SpringBoot 注解原理，自动装配原理，图文并茂，万字长文！

搜云库技术团队

发布于 2020-06-17 21:24:13

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发布于 2020-06-17 21:24:13

首先，先看SpringBoot的主配置类：

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

点进@SpringBootApplication来看，发现@SpringBootApplication是一个组合注解。

@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 {
 
}

我们先来看

@SpringBootConfiguration：

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

可以看到这个注解除了元注解以外，就只有一个@Configuration，那也就是说这个注解相当于@Configuration，所以这两个注解作用是一样的，它让我们能够去注册一些额外的Bean，并且导入一些额外的配置。那@Configuration还有一个作用就是把该类变成一个配置类，不需要额外的XML进行配置。所以@SpringBootConfiguration就相当于@Configuration。进入@Configuration，发现@Configuration核心是@Component，说明Spring的配置类也是Spring的一个组件。

@Target({ElementType.TYPE})
 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 
@Documented
 
@Component
 
public @interface Configuration {
 
 @AliasFor(
 
        annotation = Component.class
 
 )
 
 String value() default "";
 
}

继续来看下一个

@EnableAutoConfiguration

这个注解是开启自动配置的功能。

@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 {};
 
}

可以看到它是由

@AutoConfigurationPackage，@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)

这两个而组成的，我们先说

@AutoConfigurationPackage

他是说：让包中的类以及子包中的类能够被自动扫描到spring容器中。

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

使用@Import来给Spring容器中导入一个组件，这里导入的是Registrar.class。来看下这个Registrar：

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {
 
 Registrar() {
 
 }
 
 public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
 
 AutoConfigurationPackages.register(registry, (new AutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata)).getPackageName());
 
 }
 
 public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
 
 return Collections.singleton(new AutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata));
 
 }
 
 }

就是通过以上这个方法获取扫描的包路径，可以debug查看具体的值：

那metadata是什么呢，可以看到是标注在@SpringBootApplication注解上的DemosbApplication，也就是我们的主配置类Application：

其实就是将主配置类（即@SpringBootApplication标注的类）的所在包及子包里面所有组件扫描加载到Spring容器。因此我们要把DemoApplication放在项目的最高级中（最外层目录）。

看看注解@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)，@Import注解就是给Spring容器中导入一些组件，这里传入了一个组件的选择器:AutoConfigurationImportSelector。

可以从图中看出AutoConfigurationImportSelector 继承了 DeferredImportSelector 继承了 ImportSelector，ImportSelector有一个方法为：selectImports。将所有需要导入的组件以全类名的方式返回，这些组件就会被添加到容器中。

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

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。那是如何获取到这些配置类的呢，看看下面这个方法：

protected AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry 
 
getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata, AnnotationMetadata annotationMetadata) {
 
 if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
 
 return EMPTY_ENTRY;
 
 } else {
 
 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 new AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
 
 }
 
}

我们可以看到getCandidateConfigurations()这个方法，他的作用就是引入系统已经加载好的一些类，到底是那些类呢：

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;
 
}

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

会从META-INF/spring.factories中获取资源，然后通过Properties加载资源：

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

可以知道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到容器中，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作。以前我们需要自己配置的东西，自动配置类都帮我们完成了。如下图可以发现Spring常见的一些类已经自动导入。

接下来看@ComponentScan注解，@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class), @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })，这个注解就是扫描包，然后放入spring容器。

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

总结下@SpringbootApplication：就是说，他已经把很多东西准备好，具体是否使用取决于我们的程序或者说配置。

接下来继续看run方法：

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

来看下在执行run方法到底有没有用到哪些自动配置的东西，我们点进run：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
 
 //计时器
 
 StopWatch stopWatch = new StopWatch();
 
    stopWatch.start();
 
 ConfigurableApplicationContext context = null;
 
 Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList();
 
 this.configureHeadlessProperty();
 
 //监听器
 
 SpringApplicationRunListeners listeners = this.getRunListeners(args);
 
    listeners.starting();
 
