Spring中如何使用自定义注解搭配@Import引入内外部配置并完成某一功能的启用

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文章背景

有一个封装 RocketMq 的 client 的需求，用来提供给各项目收、发消息，但是项目当中常常只使用收或者发消息的单一功能，而且不同的项目 group 等并不相同而且不会变化，可以在项目当中配置，其余的 topic 等配置信息因有变动则迁移到配置中心去，因此萌生了如下想法

提供一个自定义注解来启用收、发消息其中之一或者全部的公共组件

研究之后，决定采用 @Import 来实现该功能

一、Java注解的简单介绍

注解，也叫Annotation、标注，是 Java 5 带来的新特性。

1. 可使用范围

   类、字段、方法、参数、构造函数、包等，具体可参阅枚举类 java.lang.annotation.ElementType

2. 生命周期（摘自 刘大飞的博客 ）

   • RetentionPolicy.SOURCE 注解只保留在源文件，当Java文件编译成class文件的时候，注解被遗弃
   • RetentionPolicy.CLASS 注解被保留到class文件，但 jvm 加载class文件时候被遗弃，这是默认的生命周期
   • RetentionPolicy.RUNTIME 注解不仅被保存到class文件中，jvm 加载class文件之后，仍然存在

3. 使用方式

   可以使用反射获取注解的内容，具体如何使用请自己百度，可参考这篇Java注解完全解析，这里不是重点，不多做介绍

二、Spring的 @Import 注解

@Import 注解是Spring用来注入 Spring Bean 的一种方式，可以用来修饰别的注解，也可以直接在Springboot配置类上使用。

它只有一个value属性需要设置，来看一下源码

public @interface Import {
    Class<?>[] value();
}

这里的 value属性只接受三种类型的Class：

• 被 @Configuration 修饰的配置类
• 接口 org.springframework.context.annotation.ImportBeanDefinitionRegistrar 的实现类
• 接口 org.springframework.context.annotation.ImportSelector 的实现类

下面针对三种类型的 Class 分别做简单介绍，文章后面有自定义注解与外部配置的结合使用方式。

三、被 @Configuration 修饰的配置类

这种类可以像 Springboot 中的配置类一样使用，需要注意的是，如果该类的包路径已在Springboot启动类上配置的扫描路径下，则不需要再重新使用 @Import 导入了，因为 @Import 的目的是注入bean，Springboot 启动类上的 @SpringBootApplication 注解已经自动扫描、注入你想通过@Import 导入的bean了。

这种Class可以进行如下拓展

• 继承各种 Aware 接口， 获取对应的信息（如果不清楚 Aware 接口在Spring当中的作用，请自行百度），如，继承 EnviromentAware，可以拿到Spring的环境配置信息，进而从中拿到 @Value 所需要的值，如 environment.getProperty("user.username")
• 使用 @Autowire、@Resource、@Value 注入各种所需 Spring 资源
• 使用 @Bean 声明各种 Spring 资源
• 像普通 Spring Bean 一样使用该类

更多使用方式，请自行百度。

本案例当中，使用这种配置类用来导入外部配置（使用 @Value 的形式）。

四、接口org.springframework.context.annotation.ImportBeanDefinitionRegistrar的实现类

当实现类的 Class 传入 @Import 注解的时候，就会调用该类对应的方法注入相应的 BeanDefinition 信息，方便后面获取 bean 时候使用。我们可以在此定义我们要注入 Spring 的 bean 的属性，这里的属性信息参数来源于自定义注解当中传来的值。

来看一下接口定义

public interface ImportBeanDefinitionRegistrar {
    default void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry,BeanNameGenerator importBeanNameGenerator) {
        registerBeanDefinitions(importingClassMetadata, registry);
    }

    /**
    * importingClassMetadata: 被@Import修饰的 自定义注解 的元信息，可以获得属性集合
    * registry:               Spring bean注册中心
    **/
    default void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
    }

