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Spring Boot 自动配置原理及自定义Starter

一、Spring Boot 是怎么完成自动配置的？

初识Spring Boot时我们就知道，Spring Boot有一个全局配置文件：application.properties或application.yml。这些配置是如何在Spring Boot项目中生效的呢？

Spring Boot关于自动配置的源码在spring-boot-autoconfigure-x.x.x.x.jar中：

自动配置始于Spring Boot的核心注解：@SpringBootApplication  ，它在主函数所在的类中，是个复合注解：

这里面   @SpringBootConfiguration   @EnableAutoConfiguration   @ComponentScan 是比较重要的注解，但 @EnableAutoConfiguration  是和自动配置关系最紧密的注解。

@EnableAutoConfiguration 也是一个复合注解：

@EnableAutoConfiguration 的关键功能由@Import提供，原因是它导入了一个很重要的类：AutoConfigurationImportSelector，这个类提供了一个重要的方法 selectImports（）：

selectImports（）中 getCandidateConfigurations（）是个重要的方法，它通过SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames()扫描所有META-INF/spring.factories具有的jar包：

spring-boot-autoconfigure-x.x.x.x.jar里就有一个这样的spring.factories文件：

这个spring.factories文件也是一组一组的key=value的形式，其中一个key是EnableAutoConfiguration类的全类名，而它的value是一个xxxxAutoConfiguration的类名的列表，这些xxxxAutoConfiguration就是自动配置类，比如这个文件中可以找到RedisAutoConfiguration、RabbitAutoConfiguration等自动配置类。

Spring Boot启动类（main方法所在类）在启动的时候，就会执行run(...)方法，run（）方法的内部就会执行selectImports()方法把所有的自动配置类加载到Spring容器。

每一个XxxxAutoConfiguration自动配置类都是在某些条件之下才会生效的，这些条件的限制在Spring Boot中以注解的形式体现，常见的条件注解有如下几项（在autoconfigure.condition包下还有很多，下面简单列举几个）：

  • @ConditionalOnBean：当容器里有指定的bean的条件下。
  • @ConditionalOnMissingBean：当容器里不存在指定bean的条件下。
  • @ConditionalOnClass：当类路径下有指定类的条件下。
  • @ConditionalOnMissingClass：当类路径下不存在指定类的条件下。
  • @ConditionalOnProperty：指定的属性是否有指定的值，比如@ConditionalOnProperties(prefix=”xxx.xxx”, value=”enable”, matchIfMissing=true)，代表当xxx.xxx为enable时条件的布尔值为true，如果没有设置的情况下也为true。

application.yml文件中的配置是怎么生效的？比如 spring.rabbitmq.port=5672 这个配置项是怎么生效的，我们可以看下RabbitAutoConfiguration类：

在RabbitAutoConfiguration上面有个 @EnableConfigurationProperties 注解，它的作用是开启配置属性，让 @ConfigurationProperties 注解的properties类生效并使用。如让RabbitProperties生效并注册到Spring容器中，并且使用！

上面 @EnableConfigurationProperties 注解后面有一个 RabbitProperties 类：

RabbitProperties类上面就是由 @ConfigurationProperties 注解加持的，@ConfigurationProperties 和 @EnableConfigurationProperties 结合使用，@ConfigurationProperties的作用就是从配置文件中绑定属性到对应的bean上，而@EnableConfigurationProperties负责导入这个已经绑定了属性的bean到spring容器中。那么所有其他的和这个类相关的属性都可以在全局配置文件中定义，也就是说，真正“限制”我们可以在全局配置文件中配置哪些属性的类就是这些XxxxProperties类，它与配置文件中定义的prefix关键字开头的一组属性是唯一对应的。在全局配置的属性如：spring.rabbitmq.port=5672 等，通过@ConfigurationProperties注解，绑定到对应的XxxxProperties配置实体类上封装为一个bean，然后再通过@EnableConfigurationProperties注解导入到Spring容器中。

而诸多的XxxxAutoConfiguration自动配置类，就是Spring容器的JavaConfig形式，作用就是为Spring 容器导入bean，而所有导入的bean所需要的属性都通过xxxxProperties的bean来获得。

