回答
Spring Boot 的自动配置核心是基于条件化配置来实现的。通过注解 @EnableAutoConfiguration
,Spring Boot 可以扫描并加载相关的自动配置类,这些类会根据当前上下文中的条件来决定是否生效。
核心机制是通过条件注解(如 @ConditionalOnClass
、@ConditionalOnMissingBean
)配合 META-INF/spring.factories
文件中的配置,完成 Bean 的动态加载。简单来说,就是通过查看当前环境和依赖的情况,动态地为应用配置必要的 Bean,而不需要手动去定义。
打个比方,就是说 Spring Boot 的自动配置就像一个智能助手,能根据我们给出的提示(比如引入的依赖或者设置的配置)自动完成大部分繁琐的配置工作,这极大地提升了我们的开发效率。
详解
Spring Boot 是如何实现自动装配机制的
我们先看 Spring Boot 的核心注解 @SpringBootApplication
:
@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) })
public @interface SpringBootApplication {
//...
}
这里我们可以把 @SpringBootApplication
看做是 Configuration
、@EnableAutoConfiguration
、@ComponentScan
注解的集合,三个注解的作用如下:
@EnableAutoConfiguration
:启用 SpringBoot 的自动配置机制,它会根据应用程序的依赖关系和当前环境,自动注册所需的 Bean。@Configuration
:允许在上下文中注册额外的 bean 或导入其他配置类@ComponentScan
:该注解用于启用组件扫描,以便 Spring Boot 可以自动发现和注册标有@Component
、@Service
、@Repository
和@Controller
注解的类。
所以,@EnableAutoConfiguration
是实现自动装配机制的核心,我们直接看:
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";
Class<?>[] exclude() default {};
String[] excludeName() default {};
}
使用 @Import
导入 AutoConfigurationImportSelector
,所以我们需要进入 AutoConfigurationImportSelector
。
关于 @Import
注解,请看面试题:知道 Spring 中@lmport 注解的作用吗?
AutoConfigurationImportSelector
是 Spring Boot 实现自动注解的核心组件,它用于从 META-INF/spring.factories
文件中加载自动配置类,并将这些配置类引入到 Spring 应用上下文中。
注: 在 Spring Boot 2.7 版本后,
spring.factories
方式已经被标记为废弃,SpringBoot 2.7 版本后建议使用新的配置文件:/META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports
。 但是,加载的时候,会同时加载这两个文件。
AutoConfigurationImportSelector
定义如下:
public class AutoConfigurationImportSelector implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware,
ResourceLoaderAware, BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered {
// ....
}
实现的接口看着挺多,其实就两类,一个是 DeferredImportSelector
,一个是 XxxAware
类接口。关于 XxxAware
类接口请看面试题:使用过 Spring 中的 Aware 接口吗?它的作用是什么?
这里我们重点分析 DeferredImportSelector
,所以直接看 selectImports()
:
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
// 判断自动装配开关是否已打开
if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
return NO_IMPORTS;
}
AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
}
这个方法很好理解,就是先判断自动装配开关是否已打开,如果打开了就获取所有需要自动装配的 Bean 的类全限定名,并封装为一个数组返回,getAutoConfigurationEntry()
是获取的:
protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
return EMPTY_ENTRY;
}
// 获取 @EnableAutoConfiguration 中的 exclude 和 excludeName
AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
// 获取自动装配 Bean 的类全限定名
List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
// 过滤
configurations = removeDuplicates(configurations);
Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
configurations.removeAll(exclusions);
configurations = getConfigurationClassFilter().filter(configurations);
fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
}
首先调用 getAttributes()
获取 @EnableAutoConfiguration
中的 exclude
和 excludeName
,然后调用 getCandidateConfigurations()
获取所有需要自动装配的类全限定名,然后就是过滤。所以核心就是 getCandidateConfigurations()
,我们一路跟踪会跟踪到 SpringFactoriesLoader#loadSpringFactories()
:
private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(ClassLoader classLoader) {
Map<String, List<String>> result = cache.get(classLoader);
if (result != null) {
return result;
}
result = new HashMap<>();
try {
// 从 META-INF/spring.factories 加载资源数据
Enumeration<URL> urls = classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION);
while (urls.hasMoreElements()) {
// 加载
}
// Replace all lists with unmodifiable lists containing unique elements
result.replaceAll((factoryType, implementations) -> implementations.stream().distinct()
.collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), Collections::unmodifiableList)));
cache.put(classLoader, result);
}
catch (IOException ex) {
throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
}
return result;
}
FACTORIES_RESOURCE_LOCATION
定义如下:
public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";
我们去包下面看下:
点开这个文件内容会非常多,大明哥只列几个常见的:
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisReactiveAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisRepositoriesAutoConfiguration,\
//...
org.springframework.boot.autoconfigure.jackson.JacksonAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.JdbcTemplateAutoConfiguration,\
//...
org.springframework.boot.autoconfigure.kafka.KafkaAutoConfiguration,\
//...
org.springframework.boot.autoconfigure.orm.jpa.HibernateJpaAutoConfiguration,\
获取后就会执行过滤,大明哥的网站最终的结果是:
当 selectImports()
将这些内容封装成一个数组返回后,Spring 容器会将这些内容加载为 Bean,但是他们能否真的被加载成功,还得依赖 @Condition
。以 RedisAutoConfiguration 为例:
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@ConditionalOnClass(RedisOperations.class)
@EnableConfigurationProperties(RedisProperties.class)
@Import({ LettuceConnectionConfiguration.class, JedisConnectionConfiguration.class })
public class RedisAutoConfiguration {
@Bean
@ConditionalOnMissingBean(name = "redisTemplate")
@ConditionalOnSingleCandidate(RedisConnectionFactory.class)
public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<>();
template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
return template;
}
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
@ConditionalOnSingleCandidate(RedisConnectionFactory.class)
public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate();
template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
return template;
}
}
这里有诸多 @Conditional
相关的注解,大明哥一一解释下:
@ConditionalOnClass(RedisOperations.class)
:只有当类RedisOperations
存在时才会加载 RedisAutoConfiguration。如果我们在应用中没有引入 Redis 相关的依赖,则 RedisAutoConfiguration 是不会被加载的。@ConditionalOnMissingBean(name = "redisTemplate")
:只有当redisTemplate
这个 Bean 不存在时才会加载RedisTemplate
。它避免了redisTemplate
被重复加载。@ConditionalOnSingleCandidate(RedisConnectionFactory.class)
:只有当容器中存在且只有一个类型为RedisConnectionFactory
的 Bean 时才会被记载,它确保了 RedisConnectionFactory 的唯一性。
这三个 @Conditional
相关注解保证了我们需要首先有 Redis 的相关依赖,同时我们也没有自定义 RedisTemplate
且存在唯一的 RedisConnectionFactory
,则 Spring Boot 自动装配这个默认的 Bean,并加载 redisTemplate
Bean。
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