SpringBoot自动配置原理

@SpringBootApplication 注解

SpringBoot 项目的一切都要从 > @SpringBootApplication 这个注解开始说起。 @SpringBootApplication 标注在某个类上说明：

• 这个类是 SpringBoot 的主配置类。
• SpringBoot 就应该运行这个类的 main 方法来启动 SpringBoot 应用。

该注解的定义如下：

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

可以看到 SpringBootApplication 注解是一个组合注解（关于组合注解文章的开头有讲到），其主要组合了一下三个注解：

• @SpringBootConfiguration：该注解表示这是一个 SpringBoot 的配置类，其实它就是一个 @Configuration 注解而已。
• @ComponentScan：开启组件扫描。
• @EnableAutoConfiguration：从名字就可以看出来，就是这个类开启自动配置的。嗯，自动配置的奥秘全都在这个注解里面。

  @EnableAutoConfiguration 注解

  先看该注解是怎么定义的：

  @AutoConfigurationPackage 
  @Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) 
  public @interface EnableAutoConfiguration {

  @AutoConfigurationPackage 从字面意思理解就是自动配置包。点进去可以看到就是一个 @Import 注解：> @Import({Registrar.class})，导入了一个 Registrar 的组件。关于 @Import 的用法文章上面也有介绍哦。 我们在 Registrar 类中的 registerBeanDefinitions 方法上打上断点，可以看到返回了一个包名，该包名其实就是主配置类所在的包。
  
  一句话：@AutoConfigurationPackage 注解就是将主配置类（@SpringBootConfiguration标注的类）的所在包及下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器中。所以说，默认情况下主配置类包及子包以外的组件，Spring 容器是扫描不到的。
  @Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) 该注解给当前配置类导入另外的 N 个自动配置类。（该注解详细用法上文有提及）。 配置类导入规则
  那具体的导入规则是什么呢？我们来看一下源码。在开始看源码之前，先啰嗦两句。就像小马哥说的，我们看源码不用全部都看，不用每一行代码都弄明白是什么意思，我们只要抓住关键的地方就可以了。
  我们知道 AutoConfigurationImportSelector 的 selectImports 就是用来返回需要导入的组件的全类名数组的，那么如何得到这些数组呢？
  在 selectImports 方法中调用了一个 getAutoConfigurationEntry() 方法。
  
  由于篇幅问题我就不一一截图了，我直接告诉你们调用链：在 getAutoConfigurationEntry() -> getCandidateConfigurations() -> loadFactoryNames()。
  在这里 loadFactoryNames() 方法传入了 EnableAutoConfiguration.class 这个参数。先记住这个参数，等下会用到。
  
  loadFactoryNames() 中关键的三步：

1. 从当前项目的类路径中获取所有 META-INF/spring.factories 这个文件下的信息。
2. 将上面获取到的信息封装成一个 Map 返回。
3. 从返回的 Map 中通过刚才传入的 EnableAutoConfiguration.class 参数，获取该 key 下的所有值。

META-INF/spring.factories 探究
听我这样说完可能会有点懵，我们来看一下 META-INF/spring.factories 这类文件是什么就不懵了。当然在很多第三方依赖中都会有这个文件，一般每导入一个第三方的依赖，除了本身的jar包以外，还会有一个 xxx-spring-boot-autoConfigure，这个就是第三方依赖自己编写的自动配置类。我们现在就以 spring-boot-autocongigure 这个依赖来说。

可以看到 EnableAutoConfiguration 下面有很多类，这些就是我们项目进行自动配置的类。
一句话：将类路径下 META-INF/spring.factories 里面配置的所有 EnableAutoConfiguration 的值加入到 Spring 容器中。
HttpEncodingAutoConfiguration 通过上面方式，所有的自动配置类就被导进主配置类中了。但是这么多的配置类，明显有很多自动配置我们平常是没有使用到的，没理由全部都生效吧。 接下来我们以 HttpEncodingAutoConfiguration为例来看一个自动配置类是怎么工作的。为啥选这个类呢？主要是这个类比较的简单典型。
先看一下该类标有的注解：

@Configuration 
@EnableConfigurationProperties({HttpProperties.class}) 
@ConditionalOnWebApplication( 
type = Type.SERVLET 
) 
@ConditionalOnClass({CharacterEncodingFilter.class}) 
@ConditionalOnProperty( 
prefix = "spring.http.encoding", 
value = {"enabled"}, 
matchIfMissing = true 
) 
public class HttpEncodingAutoConfiguration {

