源码解析@Configuration 和 @Component 的区别，以及@Configuration的Full和Lite模式

chenchenchen

发布于 2022-03-09 12:58:46

8440

发布于 2022-03-09 12:58:46

区别

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

// 第一段代码
@Configuration
// 第二段代码
//@Component
public class MyTestConfig {

    // 第二段代码修正
	// @Autowired
	// Car car;

	@Bean
	public Driver driver() {
		Driver driver = new Driver();
		driver.setId(1);
		driver.setName("driver");
		driver.setCar(car());
		return driver;
	}

	@Bean
	public Car car() {
		Car car = new Car();
		car.setId(1);
		car.setName("car");
		return car;
	}

}

上面两段代码除MyTestConfig类上的注解不同之外其他都相同，但Spring对两者的处理方式是完全不一样的。

第一段代码会像我们期望的一样正常运行，因为driver()这段代码中driver.setCar(car())方法会由Spring代理执行， Spring发现方法所请求的Bean已经在容器中，那么就直接返回容器中的Bean。所以全局只有一个Car对象的实例。
第二段代码在执行driver() 时driver.setCar(car())不会被Spring代理，会直接调用car()方法获取一个全新的Car对象实例，所以全局会有多个Car对象的实例

造成这种差异的原因如下:

概括就是 @Configuration 中所有带 @Bean 注解的方法都会被动态代理，因此调用该方法返回的都是同一个实例。

其工作原理是：如果方式是首次被调用那么原始的方法体会被执行并且结果对象会被注册到Spring上下文中，之后所有的对该方法的调用仅仅只是从Spring上下文中取回该对象返回给调用者。

在上面的第二段代码中，driver.setCar(car())只是纯JAVA方式的调用，多次调用该方法返回的是不同的对象实例。

要修正第二段代码中的问题，可以使用@Autowired

一句话概括就是 @Configuration 中所有带 @Bean 注解的方法都会被动态代理，因此调用该方法返回的都是同一个实例。

实现细节

@Configuration 注解：

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

从定义来看， @Configuration 注解本质上还是 @Component，因此 <context:component-scan/> 或者 @ComponentScan 都能处理@Configuration 注解的类。

@Configuration 标记的类必须符合下面的要求：

配置类必须以类的形式提供（不能是工厂方法返回的实例），允许通过生成子类在运行时增强（cglib 动态代理）。
配置类不能是 final 类（没法动态代理）。
配置注解通常为了通过 @Bean 注解生成 Spring 容器管理的类，
配置类必须是非本地的（即不能在方法中声明，不能是 private）。
任何嵌套配置类都必须声明为static。
@Bean 方法可能不会反过来创建进一步的配置类（也就是返回的 bean 如果带有 @Configuration，也不会被特殊处理，只会作为普通的 bean）。

加载过程

Spring 容器在启动时，会加载默认的一些 PostPRocessor，其中就有 ConfigurationClassPostProcessor，这个后置处理程序专门处理带有 @Configuration 注解的类，这个程序会在 bean 定义加载完成后，在 bean 初始化前进行处理。主要处理的过程就是使用 cglib 动态代理增强类，而且是对其中带有 @Bean 注解的方法进行处理。

在 ConfigurationClassPostProcessor 中的 postProcessBeanFactory 方法中调用了下面的方法：

/**
 * Post-processes a BeanFactory in search of Configuration class BeanDefinitions;
 * any candidates are then enhanced by a {@link ConfigurationClassEnhancer}.
 * Candidate status is determined by BeanDefinition attribute metadata.
 * @see ConfigurationClassEnhancer
 */
public void enhanceConfigurationClasses(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
    Map<String, AbstractBeanDefinition> configBeanDefs = new LinkedHashMap<String, AbstractBeanDefinition>();
    for (String beanName : beanFactory.getBeanDefinitionNames()) {
        BeanDefinition beanDef = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
        if (ConfigurationClassUtils.isFullConfigurationClass(beanDef)) {
            //省略部分代码
            configBeanDefs.put(beanName, (AbstractBeanDefinition) beanDef);
        }
    }
    if (configBeanDefs.isEmpty()) {
        // nothing to enhance -> return immediately
        return;
    }
    ConfigurationClassEnhancer enhancer = new ConfigurationClassEnhancer();
    for (Map.Entry<String, AbstractBeanDefinition> entry : configBeanDefs.entrySet()) {
        AbstractBeanDefinition beanDef = entry.getValue();
        // If a @Configuration class gets proxied, always proxy the target class
        beanDef.setAttribute(AutoProxyUtils.PRESERVE_TARGET_CLASS_ATTRIBUTE, Boolean.TRUE);
        try {
            // Set enhanced subclass of the user-specified bean class
            Class<?> configClass = beanDef.resolveBeanClass(this.beanClassLoader);
            Class<?> enhancedClass = enhancer.enhance(configClass, this.beanClassLoader);
            if (configClass != enhancedClass) {
                //省略部分代码
                beanDef.setBeanClass(enhancedClass);
            }
        }
        catch (Throwable ex) {
            throw new IllegalStateException(
              "Cannot load configuration class: " + beanDef.getBeanClassName(), ex);
        }
    }
}

