springboot浅析

作者: wavefreely | 来源:发表于2021-10-28 13:57 被阅读0次

springboot浅析

什么是springboot？

实际上springboot就是一个给我们提供了快速搭建使用spring的一种方式，让我们省去了繁琐的xml配置。

为什么无需进行大量的xml配置，就是因为springboot是基于约定优于配置的思想，简单来说就是遵循约定。

spring的优缺点

了解原理前我们来回顾一下spring的优缺点

优点：简单概括就是spring为企业级java开发提供了一种相对简单的方法，通过依赖注入和面向切面编程，就是我们熟悉的IOC和AOP，用简单的java对象实现了EJB（Enterprise Java Beans技术的简称, 又被称为企业Java Beans）的功能

缺点：1、虽然spring组件是轻量级的，但是spring的配置却是重量级的，我们都用过spring，一开始spring使用xml进行配置的，而且非常多的xml配置，后面spring迭代了很多版本，慢慢引入了组件扫描，引入了基于java的配置用于替代xml，但是所有的这些配置都代表了开发时的损耗，影响了开发效率 2、spring的项目依赖管理也是一件耗时耗力的工作，在搭建项目的时候我们要随时分析需要导入哪些库，库所依赖的版本关系，一担导入错误，是一件非常麻烦的事情。

总结来说spring的缺点就是配置繁琐和项目依赖管理耗时耗力

针对以上spring的缺点所以有了springboot！

我们来看看spring是怎么样来解决spring的问题的，简单描述下就是

1、起步依赖

起步依赖本质上就是一个Maven项目对象模型，定义了对其他哭的传递依赖，这些东西加载一起即支持某项功能。简单来说，就是把具备某种功能的坐标打包到一起，并提供一些默认的功能，比如我们熟悉的springweb

2、自动配置

指的是springboot会自动将一些配置类的bean注册进IOC容器中，我们可以在需要的地方使用注解@Autowired、@Resource来使用它，自动就是我们只需要引用我们想用功能的包，相关的配置我们可以完全不用管，可能只需要配置一些用户名密码等相关基础的配置，springboot会自动注入这些配置好的bean，我们直接使用即可

下面我们来简单来分析下springboot是怎么样来实现依赖管理和自动配置的

1.0 依赖管理

首相我们想个问题

为什么我们项目pom里面dependency里面有的依赖有<version>版本号，有的依赖没有引入<version>版本号？

我们打开我们项目的pom文件，我们可以看淡我们配置的pom.xml都依赖了父依赖启动器，parent中就已经对版本进行了统一管理

project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <groupId>cn.xx.maven</groupId>
        <artifactId>dependencies</artifactId>
        <version>xx.xx</version>
    </parent>

    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>cn.sxw.demo</groupId>
    <artifactId>demo-api-pom</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <modules>
        <module>web</module>
    </modules>
    <packaging>pom</packaging>

我们可以看到父pom文件里面的<properties>节点里面就配置了相关的版本号，<dependencyManagement>节点就声明所依赖的jar包的版本号等信息，那么所有子项目再次引入此依赖jar包时则无需显式的列出版本号，Maven会沿着父子层级向上寻找拥有dependencyManagement 元素的项目，然后使用它指定的版本号。

所以以此springboot就解决了我们版本依赖管理耗时耗力的问题

需要注意的是如果我们引入的依赖不是parent里面管理的，我们就需要加上<version>版本号

其次我们项目运行依赖的jar是从什么地方来的？

这里就引申出一个很重的东西starter，比如stater-web

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
   <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
   <parent>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starters</artifactId>
      <version>1.5.21.RELEASE</version>
   </parent>
   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
   <name>Spring Boot Web Starter</name>
   <description>Starter for building web, including RESTful, applications using Spring
      MVC. Uses Tomcat as the default embedded container</description>
   <url>https://projects.spring.io/spring-boot/</url>
   <organization>
      <name>Pivotal Software, Inc.</name>
      <url>https://www.spring.io</url>
   </organization>
   <properties>
      <main.basedir>${basedir}/../..</main.basedir>
   </properties>
   <dependencies>
      <dependency>
         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
         <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
      </dependency>
      <dependency>
         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
         <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
      </dependency>
      <dependency>
         <groupId>org.hibernate</groupId>
         <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
      </dependency>
      <dependency>
         <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
         <artifactId>jackson-databind</artifactId>
      </dependency>
      <dependency>
         <groupId>org.springframework</groupId>
         <artifactId>spring-web</artifactId>
      </dependency>
      <dependency>
         <groupId>org.springframework</groupId>
         <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
      </dependency>
   </dependencies>
</project>

