前言

????????最近在學(xué)習(xí)Spring Boot相關(guān)的課程，過程中以筆記的形式記錄下來，方便以后回憶，同時(shí)也在這里和大家探討探討，文章中有漏的或者有補(bǔ)充的、錯(cuò)誤的都希望大家能夠及時(shí)提出來，本人在此先謝謝了！

開始之前呢，希望大家?guī)е鴰讉€(gè)問題去學(xué)習(xí)：
1、Spring Boot 自動(dòng)裝配是什么？
2、這個(gè)功能在什么時(shí)代背景下發(fā)明產(chǎn)生的？
3、這個(gè)功能有什么用？
4、怎么實(shí)現(xiàn)的？
5、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？
6、這個(gè)功能能應(yīng)用在工作中？
這是對(duì)自我的提問，我認(rèn)為帶著問題去學(xué)習(xí)，是一種更好的學(xué)習(xí)方式，有利于加深理解。好了，接下來進(jìn)入主題。

（一）起源

????????在上篇文章中我們講到 Spring 注解雖然可以代替以往XML的形式，幫助我們自動(dòng)注冊(cè)Bean以及初始化組件，簡(jiǎn)化我們的開發(fā)，但還是做不到真正意義上的自動(dòng)裝配，今天我們就來講講 Spring Boot 是如何深度整合 Spring 注解編程模型、@Enable 模塊驅(qū)動(dòng)及條件裝配等 Spring 原生特性來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配的。

注：本篇文章所用到的 Spring Boot版本是 2.1.6.BUILD-SNAPSHOT

（二）Spring Boot 自動(dòng)裝配實(shí)現(xiàn)

????????我們都知道 Spring Boot 的啟動(dòng)過程非常簡(jiǎn)單，只需要啟動(dòng)一個(gè) main 方法，項(xiàng)目就可以運(yùn)行，就算依賴了諸多外部模塊如：MVC、Redis等，也不需要我們進(jìn)行過多的配置，那它的底層原理是什么呢？接下來，我們就一起去看一看。

我們先來看一段 Spring Boot 的啟動(dòng)類代碼：

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

我們需要關(guān)注的是 @SpringBootApplication 這個(gè)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) })
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 {};

}

我們來看一看它的組成部分：

@SpringBootConfiguration：它里面標(biāo)注了 @Configuration 注解，上篇文章說過，表明這是個(gè)配置類，功能與 @Configuration 無異。
@EnableAutoConfiguration：這個(gè)就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配的核心注解，是用來激活自動(dòng)裝配的，其中默認(rèn)路徑掃描以及組件裝配、排除等都通過它來實(shí)現(xiàn)。
@ComponentScan：上篇文章我們講過這是用來掃描被 @Component標(biāo)注的類，只不過這里是用來過濾 Bean 的，指定哪些類不進(jìn)行掃描，而且用的是自定義規(guī)則。
Class<?>[] exclude()：根據(jù)class來排除，排除指定的類加入spring容器，傳入的類型是class類型。且繼承自 @EnableAutoConfiguration 中的屬性。
String[] excludeName()：根據(jù)class name來排除，排除特定的類加入spring容器，參數(shù)類型是class的全類名字符串?dāng)?shù)組。同樣繼承自 @EnableAutoConfiguration。
String[] scanBasePackages()：可以指定多個(gè)包名進(jìn)行掃描。繼承自 @ComponentScan 。
Class<?>[] scanBasePackageClasses()：可以指定多個(gè)類或接口的class，然后掃描 class 所在包下的所有組件。同樣繼承自 @ComponentScan 。

1、@EnableAutoConfiguration 實(shí)現(xiàn)

????????上面我們說到 @EnableAutoConfiguration 是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配的核心注解，是用來激活自動(dòng)裝配的，看注解前綴我們應(yīng)該知道是上篇文章中所講的 Spring @Enable 模塊驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式，所以它必然會(huì)有 @Import 導(dǎo)入的被 @Configuration 標(biāo)注的類或?qū)崿F(xiàn) ImportSelector 或 ImportBeanDefinitionRegistrar 接口的類。接著，我們來看看它的定義：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {

    ...
}

可以看到它由兩部分組成：

@AutoConfigurationPackage：這是用來將啟動(dòng)類所在包，以及下面所有子包里面的所有組件掃描到Spring容器中，這里的組件是指被 @Component或其派生注解標(biāo)注的類。這也就是為什么不用標(biāo)注@ComponentScan的原因。
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)：這里導(dǎo)入的是實(shí)現(xiàn)了 ImportSelector 接口的類，組件自動(dòng)裝配的邏輯均在重寫的 selectImports 方法中實(shí)現(xiàn)。