在方法的第一次循环中，查找到所有带有 @Configuration 注解的 bean 定义，然后在第二个 for 循环中，通过下面的方法对类进行增强：

Class<?> enhancedClass = enhancer.enhance(configClass, this.beanClassLoader);

然后使用增强后的类替换了原有的 beanClass：

beanDef.setBeanClass(enhancedClass);

所以到此时，所有带有 @Configuration 注解的 bean 都已经变成了增强的类。

下面关注上面的 enhance 增强方法，多跟一步就能看到下面的方法：

/**
 * Creates a new CGLIB {@link Enhancer} instance.
 */
private Enhancer newEnhancer(Class<?> superclass, ClassLoader classLoader) {
    Enhancer enhancer = new Enhancer();
    enhancer.setSuperclass(superclass);
    enhancer.setInterfaces(new Class<?>[] {EnhancedConfiguration.class});
    enhancer.setUseFactory(false);
    enhancer.setNamingPolicy(SpringNamingPolicy.INSTANCE);
    enhancer.setStrategy(new BeanFactoryAwareGeneratorStrategy(classLoader));
    enhancer.setCallbackFilter(CALLBACK_FILTER);
    enhancer.setCallbackTypes(CALLBACK_FILTER.getCallbackTypes());
    return enhancer;
}

通过 cglib 代理的类在调用方法时，会通过 CallbackFilter 调用，这里的 CALLBACK_FILTER 如下：

// The callbacks to use. Note that these callbacks must be stateless.
private static final Callback[] CALLBACKS = new Callback[] {
        new BeanMethodInterceptor(),
        new BeanFactoryAwareMethodInterceptor(),
        NoOp.INSTANCE
};

private static final ConditionalCallbackFilter CALLBACK_FILTER = 
        new ConditionalCallbackFilter(CALLBACKS);

其中 BeanMethodInterceptor 匹配方法如下：

@Override
public boolean isMatch(Method candidateMethod) {
    return BeanAnnotationHelper.isBeanAnnotated(candidateMethod);
}

//BeanAnnotationHelper
public static boolean isBeanAnnotated(Method method) {
    return AnnotatedElementUtils.hasAnnotation(method, Bean.class);
}

也就是当方法有 @Bean 注解的时候，就会执行这个回调方法。

另一个 BeanFactoryAwareMethodInterceptor 匹配的方法如下：

@Override
public boolean isMatch(Method candidateMethod) {
    return (candidateMethod.getName().equals("setBeanFactory") &&
            candidateMethod.getParameterTypes().length == 1 &&
            BeanFactory.class == candidateMethod.getParameterTypes()[0] &&
            BeanFactoryAware.class.isAssignableFrom(candidateMethod.getDeclaringClass()));
}

当前类还需要实现 BeanFactoryAware 接口，上面的 isMatch 就是匹配的这个接口的方法。

@Bean 注解方法执行策略先给一个简单的示例代码：

@Configuration
public class MyBeanConfig {

    @Bean
    public Country country(){
        return new Country();
    }

    @Bean
    public UserInfo userInfo(){
        return new UserInfo(country());
    }

}

相信大多数人第一次看到上面 userInfo() 中调用 country() 时，会认为这里的 Country 和上面 @Bean 方法返回的 Country 可能不是同一个对象，因此可能会通过下面的方式来替代这种方式：

@Autowired 
private Country country;

实际上不需要这么做（后面会给出需要这样做的场景），直接调用 country() 方法返回的是同一个实例。

下面看调用 country() 和 userInfo() 方法时的逻辑。

现在我们已经知道 @Configuration 注解的类是如何被处理的了，现在关注上面的 BeanMethodInterceptor，看看带有 @Bean 注解的方法执行的逻辑。下面分解来看 intercept 方法。

//首先通过反射从增强的 Configuration 注解类中获取 beanFactory
ConfigurableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory(enhancedConfigInstance);

