Spring Boot 扩展点应用之工厂加载机制
Spring工厂加载机制，即Spring Factories Loader，核心逻辑是使用SpringFactoriesLoader加载由用户实现的类，并配置在约定好的META-INF/spring.factories路径下，该机制可以为框架上下文动态的增加扩展。
该机制类似于Java SPI，给用户提供可扩展的钩子，从而达到对框架的自定义扩展功能。
核心实现类 SpringFactoriesLoader
SpringFactoriesLoader是Spring工厂加载机制的核心底层实现类。它的主要作用是 从META-INF/spring.factories路径下加载指定接口的实现类。该文件可能存在于工程类路径下或者 jar 包之内，所以会存在多个该文件。
public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";
SpringFactoriesLoader loadFactories load 并从 FACTORIES_RESOURCE_LOCATION文件中实例化给定类型的工厂实现类。 spring.factories 文件必须采用 Properties 格式，其中键是接口或抽象类的完全限定*名称，值是逗号分隔的实现类名称列表。例如:
该文件的格式，Key 必须为接口或抽象类的全限定名，value 为 具体的实现类，多个以 逗号分隔。类似如下配置：
# Application Context Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.context.ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.web.context.ServerPortInfoApplicationContextInitializer
从该文件中我们可以看到，其中 ApplicationContextInitializer 为父类，value为实现类，以逗号分隔。
SpringFactoriesLoader 源码分析
Spring Boot完成自动装配的核心之一就是工厂加载机制。我们以Spring Boot的自动装配为例来分析。如果要开启Spring的自动装配功能，会使用@EnableAutoConfiguration这个注解，这个注解会ImportAutoConfigurationImportSelector这个类。
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
AutoConfigurationImportSelector 中有一个方法就是加载 EnableAutoConfiguration 为 key 的实现配置类。
protected List<AutoConfigurationImportFilter> getAutoConfigurationImportFilters() {
return SpringFactoriesLoader.loadFactories(AutoConfigurationImportFilter.class,
this.beanClassLoader)
}
SpringFactoriesLoader loadFactories 加载 所有以 factoryClass 为 Key 的实现类
public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
// 省略部分前置判断和 logger 代码
ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
if (classLoaderToUse == null) {
classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
}
//根据当前接口类的全限定名作为key，从loadFactoryNames从文件中获取到所有实现类的全限定名
List<String> factoryNames = loadFactoryNames(factoryClass, classLoaderToUse);
List<T> result = new ArrayList<>(factoryNames.size());
//实例化所有实现类，并保存到 result 中返回。
for (String factoryName : factoryNames) {
result.add(instantiateFactory(factoryName, factoryClass, classLoaderToUse));
}
AnnotationAwareOrderComparator.sort(result);
return result;
}
调用 loadSpringFactories 从META-INF/spring.factories文件中进行加载
从文件中读取接口和实现类的逻辑，返回
Map<String, List<String>>
private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
if (result != null) {
return result;
}
try {
//FACTORIES_RESOURCE_LOCATION --> META-INF/spring.factories
Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
//一Key多值 Map，适合上文提到的一个接口多个实现类的情形。
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()) {
//以逗号进行分割，得到List的实现类全限定名集合
List<String> factoryClassNames = Arrays.asList(
StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue()));
result.addAll((String) entry.getKey(), factoryClassNames);
}
}
cache.put(classLoader, result);
//返回
return result;
}
catch (IOException ex) {
throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
}
}
总结
上面通过以 Spring Boot 的自动装配为例，我们分析了 Spring 工厂加载机制的整个过程，重点分析了SpringFactoriesLoader类。通过这样的机制，我们可以十分的方便的为框架提供各式各样的扩展插件，我们可以自己定义自己的组件的自动装配配置类，然后通过工厂加载机制让 Spring 进行加载并得到自动装配。
工厂加载机制的应用 ApplicationContextInitializer
ApplicationContextInitializer是在Spring Boot或者Spring Mvc启动过程中调用的。具体时机为Spring 应用上下文refresh之前(调用refresh方法)。
ApplicationContextInitializer 主要提供应用上下文未refresh之前的扩展，这时候可以对 ConfigurableApplicationContext 进行一些扩展处理等。
自定义一个类，实现 ApplicationContextInitializer ，并重写 initialize 方法：
@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
public class HelloWorldApplicationContextInitializer implements ApplicationContextInitializer {
@Override
public void initialize(ConfigurableApplicationContext applicationContext) {
System.out.println("=================> applicationContext: " + applicationContext.getId());
}
}
启动 Spring Boot 程序，我们可以看到在 refresh 之前，会在控制台打印上面这句话。
- 另外的实现方式：
- application.properties添加配置方式：
context.initializer.classes=com.maple.spring.initializer.AfterHelloWorldApplicationContextInitializer
对于这种方式是通过 DelegatingApplicationContextInitializer 这个初始化类中的 initialize 方法获取到 application.properties 中 context.initializer.classes 对应的实现类，并对该实现类进行加载。
3.在 SpringApplication 中直接添加
public static void main(String[] args) {
new SpringApplicationBuilder(SpringBootDemo3Application.class)
.initializers(new AfterHelloWorldApplicationContextInitializer())
.run(args);
}
}
Spring Boot 使用 工厂机制加载 ApplicationListener 实现类
# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.ClearCachesApplicationListener,\
org.springframework.boot.builder.ParentContextCloserApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.FileEncodingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.AnsiOutputApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.ClasspathLoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.LoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.liquibase.LiquibaseServiceLocatorApplicationListener
总结
工厂加载机制是 Spring 动态加载实现类的一种方式，提前在扩展类中写好对应自动配置类，我们可以完成自动装配的效果。Spring Boot 自动装配模块其中的loader 自动配置实现类就是基于此实现的。
Spring Boot 的一些新特性几乎用到的都是 Spring Framework 的核心特性。因此学习 Spring Boot ，归根结底就是学习 Spring Framework 核心。它是所有 Spring 应用的基石，所以我们应该从上至下，由浅入深来进行学习和分析。
