SpringBoot自动装配原理解析

本文涉及的产品
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
云解析 DNS,旗舰版 1个月
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
简介: 本文包含:SpringBoot的自动配置原理及如何自定义SpringBootStar等我们知道,在使用SpringBoot的时候,我们只需要如下方式即可直接启动一个Web程序:@SpringBootApplicationpublic class DemoApplication { p...

本文包含:SpringBoot的自动配置原理及如何自定义SpringBootStar等

我们知道,在使用SpringBoot的时候,我们只需要如下方式即可直接启动一个Web程序:

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

和我们之前使用普通Spring时繁琐的配置相比简直不要太方便,那么你知道SpringBoot实现这些的原理么

首先我们看到类上方包含了一个@SpringBootApplication注解

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(
    excludeFilters = {@Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
public @interface SpringBootApplication {
    @AliasFor(
        annotation = EnableAutoConfiguration.class
    )
    Class<?>[] exclude() default {};

    @AliasFor(
        annotation = EnableAutoConfiguration.class
    )
    String[] excludeName() default {};

    @AliasFor(
        annotation = ComponentScan.class,
        attribute = "basePackages"
    )
    String[] scanBasePackages() default {};

    @AliasFor(
        annotation = ComponentScan.class,
        attribute = "basePackageClasses"
    )
    Class<?>[] scanBasePackageClasses() default {};
}

这个注解上边包含的东西还是比较多的,咱们先看一下两个简单的热热身

@ComponentScan 注解

@ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })

这个注解咱们都是比较熟悉的,无非就是自动扫描并加载符合条件的Bean到容器中,这个注解会默认扫描声明类所在的包开始扫描,例如:
cn.shiyujun.Demo类上标注了@ComponentScan 注解,则cn.shiyujun.controllercn.shiyujun.service等等包下的类都可以被扫描到

这个注解一共包含以下几个属性:

basePackages:指定多个包名进行扫描
basePackageClasses:对指定的类和接口所属的包进行扫
excludeFilters:指定不扫描的过滤器
includeFilters:指定扫描的过滤器
lazyInit:是否对注册扫描的bean设置为懒加载
nameGenerator:为扫描到的bean自动命名
resourcePattern:控制可用于扫描的类文件
scopedProxy:指定代理是否应该被扫描
scopeResolver:指定扫描bean的范围
useDefaultFilters:是否开启对@Component,@Repository,@Service,@Controller的类进行检测

@SpringBootConfiguration注解

这个注解更简单了,它只是对Configuration注解的一个封装而已

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

EnableAutoConfiguration注解

这个注解可是重头戏了,SpringBoot号称的约定大于配置,也就是本文的重点自动装配的原理就在这里了

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

    Class<?>[] exclude() default {};

    String[] excludeName() default {};
}

简单概括一下,这个注解存在的意义就是:利用@Import注解,将所有符合自动装配条件的bean注入到IOC容器中,关于@Import注解原理这里就不再阐述,感兴趣的同学可以参考此篇文章:Spring @Import注解源码解析

进入类AutoConfigurationImportSelector,观察其selectImports方法,这个方法执行完毕后,Spring会把这个方法返回的类的全限定名数组里的所有的类都注入到IOC容器中

public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
            return NO_IMPORTS;
        } else {
            AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);
            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 StringUtils.toStringArray(configurations);
        }
    }

观察上方代码:

  1. 第一行if时会首先判断当前系统是否禁用了自动装配的功能,判断的代码如下:
 protected boolean isEnabled(AnnotationMetadata metadata) {
        return this.getClass() == AutoConfigurationImportSelector.class ? (Boolean)this.getEnvironment().getProperty("spring.boot.enableautoconfiguration", Boolean.class, true) : true;
    }
  1. 如果当前系统禁用了自动装配的功能则会返回如下这个空的数组,后续也就无法注入bean了
private static final String[] NO_IMPORTS = new String[0];
  1. 此时如果没有禁用自动装配则进入else分枝,第一步操作首先会去加载所有Spring预先定义的配置条件信息,这些配置信息在org.springframework.boot.autoconfigure包下的META-INF/spring-autoconfigure-metadata.properties文件中

    1. 这些配置条件主要含义大致是这样的:如果你要自动装配某个类的话,你觉得先存在哪些类或者哪些配置文件等等条件,这些条件的判断主要是利用了@ConditionalXXX注解,关于@ConditionalXXX系列注解可以参考这篇文章:SpringBoot条件注解@Conditional