• @Configuration：标记为配置类。
• @ConditionalOnWebApplication：web应用下才生效。
• @ConditionalOnClass：指定的类（依赖）存在才生效。
• @ConditionalOnProperty：主配置文件中存在指定的属性才生效。
• @EnableConfigurationProperties({HttpProperties.class})：启动指定类的ConfigurationProperties功能；将配置文件中对应的值和 HttpProperties 绑定起来；并把 HttpProperties 加入到 IOC 容器中。

因为 @EnableConfigurationProperties({HttpProperties.class}) 把配置文件中的配置项与当前 HttpProperties 类绑定上了。然后在 HttpEncodingAutoConfiguration 中又引用了 HttpProperties ，所以最后就能在 HttpEncodingAutoConfiguration 中使用配置文件中的值了。最终通过 @Bean 和一些条件判断往容器中添加组件，实现自动配置。（当然该Bean中属性值是从 HttpProperties 中获取）
HttpProperties HttpProperties 通过 @ConfigurationProperties 注解将配置文件与自身属性绑定。 所有在配置文件中能配置的属性都是在 xxxProperties 类中封装着；配置文件能配置什么就可以参照某个功能对应的这个属性类。

@ConfigurationProperties( 
prefix = "spring.http" 
)// 从配置文件中获取指定的值和bean的属性进行绑定 
public class HttpProperties {

小结：

1. SpringBoot启动会加载大量的自动配置类。
2. 我们看需要的功能有没有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那些组件（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。

• xxxAutoConfiguration：自动配置类给容器中添加组件。
• xxxProperties：封装配置文件中相关属性。

不知道小伙伴们有没有发现，很多需要待加载的类都放在类路径下的META-INF/Spring.factories 文件下，而不是直接写死这代码中，这样做就可以很方便我们自己或者是第三方去扩展，我们也可以实现自己 starter，让SpringBoot 去加载。现在明白为什么 SpringBoot 可以实现零配置，开箱即用了吧！

精髓：

1） SpringBoot启动会加载大量的自动配置类
2） 先看我们需要的功能有没有SpringBoot默认写好的自动配置类
3） 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
xxxxAutoConfigurartion：自动配置类；给容器中添加组件；
xxxxProperties:封装配置文件中相关属性；

11.2 @Conditional注解

@Conditional派生注解（Spring注解版原生的@Conditional作用）
作用：必须是@Conditional指定的条件成立，才给容器中添加组件，配置配里面的所有内容才生效。
@Conditional扩展注解作用（判断是否满足当前指定条件）@ConditionalOnJava系统的java版本是否符合要求@ConditionalOnBean容器中存在指定Bean；@ConditionalOnMissingBean容器中不存在指定Bean；@ConditionalOnExpression满足SpEL表达式指定@ConditionalOnClass系统中有指定的类@ConditionalOnMissingClass系统中没有指定的类@ConditionalOnSingleCandidate容器中只有一个指定的Bean，或者这个Bean是首选Bean@ConditionalOnProperty系统中指定的属性是否有指定的值@ConditionalOnResource类路径下是否存在指定资源文件@ConditionalOnWebApplication当前是web环境@ConditionalOnNotWebApplication当前不是web环境@ConditionalOnJndiJNDI存在指定项
自动配置类必须在一定的条件下才能生效。
我们怎么知道哪些自动配置类生效？
我们可以通过在properties（yml）启用 debug=true 属性来让控制台打印自动配置报告，这样我们就可以很方便的知道哪些自动配置类生效。

============================
CONDITIONS EVALUATION REPORT
============================
Positive matches:（自动配置类启用的）
-----------------
 CodecsAutoConfiguration matched:
 - @ConditionalOnClass found required class 'org.springframework.http.codec.CodecConfigurer'; @ConditionalOnMissingClass did not find unwanted class (OnClassCondition)
 CodecsAutoConfiguration.JacksonCodecConfiguration matched:
 - @ConditionalOnClass found required class 'com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper'; @ConditionalOnMissingClass did not find unwanted class (OnClassCondition)
.......
Negative matches:（没有启动，没有匹配成功的自动配置类）
-----------------
 ActiveMQAutoConfiguration:
 Did not match:
 - @ConditionalOnClass did not find required classes 'javax.jms.ConnectionFactory', 'org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory' (OnClassCondition)
 AopAutoConfiguration:
 Did not match:
 - @ConditionalOnClass did not find required classes 'org.aspectj.lang.annotation.Aspect', 'org.aspectj.lang.reflect.Advice', 'org.aspectj.weaver.AnnotatedElement' (OnClassCondition)