回头再看RabbitAutoConfiguration类就能明白上面的这句话的含义，如下RabbitAutoConfiguration会在Spring容器中返回template这个Bean，这个Bean的属性已经从RabbitProperties的bean中获得（RabbitProperties的bean的属性通过@ConfigurationProperties 注解由application.yml文件中取得），但是仔细看template这个bean的上面还有一个@ConditionalOnMissingBean 注解，即当容器里不存在指定bean的条件下这个自动配置才会生效，注册该bean到spring容器，@ConditionalXxx 和 全局配置文件application.yml的结合可以实现灵活的配置。

总结：

  1. XxxxProperties类的含义是：封装配置文件中相关属性；XxxxAutoConfiguration类的含义是：自动配置类，目的是给容器中添加组件。而其他的主方法启动，则是为了加载这些五花八门的XxxxAutoConfiguration类。

  2. 如何用好自动配置：1)SpringBoot启动会加载大量的自动配置类2)我们看我们需要的功能有没有SpringBoot默认写好的自动配置类;3)我们再来看这个自动配置类中到底配置了哪些组件;(只要我们要用的组件有，我们就不需要再来配置了)4)给容器中自动配置类添加组件的时候，会从properties类中获取某些属性。我们就可以在配置文件中指定这些属性的值。

 二、Spring Boot 自动配置原理给我们的启示

上面的自动配置过程是搞明白了，但是这个能够给我们带来什么呢？

那就是我们也可以仿照这个自动配置过程完成自己的starter并实现自动配置。

2.1 Spring Boot中的 Starter

Spring Boot 的便利性体现在，它简化了很多烦琐的配置，这对于开发人员来说是一个福音，通过引入各种 Spring Boot Starter 包可以快速搭建出一个项目的脚手架。目前提供的 Spring Boot Starter 包有：

  • spring-boot-starter-web：快速构建基于 Spring MVC 的 Web 项目，使用 Tomcat 做默认嵌入式容器。
  • spring-boot-starter-data-redis：操作 Redis。
  • spring-boot-starter-data-mongodb：操作 Mongodb。
  • spring-boot-starter-data-jpa：操作 Mysql。
  • spring-boot-starter-activemq：操作 Activemq。
  • ……

自动配置非常方便，当我们要操作 Mongodb 的时候，只需要引入 spring-boot-starter-data-mongodb 的依赖，然后配置 Mongodb 的链接信息 spring.data.mongodb.uri=mongodb：//localhost/test 就可以使用 MongoTemplate 来操作数据，MongoTemplate 的初始化工作全部交给 Starter 来完成。

结合上面的自动配置过程我们也可以实现自己的 Starter：

（1）创建一个项目 spring-boot-starter-demo，pom.xml 配置代码如下

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
</dependencies>

（2）创建一个配置类，用于在属性文件中配置值，相当于 RabbitProperties 类，代码如下所示：

@Data
@ConfigurationProperties("spring.user")
public class UserPorperties {
    private String name;
}

通过 @ConfigurationProperties("spring.user") 注解可以绑定application.yml配置文件中 spring.rabbitmq.port=5672 这种形式的配置，这里"spring.user"就是会识别spring.user.XXX这样的配置。

 （3）再定义一个 Client，相当于 RabbitTemplate，里面定一个方法，用于获取配置中的值，代码如下所示：

public class UserClient {
    private UserPorperties userPorperties;
    public UserClient() {
    }
    public UserClient(UserPorperties p) {
        this.userPorperties = p;
    }
    public String getName() {
        return userPorperties.getName();
    }
}

以上，一个基本的 Starter 就已经创建好了。

（4）一个最基本的 Starter 包定义好了，但目前肯定是不能使用 UserClient，因为我们没有自动构建 UserClient 的实例。接下来开始构建 UserClient，代码如下所示：

@Configuration
@EnableConfigurationProperties(UserPorperties.class)
public class UserAutoConfiguration {
    @Bean
    @ConditionalOnProperty(prefix = "spring.user", value = "enabled", havingValue = "true")
    public UserClient userClient(UserPorperties userPorperties) {
        return new UserClient(userPorperties);
    }
}

@ConfigurationProperties的作用就是从配置文件中绑定属性到对应的bean上，而@EnableConfigurationProperties负责导入这个已经绑定了属性的bean到spring容器中。