      1. 这个文件里的内容格式是这样的:

        org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.web.servlet.WebMvcEndpointChildContextConfiguration.ConditionalOnClass=org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet
        org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.metrics.jdbc.DataSourcePoolMetricsAutoConfiguration.ConditionalOnClass=javax.sql.DataSource,io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry
        org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.flyway.FlywayEndpointAutoConfiguration.AutoConfigureAfter=org.springframework.boot.autoconfigure.flyway.FlywayAutoConfiguration
      2. 具体的加载代码就不列出了,无法就是个读取配置文件
      3. 这里放个加载之后的结果图:
        file
  2. 获取@EnableAutoConfiguration注解上的exclude、excludeName属性,这两个属性的作用都是排除一些类的
  3. 这里又是关键的一步,可以看到刚才图片中spring-autoconfigure-metadata.properties文件的上方存在一个文件spring.factories,这个文件可就不止存在于org.springframework.boot.autoconfigure包里了,所有的包里都有可能存在这个文件,所以这一步是加载整个项目所有的spring.factories文件。这个文件的格式是这样的
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.amqp.RabbitHealthIndicatorAutoConfiguration,\org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.audit.AuditAutoConfiguration,\org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.audit.AuditEventsEndpointAutoConfiguration
  1. 这里存在一个知识点,SpringBoot中的star就是依靠这个文件完成的,假如我们需要自定义一个SpringBoot的Star,就可以在我们的项目的META-INF文件夹下新建一个spring.factories文件
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=cn.shiyujun.TestAutoConfiguration

这样当别的项目依赖我们的项目时就会自动把我们的TestAutoConfiguration类注入到Spring容器中

  1. 删除重复的自动配置类
  2. 下面三行就是去除我们指定排除的配置类
  3. 接着这一行的逻辑稍微复杂一些,主要就是根据加载的配置条件信息来判断各个配置类上的@ConditionalXXX系列注解是否满足需求
  4. 最后就是发布自动装配完成事件,然后返回所有能够自动装配的类的全限定名

到了这里我们已经把SpringBoot自动装配的原理搞清楚了,但是总感觉差点什么,那我们从这些自动装配的类里面挑一个我们比较熟悉的关于Servlet的类来看看咋回事吧:


@Configuration
@ConditionalOnWebApplication(
    type = Type.SERVLET
)
public class ServletEndpointManagementContextConfiguration {
    public ServletEndpointManagementContextConfiguration() {
    }

    @Bean
    public ExposeExcludePropertyEndpointFilter<ExposableServletEndpoint> servletExposeExcludePropertyEndpointFilter(WebEndpointProperties properties) {
        Exposure exposure = properties.getExposure();
        return new ExposeExcludePropertyEndpointFilter(ExposableServletEndpoint.class, exposure.getInclude(), exposure.getExclude(), new String[0]);
    }

    @Configuration
    @ConditionalOnClass({ResourceConfig.class})
    @ConditionalOnMissingClass({"org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet"})
    public class JerseyServletEndpointManagementContextConfiguration {
        public JerseyServletEndpointManagementContextConfiguration() {
        }

        @Bean
        public ServletEndpointRegistrar servletEndpointRegistrar(WebEndpointProperties properties, ServletEndpointsSupplier servletEndpointsSupplier) {
            return new ServletEndpointRegistrar(properties.getBasePath(), servletEndpointsSupplier.getEndpoints());
        }
    }

    @Configuration
    @ConditionalOnClass({DispatcherServlet.class})
    public class WebMvcServletEndpointManagementContextConfiguration {
        private final ApplicationContext context;

        public WebMvcServletEndpointManagementContextConfiguration(ApplicationContext context) {
            this.context = context;
        }

        @Bean
        public ServletEndpointRegistrar servletEndpointRegistrar(WebEndpointProperties properties, ServletEndpointsSupplier servletEndpointsSupplier) {
            DispatcherServletPathProvider servletPathProvider = (DispatcherServletPathProvider)this.context.getBean(DispatcherServletPathProvider.class);
            String servletPath = servletPathProvider.getServletPath();
            if (servletPath.equals("/")) {
                servletPath = "";
            }

            return new ServletEndpointRegistrar(servletPath + properties.getBasePath(), servletEndpointsSupplier.getEndpoints());
        }
    }
}