SpringBoot 启动过程

在看源码的过程中，我们会看到以下四个类的方法经常会被调用，我们需要对一下几个类有点印象：

• ApplicationContextInitializer
• ApplicationRunner
• CommandLineRunner
• SpringApplicationRunListener

下面开始源码分析，先从 SpringBoot 的启动类的 run() 方法开始看，以下是调用链：SpringApplication.run() -> run(new Class[]{primarySource}, args) -> new SpringApplication(primarySources)).run(args)。
一直在run，终于到重点了，我们直接看 new SpringApplication(primarySources)).run(args) 这个方法。

上面的方法主要包括两大步骤：

• 创建 SpringApplication 对象。
• 运行 run() 方法。

  创建 SpringApplication 对象

  public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) { 
  this.sources = new LinkedHashSet(); 
  this.bannerMode = Mode.CONSOLE; 
  this.logStartupInfo = true; 
  this.addCommandLineProperties = true; 
  this.addConversionService = true; 
  this.headless = true; 
  this.registerShutdownHook = true; 
  this.additionalProfiles = new HashSet(); 
  this.isCustomEnvironment = false; 
  this.resourceLoader = resourceLoader; 
  Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null"); 
  // 保存主配置类（这里是一个数组，说明可以有多个主配置类） 
  this.primarySources = new LinkedHashSet(Arrays.asList(primarySources)); 
  // 判断当前是否是一个 Web 应用 
  this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath(); 
  // 从类路径下找到 META/INF/Spring.factories 配置的所有 ApplicationContextInitializer，然后保存起来 
  this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class)); 
  // 从类路径下找到 META/INF/Spring.factories 配置的所有 ApplicationListener，然后保存起来 
  this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class)); 
  // 从多个配置类中找到有 main 方法的主配置类（只有一个） 
  this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass(); 
  }

  运行 run() 方法

  public ConfigurableApplicationContext run(String... args) { 
  // 创建计时器 
  StopWatch stopWatch = new StopWatch(); 
  stopWatch.start(); 
  // 声明 IOC 容器 
  ConfigurableApplicationContext context = null; 
  Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList(); 
  this.configureHeadlessProperty(); 
  // 从类路径下找到 META/INF/Spring.factories 获取 SpringApplicationRunListeners 
  SpringApplicationRunListeners listeners = this.getRunListeners(args); 
  // 回调所有 SpringApplicationRunListeners 的 starting() 方法 
  listeners.starting(); 
  Collection exceptionReporters; 
  try { 
  // 封装命令行参数 
  ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args); 
  // 准备环境，包括创建环境，创建环境完成后回调 SpringApplicationRunListeners#environmentPrepared()方法，表示环境准备完成 
  ConfigurableEnvironment environment = this.prepareEnvironment(listeners, applicationArguments); 
  this.configureIgnoreBeanInfo(environment); 
  // 打印 Banner 
  Banner printedBanner = this.printBanner(environment); 
  // 创建 IOC 容器（决定创建 web 的 IOC 容器还是普通的 IOC 容器） 
  context = this.createApplicationContext(); 
  exceptionReporters = this.getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class, new Class[]{ConfigurableApplicationContext.class}, context); 
  /*
  * 准备上下文环境，将 environment 保存到 IOC 容器中，并且调用 applyInitializers() 方法
  * applyInitializers() 方法回调之前保存的所有的 ApplicationContextInitializer 的 initialize() 方法
  * 然后回调所有的 SpringApplicationRunListener#contextPrepared() 方法 
  * 最后回调所有的 SpringApplicationRunListener#contextLoaded() 方法 
  */
  this.prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); 
  // 刷新容器，IOC 容器初始化（如果是 Web 应用还会创建嵌入式的 Tomcat），扫描、创建、加载所有组件的地方 
  this.refreshContext(context); 
  // 从 IOC 容器中获取所有的 ApplicationRunner 和 CommandLineRunner 进行回调 
  this.afterRefresh(context, applicationArguments); 
  stopWatch.stop(); 
  if (this.logStartupInfo) { 
  (new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)).logStarted(this.getApplicationLog(), stopWatch); 
  } 
  // 调用 所有 SpringApplicationRunListeners#started()方法 
  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); 
  } 
  }