从上述代码可以发现，spring-boot-starter-web依赖启动器的主要作用是提供web开发所需的底层的所有依赖，提供web开发所需要的依赖，不需要我们再去导入tomcat、webmvc等相关的依赖，这就是springboot所使用的依赖传递

springboot不止是提供了web启动器，还提供很多其他的启动器，我们可以去官网查看，地址：

https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/using.html#using.build-systems.starters

这个里面也不是提供了所有开发的技术框架都提供了启动器，后面我们可以自定义starter，后面学习下！！

2.0自动配置

springboot到底是如何进行自动配置的，都把哪些组件进行了自动配置？

我们来看一下springboot项目启动类

@SpringBootApplication
public class MyWebApplication {

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

@SpringBootApplication 扫描spring组件并自动配置springboot

@SpringBootApplication就是一个组合注解

@Target(ElementType.TYPE)            // 注解的适用范围，其中TYPE用于描述类、接口（包括包注解类型）或enum声明
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  // 注解的生命周期，保留到class文件中（三个生命周期）
@Documented                          // 表明这个注解应该被javadoc记录
@Inherited                           // 子类可以继承该注解

@SpringBootConfiguration             // 继承了Configuration，表示当前是注解类（配置类可以被组件扫描器扫描到的）
@EnableAutoConfiguration             // 启动自动配置功能(里面又是@AutoConfigurationPackage 自动配置包，会把@SpringBootApplication注解标注的类所在包名拿到，并且会对该包及其子包进行扫描，将组件添加到容器中 ，@AutoConfigurationPackage这个里面又是以
@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class) spring框架底层注解，他的作用是给容器中导入某个组件类,在这里他是将Registrar这个组件类导入到容器中)
@ComponentScan(excludeFilters = {    //包扫码器 扫描路径设置（具体使用待确认）
@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })

总结：

springboot底层实现自动配置步骤：

springboot应用启动
@SpringBootApplication起作用
@EnableAutoConfiguration 启动自动配置功能
@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)：它通过将Registrar类导入到容器中，而Registrar类作用是扫描配置类统计目录及其子包，并将相应的组件导入到springboot创建管理的容器中
@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)：它通过将AutoConfigurationImportSelector类导入到容器中，AutoConfigurationImportSelector类作用是通过String[] selectImports方法执行过程中，会使用内部工具类springFacoriesLoader查找classpath上所有jar包中的META-INF/spring-facories进行加载，实现将配置类信息交给springFactory加载器进行一系列的容器创建过程

3.0自定义starter

**starter是什么？**

我们可以把它理解成为一个可插拔式的插件，有了这些starter我们使用某些功能的时候，就不需要去关注各种依赖的处理，不需要我们去配置那些复杂的配置信息，由springboot自动通过classpath路径下的类发现我们需要的bean，并注入相应的bean。

**为什么要自定义starter？**

    在我们一般的开发过程中，经常会有一些独立于业务之外的配置模块或独立的一些功能。我们只需要将这些独立于业务代码之外的功封装成一个starter，用的时候我们只需要将其在pom文件中引入即可，springboot就会根据我们引入的starter依赖，完成自动配置

**自定义starter命名规则**

springboot官方旗下项目，前缀以spring-boot-starter- 【模块名】 ，例如：spring-boot-starter- web、spring-boot-starter- json等等，为了与官方的starter区别开来， 我们自定义的starter以 【模块】-spring-boot-starter来进行命名，比如我们使用druid的  druid-spring-boot-starter，用的swagger的 swagger-spring-boot-starter等等。**这样我们就可以一眼看出是官方的提供的starter还是第三方提供的starter**。

自定义starter我们分为两步：

①、自定义starter

        （1） 新建maven 工程，工程名myfirst-spring-boot-starter，导入依赖

<properties>
    <spring.version>2.2.2.RELEASE</spring.version>
</properties>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-autoconfigure-processor</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
</dependencies>

（2）编写一个MyProperties

@EnableConfigurationProperties(MyProperties.class)
@ConfigurationProperties(prefix = "first")
public class MyProperties {

    private int id;
    private String name;