//然后通过方法获取 beanName，默认为方法名，可以通过 @Bean 注解指定
String beanName = BeanAnnotationHelper.determineBeanNameFor(beanMethod);

//确定这个 bean 是否指定了代理的范围
//默认下面 if 条件 false 不会执行
Scope scope = AnnotatedElementUtils.findMergedAnnotation(beanMethod, Scope.class);
if (scope != null && scope.proxyMode() != ScopedProxyMode.NO) {
    String scopedBeanName = ScopedProxyCreator.getTargetBeanName(beanName);
    if (beanFactory.isCurrentlyInCreation(scopedBeanName)) {
        beanName = scopedBeanName;
    }
}

//中间跳过一段 Factorybean 相关代码

//判断当前执行的方法是否为正在执行的 @Bean 方法
//因为存在在 userInfo() 方法中调用 country() 方法
//如果 country() 也有 @Bean 注解，那么这个返回值就是 false.
if (isCurrentlyInvokedFactoryMethod(beanMethod)) {
    // 判断返回值类型，如果是 BeanFactoryPostProcessor 就写警告日志
    if (logger.isWarnEnabled() &&
            BeanFactoryPostProcessor.class.isAssignableFrom(beanMethod.getReturnType())) {
        logger.warn(String.format(
            "@Bean method %s.%s is non-static and returns an object " +
            "assignable to Spring's BeanFactoryPostProcessor interface. This will " +
            "result in a failure to process annotations such as @Autowired, " +
            "@Resource and @PostConstruct within the method's declaring " +
            "@Configuration class. Add the 'static' modifier to this method to avoid " +
            "these container lifecycle issues; see @Bean javadoc for complete details.",
            beanMethod.getDeclaringClass().getSimpleName(), beanMethod.getName()));
    }
    //直接调用原方法创建 bean
    return cglibMethodProxy.invokeSuper(enhancedConfigInstance, beanMethodArgs);
}
//如果不满足上面 if，也就是在 userInfo() 中调用的 country() 方法
return obtainBeanInstanceFromFactory(beanMethod, beanMethodArgs, beanFactory, beanName);

关于 isCurrentlyInvokedFactoryMethod 方法

可以参考 SimpleInstantiationStrategy 中的 instantiate 方法，这里先设置的调用方法：

currentlyInvokedFactoryMethod.set(factoryMethod);
return factoryMethod.invoke(factoryBean, args);

而通过方法内部直接调用 country() 方法时，不走上面的逻辑，直接进的代理方法，也就是当前的 intercept方法，因此当前的工厂方法和执行的方法就不相同了。

obtainBeanInstanceFromFactory 方法比较简单，就是通过 beanFactory.getBean 获取 Country，如果已经创建了就会直接返回，如果没有执行过，就会通过 invokeSuper 首次执行。

因此我们在 @Configuration 注解定义的 bean 方法中可以直接调用方法，不需要 @Autowired 注入后使用。

@Component 注意

@Component 注解并没有通过 cglib 来代理@Bean 方法的调用，因此像下面这样配置时，就是两个不同的 country。

@Component
public class MyBeanConfig {

    @Bean
    public Country country(){
        return new Country();
    }

    @Bean
    public UserInfo userInfo(){
        return new UserInfo(country());
    }

}

有些特殊情况下，我们不希望 MyBeanConfig 被代理（代理后会变成WebMvcConfig

EnhancerBySpringCGLIB

8bef3235293）时，就得用 @Component，这种情况下，上面的写法就需要改成下面这样：

@Component
public class MyBeanConfig {

    @Autowired
    private Country country;

    @Bean
    public Country country(){
        return new Country();
    }

    @Bean
    public UserInfo userInfo(){
        return new UserInfo(country);
    }

}

这种方式可以保证使用的同一个 Country 实例。

Full模式和Lite模式

Full模式和Lite模式均是针对于Spring配置类而言的，和xml配置文件无关。值得注意的是：判断是Full模式 or Lite模式的前提是，首先你得是个容器组件。至于一个实例是如何“晋升”成为容器组件的，可以用注解也可以没有注解，本文就不展开讨论了，这属于Spring的基础知识。

Lite模式

当@Bean方法在没有使用@Configuration注释的类中声明时，它们被称为在Lite模式下处理。它包括：在@Component中声明的@Bean方法，甚至只是在一个非常普通的类中声明的Bean方法，都被认为是Lite版的配置类。@Bean方法是一种通用的工厂方法（factory-method）机制。

和Full模式的@Configuration不同，Lite模式的@Bean方法不能声明Bean之间的依赖关系。因此，这样的@Bean方法不应该调用其他@Bean方法。每个这样的方法实际上只是一个特定Bean引用的工厂方法(factory-method)，没有任何特殊的运行时语义