  小结： run() 阶段主要就是回调本节开头提到过的4个监听器中的方法与加载项目中组件到 IOC 容器中，而所有需要回调的监听器都是从类路径下的 > META/INF/Spring.factories 中获取，从而达到启动前后的各种定制操作。>
  

SpringBoot 源码常用注解拾遗

这部分主要讲一下 SpringBoot 源码中经常使用到的注解，以扫清后面阅读源码时候的障碍。

组合注解

当可能大量同时使用到几个注解到同一个类上，就可以考虑将这几个注解到别的注解上。被注解的注解我们就称之为组合注解。

• 元注解：可以注解到别的注解上的注解。

• 组合注解：被注解的注解我们就称之为组合注解。

  @Value 【Spring 提供】

  @Value 就相当于传统 xml 配置文件中的 value 字段。 假设存在代码：

  @Component 
  public class Person { 
  @Value("i am name") 
  private String name; 
  }

  上面代码等价于的配置文件：

  <bean class="Person"> 
  <property name ="name" value="i am name"></property>
  </bean>

  我们知道配置文件中的 value 的取值可以是：

• 字面量

• 通过 ${key} 方式从环境变量中获取值
• 通过 ${key} 方式全局配置文件中获取值
• #{SpEL} 所以，我们就可以通过 > @Value(${key}) 的方式获取全局配置文件中的指定配置项。

  @ConfigurationProperties 【SpringBoot 提供】

  如果我们需要取 N 个配置项，通过 @Value 的方式去配置项需要一个一个去取，这就显得有点 low 了。我们可以使用 @ConfigurationProperties 。 标有 > @ConfigurationProperties 的类的所有属性和配置文件中相关的配置项进行绑定。（默认从全局配置文件中获取配置值），绑定之后我们就可以通过这个类去访问全局配置文件中的属性值了。 下面看一个实例：
  1. 在主配置文件中添加如下配置

  person.name=kundy 
  person.age=13 
  person.sex=male

1. 创建配置类，由于篇幅问题这里省略了 setter、getter 方法，但是实际开发中这个是必须的，否则无法成功注入。另外，@Component 这个注解也还是需要添加的。

   @Component 
   @ConfigurationProperties(prefix = "person") 
   public class Person { 
   private String name; 
   private Integer age; 
   private String sex; 
   }

   这里 @ConfigurationProperties 有一个 > prefix 参数，主要是用来指定该配置项在配置文件中的前缀。
2. 测试，在 SpringBoot 环境中，编写个测试方法，注入 Person 类，即可通过 Person 对象取到配置文件的值。

   @Import 【Spring 提供】

   @Import 注解支持导入普通 java 类，并将其声明成一个bean。主要用于将多个分散的 java config 配置类融合成一个更大的 config 类。

• @Import 注解在 4.2 之前只支持导入配置类。
• 在4.2之后 @Import 注解支持导入普通的 java 类,并将其声明成一个 bean。

@Import 三种使用方式

• 直接导入普通的 Java 类。
• 配合自定义的 ImportSelector 使用。
• 配合 ImportBeanDefinitionRegistrar 使用。

1. 直接导入普通的 Java 类
1. 创建一个普通的 Java 类。

public class Circle { 
public void sayHi() { 
System.out.println("Circle sayHi()"); 
} 
}

1. 创建一个配置类，里面没有显式声明任何的 Bean，然后将刚才创建的 Circle 导入。

   @Import({Circle.class}) 
   @Configuration 
   public class MainConfig { 
   }

2. 创建测试类。

   public static void main(String[] args) { 
   ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfig.class); 
   Circle circle = context.getBean(Circle.class); 
   circle.sayHi(); 
   }

3. 运行结果： Circle sayHi() 可以看到我们顺利的从 IOC 容器中获取到了 Circle 对象，证明我们在配置类中导入的 Circle 类，确实被声明为了一个 Bean。
   2. 配合自定义的 ImportSelector 使用

   ImportSelector 是一个接口，该接口中只有一个 selectImports 方法，用于返回全类名数组。所以利用该特性我们可以给容器> 动态导入 N 个 Bean。

4. 创建普通 Java 类 Triangle。

   public class Triangle { 
   public void sayHi(){ 
   System.out.println("Triangle sayHi()"); 
   } 
   }