通过这种方式，我们可以根据自定义注解配置的属性值来注入Spring Bean 信息。

五、接口org.springframework.context.annotation.ImportSelector的实现类

首先看一下接口

public interface ImportSelector {

    /**
     * importingClassMetadata 注解元信息，可获取自定义注解的属性集合
     * 根据自定义注解的属性，或者没有属性，返回要注入Spring的Class全限定类名集合
     如：XXX.class.getName()，Spring会自动注入XXX的一个实例
     */
    String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata);

    @Nullable
    default Predicate<String> getExclusionFilter() {
        return null;
    }

}

这个接口的实现类如果没有进行@Aware拓展，功能比较单一，因为我们无法参与Spring Bean 的构建过程，只是告诉Spring 要注入的Bean的名字。不再详述。

六、案例

来看如下案例，我们通过一个注解，启动RocketMq的消息发送器：

@SpringBootApplication
@EnableMqProducer(group="xxx")
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(App.class);
    }
}

这是一个服务项目的启动类，这个服务开启了RocketMq的一个发送器，并且分到xxx组里。

来看一下@EnableMqProducer注解

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
@Documented
@Import({XXXRegistrar.class,XXXConfig.class})
public @interface EnableMqProducer {

    String group() default "DEFAULT_PRODUCER_GROUP";

    String instanceName() default "defaultProducer";

    boolean retryAnotherBrokerWhenNotStoreOK() default true;
}

这里使用@Import导入了两个配置类，第一个是接口org.springframework.context.annotation.ImportBeanDefinitionRegistrar的实现类，第二个是被@Configuration 修饰的配置类

我们看第一个类，这个类注入了一个 DefaultMQProducer 的实例到Spring 容器中，使业务方可以直接通过@Autowired注入使用

public class XXXRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {  
    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        AnnotationAttributes attributes = AnnotationAttributes.fromMap(importingClassMetadata.getAnnotationAttributes(EnableMqProducer.class.getName()));
        registerBeanDefinitions(attributes, registry);
    }

    private void registerBeanDefinitions(AnnotationAttributes attributes, BeanDefinitionRegistry registry) {
        //获取配置
        String group = attributes.getString("group");
        //省略部分代码...
        //添加要注入的类的字段值
        Map<String, Object> values = new HashMap<>();
        //这里有的同学可能不清楚为什么key是这个
        //这里的key就是DefaultMQProducer类的字段名
        values.put("producerGroup", group);
        //省略部分代码

        //注册到Spring中
        BeanRegistrationUtil.registerBeanDefinitionIfNotExists(registry, DefaultMQProducer.class.getName(), DefaultMQProducer.class, values);
    }

到这里，我们已经注入了一个DefaultMQProducer的实例到Spring容器中，但是这个实例，还不完整，比如，还没有启动，nameServer地址还没有配置，可外部配置的属性还没有覆盖实例已有的值（nameServer地址建议外部配置）。好消息是，我们已经可以通过注入来使用这个实例了。

上面遗留的问题，就是第二个类接下来要做的事。

来看第二个配置类

@Configuration
@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
@EnableConfigurationProperties(XxxProperties.class)  //Spring提供的配置自动映射功能，配置后可直接注入
public class XXXConfig {

    @Resource //直接注入外部配置，可能来源于外部配置文件、配置中心、启动参数
    private XxxProperties XxxProperties;

    @Autowired //注入上一步生成的实例
    private DefaultMQProducer producer;

    @PostConstruct
    public void init() {
        //省略部分代码
        //获取外部配置的值
        String nameServer = XxxProperties.getNameServer();
        //修改实例
        producer.setNamesrvAddr(nameServer);
        //启动实例
        try {
            this.producer.start();
        } catch (MQClientException e) {
            throw new RocketMqException("mq消息发送实例启动失败", e);
        }
    }

    @PreDestroy
    public void destroy() {
        producer.shutdown();
    }

到这里，通过自定义注解和外部配置的结合，一个完整的消息发送器就可以使用了，但方式有取巧之嫌，因为在消息发送器启动之前，不知道还有没有别的类使用了这个实例，这是不安全的。

七、总结

通过接口和配置类的灵活结合，可以实现基于自定义注解结合内外配置化的设计，归根到底是Spring Bean的灵活构建，如果你有更好更优雅的方式，欢迎留言指教。