接下來我們就來看看這兩者具體是怎么實(shí)現(xiàn)的。

1.1、獲取默認(rèn)包掃描路徑

我們先來看看 Spring Boot 是如何通過 @AutoConfigurationPackage 注解獲取默認(rèn)包掃描路徑的，進(jìn)入它的實(shí)現(xiàn)：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)
public @interface AutoConfigurationPackage {
}

可以看到它是通過 @Import 導(dǎo)入了 AutoConfigurationPackages.Registrar 類，該類實(shí)現(xiàn)了 ImportBeanDefinitionRegistrar 接口，所以按照上篇文章所講的，它是在重寫的方法中直接注冊(cè)相關(guān)組件。繼續(xù)往下：

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {

        @Override
        public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
            register(registry, new PackageImport(metadata).getPackageName());
        }

        ....
    }

private static final class PackageImport {

        private final String packageName;

        PackageImport(AnnotationMetadata metadata) {
            this.packageName = ClassUtils.getPackageName(metadata.getClassName());
        }
        ....
}

這里主要是通過 metadata 元數(shù)據(jù)信息構(gòu)造 PackageImport 類。先獲取啟動(dòng)類的類名，再通過 ClassUtils.getPackageName 獲取啟動(dòng)類所在的包名。我們接著往下看：

public static void register(BeanDefinitionRegistry registry, String... packageNames) {
        if (registry.containsBeanDefinition(BEAN)) {
            BeanDefinition beanDefinition = registry.getBeanDefinition(BEAN);
            ConstructorArgumentValues constructorArguments = beanDefinition.getConstructorArgumentValues();
            constructorArguments.addIndexedArgumentValue(0, addBasePackages(constructorArguments, packageNames));
        }
        else {
            GenericBeanDefinition beanDefinition = new GenericBeanDefinition();
            beanDefinition.setBeanClass(BasePackages.class);
            beanDefinition.getConstructorArgumentValues().addIndexedArgumentValue(0, packageNames);
            beanDefinition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);
            registry.registerBeanDefinition(BEAN, beanDefinition);
        }
    }

最后就是將這個(gè)包名保存至 BasePackages 類中，然后通過 BeanDefinitionRegistry 將其注冊(cè)，進(jìn)行后續(xù)處理，至此該流程結(jié)束。

1.2、獲取自動(dòng)裝配的組件

該部分就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配的入口，從上面得知這里也是通過 @Import 來實(shí)現(xiàn)的，來看看導(dǎo)入的類：

public class AutoConfigurationImportSelector implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware,
        ResourceLoaderAware, BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered {

    ....
    
    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
            return NO_IMPORTS;
        }
        AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
                .loadMetadata(this.beanClassLoader);
        AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata,
                annotationMetadata);
        return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
    }
    
    ....
}

主要關(guān)注重寫的 selectImports 方法，其中 AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader)；是加載自動(dòng)裝配的元信息。而AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata, annotationMetadata)該方法返回的就是自動(dòng)裝配的組件，我們進(jìn)去看看：

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata,
            AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
        return EMPTY_ENTRY;
    }
    
    // 獲取 @EnableAutoConfigoration 標(biāo)注類的元信息，也就是獲取該注解 exclude 和 excludeName 屬性值
    AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
    
    // 該方法就是獲取自動(dòng)裝配的類名集合
    List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
    
    // 去除重復(fù)的自動(dòng)裝配組件，就是將List轉(zhuǎn)為Set進(jìn)行去重
    configurations = removeDuplicates(configurations);
    
    // 這部分就是根據(jù)上面獲取的 exclude 及 excludeName 屬性值，排除指定的類
    Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
    checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
    configurations.removeAll(exclusions);
    
    // 這里是過濾那些依賴不滿足的自動(dòng)裝配 Class
    configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
    fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
    
    // 返回的就是經(jīng)過一系列去重、排除、過濾等操作后的自動(dòng)裝配組件
    return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
}

該方法中就是先獲取待自動(dòng)裝配組件的類名集合，然后通過一些列的去重、排除、過濾，最終返回自動(dòng)裝配的類名集合。主要關(guān)注 getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes) 這個(gè)方法，里面是如何獲取自動(dòng)裝配的類名集合：

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(),
            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;
}