何时为Lite模式

官方定义为：在没有标注@Configuration的类里面有@Bean方法就称为Lite模式的配置。透过源码再看这个定义是不完全正确的，而应该是有如下case均认为是Lite模式的配置类：

类上标注有@Component注解
类上标注有@ComponentScan注解
类上标注有@Import注解
类上标注有@ImportResource注解
若类上没有任何注解，但类内存在@Bean方法

以上case的前提均是类上没有被标注@Configuration，在Spring 5.2之后新增了一种case也算作Lite模式：

标注有@Configuration(proxyBeanMethods = false)，注意：此值默认是true哦，需要显示改为false才算是Lite模式

细心的你会发现，自Spring5.2（对应Spring Boot 2.2.0）开始，内置的几乎所有的@Configuration配置类都被修改为了@Configuration(proxyBeanMethods = false)，目的何为？答：以此来降低启动时间，为Cloud Native继续做准备。

优点：

运行时不再需要给对应类生成CGLIB子类，提高了运行性能，降低了启动时间
可以该配置类当作一个普通类使用喽：也就是说@Bean方法 可以是private、可以是final

缺点：

不能声明@Bean之间的依赖，也就是说不能通过方法调用来依赖其它Bean
（其实这个缺点还好，很容易用其它方式“弥补”，比如：把依赖Bean放进方法入参里即可）

代码示例

主配置类：

@ComponentScan("com.yourbatman.fullliteconfig.liteconfig")

@Configuration

public class AppConfig {

}

准备一个Lite模式的配置：

@Component
// @Configuration(proxyBeanMethods = false) // 这样也是Lite模式
public class LiteConfig {
 
    @Bean
    public User user() {
        User user = new User();
        user.setName("A哥-lite");
        user.setAge(18);
        return user;
    }
 
 
    @Bean
    private final User user2() {
        User user = new User();
        user.setName("A哥-lite2");
        user.setAge(18);
 
        // 模拟依赖于user实例  看看是否是同一实例
        System.out.println(System.identityHashCode(user()));
        System.out.println(System.identityHashCode(user()));
 
        return user;
    }
 
    public static class InnerConfig {
 
        @Bean
        // private final User userInner() { // 只在lite模式下才好使
        public User userInner() {
            User user = new User();
            user.setName("A哥-lite-inner");
            user.setAge(18);
            return user;
        }
    }
}

测试用例：

public class Application {
 
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
 
        // 配置类情况
        System.out.println(context.getBean(LiteConfig.class).getClass());
        System.out.println(context.getBean(LiteConfig.InnerConfig.class).getClass());
 
        String[] beanNames = context.getBeanNamesForType(User.class);
        for (String beanName : beanNames) {
            User user = context.getBean(beanName, User.class);
            System.out.println("beanName:" + beanName);
            System.out.println(user.getClass());
            System.out.println(user);
            System.out.println("------------------------");
        }
    }
}

结果输出：

1100767002
313540687
class com.yourbatman.fullliteconfig.liteconfig.LiteConfig
class com.yourbatman.fullliteconfig.liteconfig.LiteConfig$InnerConfig
beanName:userInner
class com.yourbatman.fullliteconfig.User
User{name='A哥-lite-inner', age=18}
------------------------
beanName:user
class com.yourbatman.fullliteconfig.User
User{name='A哥-lite', age=18}
------------------------
beanName:user2
class com.yourbatman.fullliteconfig.User
User{name='A哥-lite2', age=18}
------------------------

Lite小结

该模式下，配置类本身不会被CGLIB增强，放进IoC容器内的就是本尊
该模式下，对于内部类是没有限制的：可以是Full模式或者Lite模式
该模式下，配置类内部不能通过方法调用来处理依赖，否则每次生成的都是一个新实例而并非IoC容器内的单例
该模式下，配置类就是一普通类嘛，所以@Bean方法可以使用private/final等进行修饰（static自然也是阔仪的）

Full模式

在常见的场景中，@Bean方法都会在标注有@Configuration的类中声明，以确保总是使用“Full模式”，这么一来，交叉方法引用会被重定向到容器的生命周期管理，所以就可以更方便的管理Bean依赖

何时为Full模式

标注有@Configuration注解的类被称为full模式的配置类。自Spring5.2后这句话改为下面这样我觉得更为精确些：

标注有@Configuration或者@Configuration(proxyBeanMethods = true)的类被称为Full模式的配置类
（当然喽，proxyBeanMethods属性的默认值是true，所以一般需要Full模式我们只需要标个注解即可）