 Collection exceptionReporters;
 
 try {
 
 ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
 
 ConfigurableEnvironment environment = this.prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
 
 this.configureIgnoreBeanInfo(environment);
 
 Banner printedBanner = this.printBanner(environment);
 
 //准备上下文
 
        context = this.createApplicationContext();
 
        exceptionReporters = this.getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class, 
 
new Class[]{ConfigurableApplicationContext.class}, context);
 
 //预刷新context
 
 this.prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
 
 //刷新context
 
 this.refreshContext(context);
 
 //刷新之后的context
 
 this.afterRefresh(context, applicationArguments);
 
        stopWatch.stop();
 
 if (this.logStartupInfo) {
 
 (new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)).logStarted(this.getApplicationLog(), stopWatch);
 
 }
 
        listeners.started(context);
 
 this.callRunners(context, applicationArguments);
 
 } catch (Throwable var10) {
 
 this.handleRunFailure(context, var10, exceptionReporters, listeners);
 
 throw new IllegalStateException(var10);
 
 }
 
 try {
 
        listeners.running(context);
 
 return context;
 
 } catch (Throwable var9) {
 
 this.handleRunFailure(context, var9, exceptionReporters, (SpringApplicationRunListeners)null);
 
 throw new IllegalStateException(var9);
 
 }
 
}

那我们关注的就是 refreshContext(context); 刷新context，我们点进来看。

private void refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {
 
   refresh(context);
 
 if (this.registerShutdownHook) {
 
 try {
 
         context.registerShutdownHook();
 
 }
 
 catch (AccessControlException ex) {
 
 // Not allowed in some environments.
 
 }
 
 }
 
}

我们继续点进refresh(context);

protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) {
 
 Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);
 
 ((AbstractApplicationContext) applicationContext).refresh();
 
}

他会调用 ((AbstractApplicationContext) applicationContext).refresh();方法，我们点进来看：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
 
 synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
 
 // Prepare this context for refreshing.
 
      prepareRefresh();
 
 // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
 
 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
 
 // Prepare the bean factory for use in this context.
 
      prepareBeanFactory(beanFactory);
 
 try {
 
 // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
 
         postProcessBeanFactory(beanFactory);
 
 // Invoke factory processors registered as beans in the context.
 
         invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
 
 // Register bean processors that intercept bean creation.
 
         registerBeanPostProcessors(beanFactory);
 
 // Initialize message source for this context.
 
         initMessageSource();
 
 // Initialize event multicaster for this context.
 
         initApplicationEventMulticaster();
 
 // Initialize other special beans in specific context subclasses.
 
         onRefresh();
 
 // Check for listener beans and register them.
 
         registerListeners();
 
 // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
 
         finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
 
 // Last step: publish corresponding event.
 
         finishRefresh();
 
 }catch (BeansException ex) {
 
 if (logger.isWarnEnabled()) {
 
            logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
 
 "cancelling refresh attempt: " + ex);
 
 }
 
 // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
 
         destroyBeans();
 
 // Reset 'active' flag.
 
         cancelRefresh(ex);
 
 // Propagate exception to caller.
 
 throw ex;
 
 }finally {
 
 // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
 
 // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
 
         resetCommonCaches();
 
 }
 
 }
 
}

由此可知，就是一个spring的bean的加载过程。继续来看一个方法叫做 onRefresh()：

protected void onRefresh() throws BeansException {
 
 // For subclasses: do nothing by default.
 