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

 （3） 编写配置类MyConfiguration

@Configuration
@ConditionalOnClass(MyConfiguration.class)  //当类路径classpath下有指定类的情况下就会进行自动配置
public class MyConfiguration {

    static {
        System.out.println("MyConfiguration init----------------------");
    }

    @Bean
    public MyProperties myProperties(){
        return new MyProperties();
    }

}

（4）在resource下面新建文件夹META-INF创建一个spring.factories文件，文件内容如下

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
cn.dy.common.mystarter.configuration.MyConfiguration

②、使用starter

（1） pom引入starter

<dependency>
    <groupId>cn.dy</groupId>
    <artifactId>myfirst-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

（2） yml文件里面定义我们自定义starter里面myproperties里面的first-starter

first:
  id: 1
  name: 'hello'

（3）引用myproperties

    @Autowired
    private MyProperties myProperties;

    @Override
    public String getMyProperties() {
        return myProperties.toString();
    }

4.0 执行原理

springboot项目都有一个启动类主要执行SpringApplication.run(CommonServerApplication.class, args);
进入run方法里面我们可以看到代码

 public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {
        return run(new Class[]{primarySource}, args);
    }

    public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {
        return (new SpringApplication(primarySources)).run(args);
    }

里面主要做了两个事实例化springapplication并且执行他的run方法启动项目
实例化springapplication，具体核心代码如下

    public SpringApplication(Class<?>... primarySources) {
        this(null, primarySources);
    }

    /**
     * Create a new {@link SpringApplication} instance. The application context will load
     * beans from the specified primary sources (see {@link SpringApplication class-level}
     * documentation for details. The instance can be customized before calling
     * {@link #run(String...)}.
     * @param resourceLoader the resource loader to use
     * @param primarySources the primary bean sources
     * @see #run(Class, String[])
     * @see #setSources(Set)
     */
    @SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })
    public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
        this.resourceLoader = resourceLoader;
        Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
        this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
        this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
        this.bootstrapRegistryInitializers = getBootstrapRegistryInitializersFromSpringFactories();
        setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
        setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
        this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
         }

看源码可以看到实例化springapplication做了几件事

根据classpath里面是否存在某个特征类（org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext）来决定是否应该创建一个为Web应用使用的ApplicationContext类型。
使用SpringFactoriesLoader在应用的classpath中查找并加载所有可用的ApplicationContextInitializer。
使用SpringFactoriesLoader在应用的classpath中查找并加载所有可用的ApplicationListener。
推断并设置main方法的定义类。

4.2 执行springapplication的run方法

SpringApplication实例初始化完成并且完成设置后，就开始执行run方法的逻辑了，方法执行伊始，首先遍历执行所有通过SpringFactoriesLoader可以查找到并加载的SpringApplicationRunListener。调用它们的started()方法，告诉这些SpringApplicationRunListener，SpringBoot应用要开始执行。

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        stopWatch.start();
        ConfigurableApplicationContext context = null;
        Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
        configureHeadlessProperty();
//1.通过SpringFactoriesLoader查找并加载所有的SpringApplicationRunListeners，通过调用
//starting()方法通知所有的SpringApplicationRunListeners：应用开始启动了
        SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
        listeners.starting();
        try {
          //2.创建并配置当前应用将要使用的Environment
            ApplicationArguments applicationArguments = new                                   DefaultApplicationArguments(
                    args);
            ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                    applicationArguments);
            configureIgnoreBeanInfo(environment);
            //3.打印banner
            Banner printedBanner = printBanner(environment);
            //4.根据是否是web项目，来创建不同的ApplicationContext容器
            context = createApplicationContext();
            //5.创建一系列FailureAnalyzer
            exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
                    SpringBootExceptionReporter.class,
                    new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
             //6.初始化ApplicationContext
            prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                    printedBanner);
            //7.调用ApplicationContext的refresh()方法,刷新容器
            refreshContext(context);
            //8.查找当前context中是否注册有CommandLineRunner和ApplicationRunner，如果                  有则遍历执行它们。
            afterRefresh(context, applicationArguments);
            stopWatch.stop();
            if (this.logStartupInfo) {
                new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
                        .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
            }
            listeners.started(context);
            callRunners(context, applicationArguments);
        }
        catch (Throwable ex) {
            handleRunFailure(context, listeners, exceptionReporters, ex);
            throw new IllegalStateException(ex);
        }
        listeners.running(context);
        return context;
    }

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