（5）在 resources /META-INF/spring.factories 文件中添加自动配置类UserAutoConfiguration：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
com.cxytiandi.demo.UserAutoConfigure

Spring Boot 会默认扫描跟启动类平级的包，假如我们的 Starter 跟启动类不在同一个主包下，通过在spring.factories 文件中添加自动配置类的方式，Spring Boot 启动时会去读取 spring.factories 文件，然后根据配置激活对应的配置类，至此一个简单的 Starter 包就实现了。

（6）使用 Starter

现在可以在其他的项目中引入这个 Starter 包，如下：

<dependency>
    <groupId>com.cxytiandi</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>

引入之后就直接可以使用 UserClient，UserClient 在项目启动的时候已经自动初始化好：

@RestController
public class UserController {
    @Autowired
    private UserClient userClient;
    @GetMapping("/user/name")
    public String getUserName() {
        return userClient.getName();
    }
}

在属性文件中配置 name 的值和开启 UserClient：

spring.user.name=zhangsan
spring.user.enabled=true

访问 /user/name 就可以返回我们配置的 zhangsan。

三、使用注解开启 Starter 自动构建

很多时候我们不想在引入 Starter 包时就执行初始化的逻辑，而是想要由用户来指定是否要开启 Starter 包的自动配置功能，比如常用的 @EnableAsync 这个注解就是用于开启调用方法异步执行的功能。
同样地，我们也可以通过注解的方式来开启是否自动配置，如果用注解的方式，那么 spring.factories 就不需要编写了，下面就来看一下怎么定义启用自动配置的注解，代码如下所示：

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

}

这段代码的核心是 @Import（{UserAutoConfigure.class}），通过导入的方式实现把 UserAutoConfigure 实例加入 SpringIOC 容器中，这样就能开启自动配置了。使用方式就是在启动类上加上该注解，代码如下所示：

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

在某些场景下，UserAutoConfigure 中会配置多个对象，对于这些对象，如果不想全部配置，或是想让用户指定需要开启配置的时候再去构建对象，这个时候我们可以通过 @ConditionalOnProperty 来指定是否开启配置的功能，代码如下所示：

@Bean
@ConditionalOnProperty(prefix = "spring.user",value = "enabled",havingValue = "true")
public UserClient userClient(UserPorperties userPorperties) {
    return new UserClient(userPorperties);
}

通过上面的配置，只有当启动类加了 @EnableUserClient 并且配置文件中 spring.user.enabled=true 的时候才会自动配置 UserClient。

四、JavaConfig

Spring JavaConfifig 是 Spring 社区的产品，Spring 3.0引入了他，它提供了配置 Spring IOC 容器的纯Java 方法。因此它有助于避免使用 XML 配置。

使用 JavaConfifig 的优点在于：

面向对象的配置。由于配置被定义为 JavaConfig 中的类，因此用户可以充分利用 Java 中的面向对象功能。一个配置类可以继承另一个，重写它的@Bean 方法等。 减少或消除 XML 配置。基于依赖注入原则的外化配置的好处已被证明。

但是，许多开发人员不希望在 XML 和 Java 之间来回切换。JavaConfifig 为开发人员提供了一种纯 Java 方法来配置与 XML 配置概念相似的 Spring 容器。从技术角度来讲，只使用 JavaConfifig 配置类来配置容器是可行的，但实际上很多人认为将JavaConfifig 与 XML 混合匹配是理想的。类型安全和重构友好。JavaConfifig 提供了一种类型安全的方法来配置 Spring容器。由于 Java 5.0 对泛型的支持，现在可以按类型而不是按名称检索 bean，不需要任何强制转换或基于字符串的查找。

常用的Java config：

  • @Confifiguration：在类上打上写下此注解，表示这个类是配置类
  • @ComponentScan：在配置类上添加 @ComponentScan 注解。该注解默认会扫描该类所在的包下所有的配置类，相当于之前的 <context:component-scan >。
  • @Bean：bean的注入：相当于以前的< bean id="objectMapper" class="org.codehaus.jackson.map.ObjectMapper" />
  • @EnableWebMvc：相当于xml的<mvc:annotation-driven >
  • @ImportResource： 相当于xml的 < import resource="applicationContext cache.xml">
posted @ 2022-06-25 14:02  沙滩de流沙  阅读(402)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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