其中getSpringFactoriesLoaderFactoryClass()返回的是EnableAutoConfiguration.class。
繼續(xù)往下，執(zhí)行的是 SpringFactoriesLoader#loadFactoryNames 方法：

public final class SpringFactoriesLoader {

    ...
    
    public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";
    
    public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    
        // 前面可以看到，這里的 factoryClass 是 EnableAutoConfiguration.class
        String factoryClassName = factoryClass.getName();
        return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
    }

    private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
        MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
        if (result != null) {
            return result;
        }

        try {
            Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
                    classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
                    ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
            result = new LinkedMultiValueMap<>();
            while (urls.hasMoreElements()) {
                URL url = urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
                    String factoryClassName = ((String) entry.getKey()).trim();
                    for (String factoryName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }
            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        }
        catch (IOException ex) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
                    FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
        }
    }
    ...
}

最終的實(shí)現(xiàn)邏輯都在這里，主要過程如下：

（1）搜索classpath路徑下以及所有外部jar包下的META-INF文件夾中的spring.factories文件。主要是spring-boot-autoconfigur包下的

# Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.autoconfigure.SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer,\
org.springframework.boot.autoconfigure.logging.ConditionEvaluationReportLoggingListener

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.autoconfigure.BackgroundPreinitializer

# Auto Configuration Import Listeners
org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportListener=\
org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionEvaluationReportAutoConfigurationImportListener

# Auto Configuration Import Filters
org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportFilter=\
org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnBeanCondition,\
org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnClassCondition,\
org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnWebApplicationCondition

# Auto Configure
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.web.client.RestTemplateAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.WebFluxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.DispatcherServletAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.WebMvcAutoConfiguration

...

可以看到其中內(nèi)容，存儲(chǔ)的是key-value格式的數(shù)據(jù)，且key是一個(gè)類的全路徑名稱，value是多個(gè)類的全路徑名稱，且以逗號(hào)分割。

（2）將所有的spring.factories文件轉(zhuǎn)成Properties格式，將里面key-value格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成Map，該Map的value是一個(gè)List，之后將相同Key的value合并到List中，將該Map作為方法返回值返回。

（3）返回到 loadFactoryNames 方法，通過上面得知factoryClassName的值為EnableAutoConfiguration，所以通過 getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList())方法，獲取 key 為EnableAutoConfiguration的類名集合。

ps：getOrDefault第一個(gè)入?yún)⑹莐ey的name，如果key不存在，則直接返回第二個(gè)參數(shù)值

至此，流程結(jié)束，最后返回的就是自動(dòng)裝配的組件，可以看到一個(gè)特點(diǎn)，這些自動(dòng)裝配的組件都是以 AutoConfiguration 結(jié)尾。但該組件列表只是候選組件，因?yàn)楹竺孢€有去重、排除、過濾等一系列操作，這里就不再詳細(xì)述說。下面我們來看看自動(dòng)裝配的組件內(nèi)部是怎么樣的。

2、自動(dòng)裝配的組件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

就拿比較熟悉的 Web MVC 來看，看看是如何實(shí)現(xiàn) Web MVC 自動(dòng)裝配的。先來代碼組成部分：

@Configuration
@ConditionalOnWebApplication(type = ConditionalOnWebApplication.Type.SERVLET)
@ConditionalOnClass({ Servlet.class, DispatcherServlet.class, WebMvcConfigurer.class })
@ConditionalOnMissingBean(WebMvcConfigurationSupport.class)
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 10)
@AutoConfigureAfter({ DispatcherServletAutoConfiguration.class, TaskExecutionAutoConfiguration.class,
        ValidationAutoConfiguration.class })
public class WebMvcAutoConfiguration {
    ...
    @Configuration
    @Import(EnableWebMvcConfiguration.class)
    @EnableConfigurationProperties({WebMvcProperties.class, ResourceProperties.class})
    @Order(0)
    public static class WebMvcAutoConfigurationAdapter implements WebMvcConfigurer, ResourceLoaderAware {
        ...
        @Bean
        @ConditionalOnBean(View.class)
        @ConditionalOnMissingBean
        public BeanNameViewResolver beanNameViewResolver() {
            ...
        }
        ...
    }

    @Configuration
    public static class EnableWebMvcConfiguration extends DelegatingWebMvcConfiguration {

        @Bean
        @Override
        public RequestMappingHandlerAdapter requestMappingHandlerAdapter() {
            ...
        }

        @Bean
        @Primary
        @Override
        public RequestMappingHandlerMapping requestMappingHandlerMapping() {
            ...
        }
    }
    ...
}