自上而下观察整个类的代码,你会发现这些自动装配的套路都是一样的

  1. 如果当前是Servlet环境则装配这个bean
  2. 当存在类ResourceConfig以及不存在类DispatcherServlet时装配JerseyServletEndpointManagementContextConfiguration
  3. 当存在DispatcherServlet类时装配WebMvcServletEndpointManagementContextConfiguration
  4. 接下来如果还有面试官问你,你会了么?
相关文章
|
1月前
|
存储 缓存 算法
HashMap深度解析:从原理到实战
HashMap,作为Java集合框架中的一个核心组件,以其高效的键值对存储和检索机制,在软件开发中扮演着举足轻重的角色。作为一名资深的AI工程师,深入理解HashMap的原理、历史、业务场景以及实战应用,对于提升数据处理和算法实现的效率至关重要。本文将通过手绘结构图、流程图,结合Java代码示例,全方位解析HashMap,帮助读者从理论到实践全面掌握这一关键技术。
89 13
|
2月前
|
运维 持续交付 云计算
深入解析云计算中的微服务架构:原理、优势与实践
深入解析云计算中的微服务架构:原理、优势与实践
97 1
|
9天前
|
机器学习/深度学习 自然语言处理 搜索推荐
自注意力机制全解析:从原理到计算细节,一文尽览!
自注意力机制(Self-Attention)最早可追溯至20世纪70年代的神经网络研究,但直到2017年Google Brain团队提出Transformer架构后才广泛应用于深度学习。它通过计算序列内部元素间的相关性,捕捉复杂依赖关系,并支持并行化训练,显著提升了处理长文本和序列数据的能力。相比传统的RNN、LSTM和GRU,自注意力机制在自然语言处理(NLP)、计算机视觉、语音识别及推荐系统等领域展现出卓越性能。其核心步骤包括生成查询(Q)、键(K)和值(V)向量,计算缩放点积注意力得分,应用Softmax归一化,以及加权求和生成输出。自注意力机制提高了模型的表达能力,带来了更精准的服务。
|
27天前
|
Java 数据库连接 Maven
最新版 | 深入剖析SpringBoot3源码——分析自动装配原理(面试常考)
自动装配是现在面试中常考的一道面试题。本文基于最新的 SpringBoot 3.3.3 版本的源码来分析自动装配的原理,并在文未说明了SpringBoot2和SpringBoot3的自动装配源码中区别,以及面试回答的拿分核心话术。
最新版 | 深入剖析SpringBoot3源码——分析自动装配原理(面试常考)
|
19天前
|
存储 物联网 大数据
探索阿里云 Flink 物化表:原理、优势与应用场景全解析
阿里云Flink的物化表是流批一体化平台中的关键特性,支持低延迟实时更新、灵活查询性能、无缝流批处理和高容错性。它广泛应用于电商、物联网和金融等领域,助力企业高效处理实时数据,提升业务决策能力。实践案例表明,物化表显著提高了交易欺诈损失率的控制和信贷审批效率,推动企业在数字化转型中取得竞争优势。
79 14
|
1月前
|
NoSQL Java Redis
Spring Boot 自动配置机制:从原理到自定义
Spring Boot 的自动配置机制通过 `spring.factories` 文件和 `@EnableAutoConfiguration` 注解,根据类路径中的依赖和条件注解自动配置所需的 Bean,大大简化了开发过程。本文深入探讨了自动配置的原理、条件化配置、自定义自动配置以及实际应用案例,帮助开发者更好地理解和利用这一强大特性。
106 14
|
28天前
|
网络协议 安全 网络安全
探索网络模型与协议:从OSI到HTTPs的原理解析
OSI七层网络模型和TCP/IP四层模型是理解和设计计算机网络的框架。OSI模型包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,而TCP/IP模型则简化为链路层、网络层、传输层和 HTTPS协议基于HTTP并通过TLS/SSL加密数据,确保安全传输。其连接过程涉及TCP三次握手、SSL证书验证、对称密钥交换等步骤,以保障通信的安全性和完整性。数字信封技术使用非对称加密和数字证书确保数据的机密性和身份认证。 浏览器通过Https访问网站的过程包括输入网址、DNS解析、建立TCP连接、发送HTTPS请求、接收响应、验证证书和解析网页内容等步骤,确保用户与服务器之间的安全通信。
102 1
|
2月前
|
存储 供应链 算法
深入解析区块链技术的核心原理与应用前景
深入解析区块链技术的核心原理与应用前景
80 0
|
3月前
|
JavaScript 安全 Java
如何使用 Spring Boot 和 Ant Design Pro Vue 实现动态路由和菜单功能,快速搭建前后端分离的应用框架
本文介绍了如何使用 Spring Boot 和 Ant Design Pro Vue 实现动态路由和菜单功能,快速搭建前后端分离的应用框架。首先,确保开发环境已安装必要的工具,然后创建并配置 Spring Boot 项目,包括添加依赖和配置 Spring Security。接着,创建后端 API 和前端项目,配置动态路由和菜单。最后,运行项目并分享实践心得,包括版本兼容性、安全性、性能调优等方面。
216 1
|
2月前
|
JavaScript 安全 Java
如何使用 Spring Boot 和 Ant Design Pro Vue 构建一个具有动态路由和菜单功能的前后端分离应用。
本文介绍了如何使用 Spring Boot 和 Ant Design Pro Vue 构建一个具有动态路由和菜单功能的前后端分离应用。首先,创建并配置 Spring Boot 项目,实现后端 API;然后,使用 Ant Design Pro Vue 创建前端项目,配置动态路由和菜单。通过具体案例,展示了如何快速搭建高效、易维护的项目框架。
145 62

热门文章

最新文章

推荐镜像

更多