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Spring Boot運作機制

        大家好,我是丁甲,很久沒有寫部落格了,最近由于工作原因,需要重新面試,是以最近會寫幾篇關于面試的部落格。

Spring Boot的運作機制是什麼?

        這個問題通常會被問到,之前丁甲也隻是背書應付面試,但這樣始終是好的,于是我決定看看Spring  Boot注解的源碼,并從源碼層面上來看看Spring Boot的運作機制究竟是什麼。

        首先,我們随便打開一個Spring Boot項目,我們能夠發現他的啟動類是都是有一個非常重要的注解:  

@SpringBootApplication
public class Demo123Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Demo123Application.class, args);
    }

}      

        這個非常重要的注解就是@SpringBootApplicaiton。

Spring Boot運作機制

        其次,任意打開一個SpringBoot項目,不難發現他的啟動類(使用@SpringBootApplication注解的類)目錄層級非常高,是頂級目錄,這是為什麼呢?今天我們從源碼的角度出發,進一步的解析SpringBoot項目的運作機制。

@SpringBootApplication注解是一個複合注解

        @SpringBootApplication是一個複合注解,并非一個單一的注解,我們點開一個@SpringBootApplication就不難發現:

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(
    excludeFilters = {@Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
public @interface SpringBootApplication {
    @AliasFor(
        annotation = EnableAutoConfiguration.class
    )
    Class<?>[] exclude() default {};

    @AliasFor(
        annotation = EnableAutoConfiguration.class
    )
    String[] excludeName() default {};

    @AliasFor(
        annotation = ComponentScan.class,
        attribute = "basePackages"
    )
    String[] scanBasePackages() default {};

    @AliasFor(
        annotation = ComponentScan.class,
        attribute = "basePackageClasses"
    )
    Class<?>[] scanBasePackageClasses() default {};

    @AliasFor(
        annotation = ComponentScan.class,
        attribute = "nameGenerator"
    )
    Class<? extends BeanNameGenerator> nameGenerator() default BeanNameGenerator.class;

    @AliasFor(
        annotation = Configuration.class
    )
    boolean proxyBeanMethods() default true;
}      

        從這段源碼中不難看出,@SpringBootApplication注解是由多個注解組合而成的,而在這幾個組合注解中其中最重要的核心注解當屬@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan、@Configuration。

        我們從這三個核心注解來分下SpringBoot項目的運作機制。

@Configuration注解

        源碼:

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

    boolean proxyBeanMethods() default true;
}
      

        @coofiguration注解是一個十分常用的注解,經常都會用到。它的作用通過java類将寫好的類在Spring容器初始化的時候将其加載到Spring容器中去,摒棄了xml配置檔案來初始化Bean,十分的友善,和他一起使用的注解為@Bean

@ComponentScan

        源碼:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
@Documented
@Repeatable(ComponentScans.class)
public @interface ComponentScan {
    @AliasFor("basePackages")
    String[] value() default {};

    @AliasFor("value")
    String[] basePackages() default {};

    Class<?>[] basePackageClasses() default {};

    Class<? extends BeanNameGenerator> nameGenerator() default BeanNameGenerator.class;

    Class<? extends ScopeMetadataResolver> scopeResolver() default AnnotationScopeMetadataResolver.class;

    ScopedProxyMode scopedProxy() default ScopedProxyMode.DEFAULT;

    String resourcePattern() default "**/*.class";

    boolean useDefaultFilters() default true;

    ComponentScan.Filter[] includeFilters() default {};

    ComponentScan.Filter[] excludeFilters() default {};

    boolean lazyInit() default false;

    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target({})
    public @interface Filter {
        FilterType type() default FilterType.ANNOTATION;

        @AliasFor("classes")
        Class<?>[] value() default {};

        @AliasFor("value")
        Class<?>[] classes() default {};

        String[] pattern() default {};
    }
}
      

        @componentScan注解,是一個掃描包的注解。在Spring容器初始化的時候,invokeBeanFactoryPostProcessor()方法中會将所有的@componentScan下面的包掃描并将類通過一系列的操作(java  -> class ->BeanDefinitonMap ->Singleton)加載入Spring容器中。

@EnableAutoConfiguration

        源碼:

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

    Class<?>[] exclude() default {};

    String[] excludeName() default {};
}      

        @EnableAotuConfiguration類中的核心注解為@import以及AutoConfigurationImportSelector類。@Import注解也是我們平時用得非常多的一個注解,同一子產品下的引包,以及JDK自帶包的引用都是需要用@Import注解使用的,這個注解是非常好了解的,然後我們再來說一說@Import的AutoConfigurationimportSelector類。

        首先我們來看看autoSonfigurationImportSelector類的源碼:

public class AutoConfigurationImportSelector implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware, ResourceLoaderAware, BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered {
    private static final AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry EMPTY_ENTRY = new AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry();
    private static final String[] NO_IMPORTS = new String[0];
    private static final Log logger = LogFactory.getLog(AutoConfigurationImportSelector.class);
    private static final String PROPERTY_NAME_AUTOCONFIGURE_EXCLUDE = "spring.autoconfigure.exclude";
    private ConfigurableListableBeanFactory beanFactory;
    private Environment environment;
    private ClassLoader beanClassLoader;
    private ResourceLoader resourceLoader;
    private AutoConfigurationImportSelector.ConfigurationClassFilter configurationClassFilter;

    public AutoConfigurationImportSelector() {
    }
      

        首先這個類是實作了DeferredImportSelector接口,然後在看來他的核心方法 :

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
    Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
    return configurations;
}
      

        他的核心方法就是這個SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(),作用就是将META-INF/spring.factories的檔案資訊讀取出來。然後作為Bean加載到Spring容器中。

總結:

        1、SpringBoot的運作機制要從他的核心注解@SpringBootAppliccation說起

        2、@SpringBootApplication的核心注解為:@ComponentScan、@Configuration、@EnabledAutoConfiguration

        3、@ComponentScan發現掃描包并将包下面的類加載進Spring容器作為Spring Bean 

        4、@Configuration + @Bean将自定義的配置類也加載入Spring容器中作為SpringBean

        5、@EnabledAutoConfiguration、@Import(AutoConfigurationIpmortSelector)、@AutoConfigurationPackage三個注解将Spring容器裡面的Bean實作發現與加載