}

他在这里并没有直接实现，但是我们找他的具体实现：

比如Tomcat跟web有关，我们可以看到有个ServletWebServerApplicationContext：

@Override
 
protected void onRefresh() {
 
 super.onRefresh();
 
 try {
 
      createWebServer();
 
 }
 
 catch (Throwable ex) {
 
 throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", ex);
 
 }
 
}

可以看到有一个createWebServer();方法他是创建web容器的，而Tomcat不就是web容器，那是如何创建的呢，我们继续看：

private void createWebServer() {
 
 WebServer webServer = this.webServer;
 
 ServletContext servletContext = getServletContext();
 
 if (webServer == null && servletContext == null) {
 
 ServletWebServerFactory factory = getWebServerFactory();
 
 this.webServer = factory.getWebServer(getSelfInitializer());
 
 }
 
 else if (servletContext != null) {
 
 try {
 
         getSelfInitializer().onStartup(servletContext);
 
 }
 
 catch (ServletException ex) {
 
 throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context",
 
               ex);
 
 }
 
 }
 
   initPropertySources();
 
}

factory.getWebServer(getSelfInitializer());他是通过工厂的方式创建的。

public interface ServletWebServerFactory {
 
 WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers);
 
}

可以看到它是一个接口，为什么会是接口。因为我们不止是Tomcat一种web容器。

我们看到还有Jetty，那我们来看TomcatServletWebServerFactory：

@Override
 
public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
 
 Tomcat tomcat = new Tomcat();
 
 File baseDir = (this.baseDirectory != null) ? this.baseDirectory
 
 : createTempDir("tomcat");
 
   tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
 
 Connector connector = new Connector(this.protocol);
 
   tomcat.getService().addConnector(connector);
 
   customizeConnector(connector);
 
   tomcat.setConnector(connector);
 
   tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
 
   configureEngine(tomcat.getEngine());
 
 for (Connector additionalConnector : this.additionalTomcatConnectors) {
 
      tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
 
 }
 
   prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
 
 return getTomcatWebServer(tomcat);
 
}

那这块代码，就是我们要寻找的内置Tomcat，在这个过程当中，我们可以看到创建Tomcat的一个流程。

如果不明白的话，我们在用另一种方式来理解下，大家要应该都知道stater举点例子。

<dependency>
 
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 
 <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
 
</dependency>
 
<dependency>
 
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 
 <artifactId>spring-boot-starter-freemarker</artifactId>
 
</dependency>

首先自定义一个stater。

<parent>
 
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 
 <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
 
 <version>2.1.4.RELEASE</version>
 
 <relativePath/>
 
</parent>
 
<groupId>com.zgw</groupId>
 
<artifactId>gw-spring-boot-starter</artifactId>
 
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
 
<dependencies>
 
 <dependency>
 
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 
 <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
 
 </dependency>
 
</dependencies>

我们先来看maven配置写入版本号，如果自定义一个stater的话必须依赖spring-boot-autoconfigure这个包,我们先看下项目目录。

public class GwServiceImpl implements GwService{
 
 @Autowired
 
 GwProperties properties;
 
 @Override
 
 public void Hello()
 
 {
 
 String name=properties.getName();
 
 System.out.println(name+"说:你们好啊");
 
 }
 
}

我们做的就是通过配置文件来定制name这个是具体实现。

@Component
 
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.gwname")
 
public class GwProperties {
 
 String name="zgw";
 
 public String getName() {
 
 return name;
 
 }
 
 public void setName(String name) {
 
 this.name = name;
 
 }
 
}

这个类可以通过@ConfigurationProperties读取配置文件。

@Configuration
 
@ConditionalOnClass(GwService.class) //扫描类
 
@EnableConfigurationProperties(GwProperties.class) //让配置类生效
 
public class GwAutoConfiguration {
 
 /**
 
    * 功能描述 托管给spring
 
    * @author zgw
 
    * @return
 
    */
 
 @Bean
 
 @ConditionalOnMissingBean
 
 public GwService gwService()
 
 {
 
 return new GwServiceImpl();
 
 }
 
}

这个为配置类，为什么这么写因为，spring-boot的stater都是这么写的，我们可以参照他仿写stater，以达到自动配置的目的，然后我们在通过spring.factories也来进行配置。

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.gw.GwAutoConfiguration

然后这样一个简单的stater就完成了，然后可以进行maven的打包，在其他项目引入就可以使用。

作者：stackOverFlow stackOverFlow

来源：https://www.cnblogs.com/jing99/p/11504113.html

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原始发表：2020-06-16，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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