注解部分：
- @Configuration：這個(gè)大家都比較熟悉，標(biāo)識(shí)該類是一個(gè)配置類
- @ConditionalXXX：這是上篇文章所講的 Spring 條件裝配，只不過經(jīng)由 Spring Boot 擴(kuò)展形成了自己的條件化自動(dòng)裝配，且都是@Conditional 的派生注解。
  - @ConditionalOnWebApplication：參數(shù)值是 Type 類型的枚舉，當(dāng)前項(xiàng)目類型是任意、Web、Reactive其中之一則實(shí)例化該 Bean。這里指定如果為 Web 項(xiàng)目才滿足條件。
  - @ConditionalOnClass：參數(shù)是 Class 數(shù)組，當(dāng)給定的類名在類路徑上存在，則實(shí)例化當(dāng)前Bean。這里當(dāng)Servlet.class、 DispatcherServlet.class、 WebMvcConfigurer.class存在才滿足條件。
  - @ConditionalOnMissingBean：參數(shù)是也是 Class 數(shù)組，當(dāng)給定的類沒有實(shí)例化時(shí)，則實(shí)例化當(dāng)前Bean。這里指定當(dāng) WebMvcConfigurationSupport 該類沒有實(shí)例化時(shí)，才滿足條件。
- 裝配順序
  - @AutoConfigureOrder：參數(shù)是int類型的數(shù)值，數(shù)越小越先初始化。
  - @AutoConfigureAfter：參數(shù)是 Class 數(shù)組，在指定的配置類初始化后再加載。
  - @AutoConfigureBefore：參數(shù)同樣是 Class 數(shù)組，在指定的配置類初始化前加載。
代碼部分：
- 這部分就比較直接了，實(shí)例化了和 Web MVC 相關(guān)的Bean，如 HandlerAdapter、HandlerMapping、ViewResolver等。其中，出現(xiàn)了 DelegatingWebMvcConfiguration 類，這是上篇文章所講的 @EnableWebMvc 所 @Import導(dǎo)入的配置類。

可以看到，在Spring Boot 自動(dòng)裝配的類中，經(jīng)過了一系列的 @Conditional 條件判斷，然后實(shí)例化某個(gè)模塊需要的Bean，且無需我們配置任何東西，當(dāng)然，這都是默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)這些不滿足我們的要求時(shí)，我們還得手動(dòng)操作。

（三）總結(jié)

????????關(guān)于Spring boot自動(dòng)裝配的內(nèi)容就告一段落，不難看出Spring Boot自動(dòng)裝配所依賴的注解驅(qū)動(dòng)、@Enable模塊驅(qū)動(dòng)、條件裝配等特性均來自 Spring Framework。而自動(dòng)裝配的配置類均來源于spring.factories文件中。核心則是基于“約定大于配置”理念，通俗的說，就是Spring boot為我們提供了一套默認(rèn)的配置，只有當(dāng)默認(rèn)的配置不滿足我們的需求時(shí)，我們?cè)偃バ薷哪J(rèn)配置。當(dāng)然它也存在缺點(diǎn)就是組件的高度集成，使用的時(shí)候很難知道底層實(shí)現(xiàn)，加深了理解難度。

以上就是本章的內(nèi)容，如過文章中有錯(cuò)誤或者需要補(bǔ)充的請(qǐng)及時(shí)提出，本人感激不盡。

參考：

《Spring Boot 編程思想》

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SpringBoot（二）自動(dòng)裝配正文 - @SpringBootApplication、@EnableAutoConfiguration

SpringBoot（二）自動(dòng)裝配正文 - @SpringBootApplication、@EnableAutoConfiguration

前言

（一）起源

（二）Spring Boot 自動(dòng)裝配實(shí)現(xiàn)

1、@EnableAutoConfiguration 實(shí)現(xiàn)

1.1、獲取默認(rèn)包掃描路徑

1.2、獲取自動(dòng)裝配的組件

2、自動(dòng)裝配的組件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

（三）總結(jié)

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SpringBoot（二）自動(dòng)裝配正文 - @SpringBootApplication、@EnableAutoConfiguration

前言

（一）起源

（二）Spring Boot 自動(dòng)裝配實(shí)現(xiàn)

1、@EnableAutoConfiguration 實(shí)現(xiàn)

1.1、獲取默認(rèn)包掃描路徑

1.2、獲取自動(dòng)裝配的組件

2、自動(dòng)裝配的組件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

（三）總結(jié)

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