得到下面的 @Component
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Configuration {
    @AliasFor(
        annotation = Component.class
    )
    String value() default "";
}

这里的 @Configuration，说明这是一个配置类，配置类就是对应Spring的xml 配置文件；
里面的 @Component 这就说明，启动类本身也是Spring中的一个组件而已，负责启动应用！
我们回到 SpringBootApplication 注解中继续看。

@EnableAutoConfiguration ：开启自动配置功能
以前我们需要自己配置的东西，而现在SpringBoot可以自动帮我们配置；@EnableAutoConfiguration告诉SpringBoot开启自动配置功能，这样自动配置才能生效；

点进注解接续查看：
@AutoConfigurationPackage：自动配置包

@Import({Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
}

@import ：Spring底层注解@import ，给容器中导入一个组件
Registrar.class 作用：将主启动类所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器；
这个分析完了，退到上一步，继续看

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) ：给容器导入组件；

AutoConfigurationImportSelector ：自动配置导入选择器，那么它会导入哪些组件的选择器呢？我们点击去这个类看源码：

1、这个类中有一个这样的方法:

 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;
    }

2、这个方法又调用了 SpringFactoriesLoader 类的静态方法！我们进入SpringFactoriesLoader类loadFactoryNames() 方法

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

3、我们继续点击查看 loadSpringFactories 方法

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()) {
                        Entry<?, ?> entry = (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);
            }
        }
    }

4、发现一个多次出现的文件：spring.factories，全局搜索它

spring.factories
我们根据源头打开spring.factories ，看到了很多自动配置的文件；这就是自动配置根源所在！

image.png
WebMvcAutoConfiguration
我们在上面的自动配置类找一个比较眼熟的，比如：WebMvcAutoConfiguration

Configuration
@ConditionalOnWebApplication(
    type = Type.SERVLET
)
@ConditionalOnClass({Servlet.class, DispatcherServlet.class, WebMvcConfigurer.class})
@ConditionalOnMissingBean({WebMvcConfigurationSupport.class})
@AutoConfigureOrder(-2147483638)
@AutoConfigureAfter({DispatcherServletAutoConfiguration.class, ValidationAutoConfiguration.class})
public class WebMvcAutoConfiguration {
    public static final String DEFAULT_PREFIX = "";
    public static final String DEFAULT_SUFFIX = "";
    private static final String[] SERVLET_LOCATIONS = new String[]{"/"};

    public WebMvcAutoConfiguration() {
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean({HiddenHttpMethodFilter.class})
    public OrderedHiddenHttpMethodFilter hiddenHttpMethodFilter() {
        return new OrderedHiddenHttpMethodFilter();
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean({HttpPutFormContentFilter.class})
    @ConditionalOnProperty(
        prefix = "spring.mvc.formcontent.putfilter",
        name = {"enabled"},
        matchIfMissing = true
    )

可以看到这些一个个的都是JavaConfig配置类，而且都注入了一些Bean，可以找一些自己认识的类，看着熟悉一下！

所以，自动配置真正实现是从classpath中搜寻所有的META-INF/spring.factories配置文件，并将其中对应的 org.springframework.boot.autoconfigure. 包下的配置项，通过反射实例化为对应标注了 @Configuration的JavaConfig形式的IOC容器配置类，然后将这些都汇总成为一个实例并加载到IOC容器中。

结论：

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容器，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作；
整个J2EE的整体解决方案和自动配置都在springboot-autoconfigure的jar包中；
它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；
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；

image.png

SpringApplication

不简单的方法
我最初以为就是运行了一个main方法，没想到却开启了一个服务；

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

SpringApplication.run分析
分析该方法主要分两部分，一部分是SpringApplication的实例化，二是run方法的执行

springApplication这个类主要做了以下四件事情：
1、推断应用的类型是普通的项目还是Web项目
2、查找并加载所有可用初始化器，设置到initializers属性中
3、找出所有的应用程序监听器，设置到listeners属性中
4、推断并设置main方法的定义类，找到运行的主类


public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) {
    // ......
    this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
    this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances();
    this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
}

run方法流程分析

image.png

Spring自动装配原理

父依赖

启动器 spring-boot-starter

主程序

SpringApplication

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