优点：

可以支持通过常规Java调用相同类的@Bean方法而保证是容器内的Bean，这有效规避了在“Lite模式”下操作时难以跟踪的细微错误。特别对于萌新程序员，这个特点很有意义

缺点：

运行时会给该类生成一个CGLIB子类放进容器，有一定的性能、时间开销（这个开销在Spring Boot这种拥有大量配置类的情况下是不容忽视的，这也是为何Spring 5.2新增了proxyBeanMethods属性的最直接原因）
正因为被代理了，所以@Bean方法 不可以是private、不可以是final

代码示例

主配置：

@ComponentScan("com.yourbatman.fullliteconfig.fullconfig")
@Configuration
public class AppConfig {
}

准备一个Full模式的配置：

@Configuration
public class FullConfig {
 
    @Bean
    public User user() {
        User user = new User();
        user.setName("A哥-lite");
        user.setAge(18);
        return user;
    }
 
 
    @Bean
    protected User user2() {
        User user = new User();
        user.setName("A哥-lite2");
        user.setAge(18);
 
        // 模拟依赖于user实例  看看是否是同一实例
        System.out.println(System.identityHashCode(user()));
        System.out.println(System.identityHashCode(user()));
 
        return user;
    }
 
    public static class InnerConfig {
 
        @Bean
        // private final User userInner() { // 只在lite模式下才好使
        public User userInner() {
            User user = new User();
            user.setName("A哥-lite-inner");
            user.setAge(18);
            return user;
        }
    }
}

测试用例：

public class Application {
 
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
 
        // 配置类情况
        System.out.println(context.getBean(FullConfig.class).getClass());
        System.out.println(context.getBean(FullConfig.InnerConfig.class).getClass());
 
        String[] beanNames = context.getBeanNamesForType(User.class);
        for (String beanName : beanNames) {
            User user = context.getBean(beanName, User.class);
            System.out.println("beanName:" + beanName);
            System.out.println(user.getClass());
            System.out.println(user);
            System.out.println("------------------------");
        }
    }
}

结果输出：

550668305

550668305

class com.yourbatman.fullliteconfig.fullconfig.FullConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$70a94a63

class com.yourbatman.fullliteconfig.fullconfig.FullConfig$InnerConfig

beanName:userInner

class com.yourbatman.fullliteconfig.User

User{name='A哥-lite-inner', age=18}

------------------------

beanName:user

class com.yourbatman.fullliteconfig.User

User{name='A哥-lite', age=18}

------------------------

beanName:user2

class com.yourbatman.fullliteconfig.User

User{name='A哥-lite2', age=18}

------------------------

Full小结

该模式下，配置类会被CGLIB增强(生成代理对象)，放进IoC容器内的是代理
该模式下，对于内部类是没有限制的：可以是Full模式或者Lite模式
该模式下，配置类内部可以通过方法调用来处理依赖，并且能够保证是同一个实例，都指向IoC内的那个单例
该模式下，@Bean方法不能被private/final等进行修饰（很简单，因为方法需要被复写嘛，所以不能私有和final。defualt/protected/public都可以哦），否则启动报错（其实IDEA编译器在编译器就提示可以提示你了）：

Exception in thread "main" org.springframework.beans.factory.parsing.BeanDefinitionParsingException: Configuration problem: @Bean method 'user2' must not be private or final; change the method's modifiers to continue
Offending resource: class path resource [com/yourbatman/fullliteconfig/fullconfig/FullConfig.class]
	at org.springframework.beans.factory.parsing.FailFastProblemReporter.error(FailFastProblemReporter.java:72)
	at org.springframework.context.annotation.BeanMethod.validate(BeanMethod.java:50)
	at org.springframework.context.annotation.ConfigurationClass.validate(ConfigurationClass.java:220)
	at org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser.validate(ConfigurationClassParser.java:211)
	at org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor.processConfigBeanDefinitions(ConfigurationClassPostProcessor.java:326)
	at org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(ConfigurationClassPostProcessor.java:242)
	at org.springframework.context.support.PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(PostProcessorRegistrationDelegate.java:275)
	at org.springframework.context.support.PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors(PostProcessorRegistrationDelegate.java:95)
	at org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext.invokeBeanFactoryPostProcessors(AbstractApplicationContext.java:706)
	at org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext.refresh(AbstractApplicationContext.java:532)
	at org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext.<init>(AnnotationConfigApplicationContext.java:89)
	at com.yourbatman.fullliteconfig.Application.main(Application.java:11)