5. 创建 ImportSelector 实现类，selectImports 返回 Triangle 的全类名。

   public class MyImportSelector implements ImportSelector { 
   @Override 
   public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) { 
   return new String[]{"annotation.importannotation.waytwo.Triangle"}; 
   } 
   }

6. 创建配置类，在原来的基础上还导入了 MyImportSelector。

   @Import({Circle.class,MyImportSelector.class}) 
   @Configuration 
   public class MainConfigTwo { 
   }

7. 创建测试类

   public static void main(String[] args) { 
   ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigTwo.class); 
   Circle circle = context.getBean(Circle.class); 
   Triangle triangle = context.getBean(Triangle.class); 
   circle.sayHi(); 
   triangle.sayHi(); 
   }

8. 运行结果： Circle sayHi()Triangle sayHi() 可以看到 Triangle 对象也被 IOC 容器成功的实例化出来了。
   3. 配合 ImportBeanDefinitionRegistrar 使用

   ImportBeanDefinitionRegistrar 也是一个接口，它可以> 手动注册bean到容器中，从而我们可以对类进行个性化的定制。(需要搭配 @Import 与 @Configuration 一起使用。）

9. 创建普通 Java 类 Rectangle。

   public class Rectangle { 
   public void sayHi() { 
   System.out.println("Rectangle sayHi()"); 
   } 
   }

10. 创建 ImportBeanDefinitionRegistrar 实现类，实现方法直接手动注册一个名叫 rectangle 的 Bean 到 IOC 容器中。

    public class MyImportBeanDefinitionRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar { 
    @Override 
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata annotationMetadata, BeanDefinitionRegistry beanDefinitionRegistry) { 
    RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition(Rectangle.class); 
    // 注册一个名字叫做 rectangle 的 bean 
    beanDefinitionRegistry.registerBeanDefinition("rectangle", rootBeanDefinition); 
    } 
    }

11. 创建配置类，导入 MyImportBeanDefinitionRegistrar 类。

    @Import({Circle.class, MyImportSelector.class, MyImportBeanDefinitionRegistrar.class}) 
    @Configuration 
    public class MainConfigThree { 
    }

12. 创建测试类。

    public static void main(String[] args) { 
    ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigThree.class); 
    Circle circle = context.getBean(Circle.class); 
    Triangle triangle = context.getBean(Triangle.class); 
    Rectangle rectangle = context.getBean(Rectangle.class); 
    circle.sayHi(); 
    triangle.sayHi(); 
    rectangle.sayHi(); 
    }

13. 运行结果 Circle sayHi()Triangle sayHi()Rectangle sayHi() 嗯对，Rectangle 对象也被注册进来了。

    @Conditional 【Spring提供】

    @Conditional 注释可以实现只有在特定条件满足时才启用一些配置。
    下面看一个简单的例子：
    1. 创建普通 Java 类 ConditionBean，该类主要用来验证 Bean 是否成功加载。

    public class ConditionBean { 
    public void sayHi() { 
    System.out.println("ConditionBean sayHi()"); 
    } 
    }

14. 创建 Condition 实现类，@Conditional 注解只有一个 Condition 类型的参数，Condition 是一个接口，该接口只有一个返回布尔值的 matches() 方法，该方法返回 true 则条件成立，配置类生效。反之，则不生效。在该例子中我们直接返回 true。

    public class MyCondition implements Condition { 
    @Override 
    public boolean matches(ConditionContext conditionContext, AnnotatedTypeMetadata annotatedTypeMetadata) { 
    return true; 
    } 
    }

15. 创建配置类，可以看到该配置的 @Conditional 传了我们刚才创建的 Condition 实现类进去，用作条件判断。

    @Configuration 
    @Conditional(MyCondition.class) 
    public class ConditionConfig { 
    @Bean 
    public ConditionBean conditionBean(){ 
    return new ConditionBean(); 
    } 
    }

16. 编写测试方法。

    public static void main(String[] args) { 
    ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ConditionConfig.class); 
    ConditionBean conditionBean = context.getBean(ConditionBean.class); 
    conditionBean.sayHi(); 
    }

17. 结果分析
    因为 Condition 的 matches 方法直接返回了 true，配置类会生效，我们可以把 matches 改成返回 false，则配置类就不会生效了。
    除了自定义 Condition，Spring 还为我们扩展了一些常用的 Condition。