深度解析springboot自动配置原理及实战

在微服务发展如火如荼的今天，无论是互联网公司还是传统IT业，都在向着微服务时代迅速的靠拢。随着各行业业务的不断发展，软件系统传统的单一架构已经无法支撑业务的迅猛发展，在传统架构发展当中，将系统的所有业务都冗余进一个系统中，无疑会造成各种各样的问题。如：可扩展性降低、可维护性差、开发效率低等等。为了改善这个状况。那么，就需要对单一架构进行拆分，根据业务进行划分或根据模块进行划分，将各个业务模块划分为微服务，从而使整个系统改变为分布式架构。springboot具有得天独厚的微服务开发优势。

为什么使用springboot，优势有哪些？

• 开箱即用，不需要太多的配置，降低开发成本(自动配置)
• 一键打包，一键启动(提供的jar文件直接运行系统)
• 提供通用的非功能性功能(内嵌服务器、系统安全、系统监控等)
• 一站式服务、集成众多优秀开源框架start

上面描述了springboot的使用场景以及使用的原因，接下来就让我们一层一层解开springboot的神秘面纱。

本系列文章会从三个方面来逐一剖析springboot的核心原理

1. springboot自动配置的实现原理
2. springboot启动过程
3. 定义自己的start

本文先来讲一讲Springboot自动配置的实现原理

自动配置，顾名思义就是不需要开发者自己去配置应用程序，而是只要满足springboot实现自动配置的条件即可。具体来说就是Springboot根据开发者添加的jar包依赖项来自动配置springboot程序的。

实现springboot自动配置需要了解以下几个重要的注解

@SpringBootApplication 它是一个复合注解，可以使用该注解启动三个功能

• @EnableAutoConfiguration : 启动springboot的自动配置
• @ComponentScan：在应用程序所在的包上启用扫描
• @Configuration：配置类注解(JavaConfig形式)

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication //与@Configuration相同@EnableAutoConfiguration @ComponentScan 
public class DemoApplication {

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

}

上述代码是springboot的启动主类，其实它也是一个配置类
注:springboot启动主类必须放在项目的根目录下，以便@ComponentScan注解去扫描项目内所有注解的Bean成员，如果未放在根目录下，则项目中的Bean无法被扫描使用。

@Configuration注解

@Configuration用户定义配置类，其实是以JavaConfig形式存在的配置项，可替换为XML文件，被注解的类内部包含有一个或多个被@Bean注解的方法，这些方法将会被AnnotationConfigApplicationContext或AnnotationConfigWebApplicationContext类进行扫描，并用于构建bean定义，初始化Spring容器。

@Configuration标注在类上，相当于把该类作为spring的xml文件中的，作用于spring容器(应用上下文)

package com.example.demo.config;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/**
 * @Description spring配置
 * @Author mengxi.zh
 * @date 2019-06-04 18:19
 * @Copyright 2019 mengxi.blog All right reserved.
 */
@Configuration
public class myspringboot {

}

相当于:

@ComponentScan

@ComponentScan 注解用于扫描该项目包下的所有spring注解，将该包下的实例bean(诸如：@Component，@Controller，@Service，@Repository等注解修饰的Bean)注入spring容器中。之前在开发过程中使用XML形式配置spring容器时，就使用过类似的扫描配置，@ComponentScan注解就相当于XML配置文件中的标签。根据指定的配置base-package属性可指定自动扫描项目包的路径，相信大家一定不陌生。

@EnableAutoConfiguration

@EnableAutoConfiguration注解 翻译过来就是开启自动配置，是springboot自动配置最核心的注解。

@EnableAutoConfiguration注解导入了一个比较重要的Java类，即AutoConfigurationImportSelector，从字面理解这个类就是 ”选择自动导入的配置信息“，其中这个类中的selectImports()方法就是去获取需要自动配置的候选类。我们来看一下这个方法。

从上述方法中可以看到通过getCandidateConfigurations方法获取候选配置类，这个方法其实就是通过spring的工具类SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames去扫描所有具有META-INF/spring.factories的jar包。

spring-boot-autoconfigure的jar包下就有spring.factories文件，查看文件内容。

可以发现这个配置文件中的内容是以key-value形式存在的，key为类的全路径，对应的value类列表名，value以”逗号隔开“。

这个@EnableAutoConfiguration注解通过@SpringBootApplication被间接的标记在了Spring Boot的启动类上。在SpringApplication.run(…)的内部就会执行selectImports()方法，找到所有JavaConfig自动配置类的全限定名对应的class，然后将所有自动配置类加载到Spring容器中。

条件注解

然而并不是所有找到value的类路径全都会被加载至spring容器中，springboot自动配置以条件注解方式进行动态的Bean实例注入。

常见的条件注解：

Conditions	描述
@ConditionalOnBean	在存在某个bean的时候
@ConditionalOnMissingBean	不存在某个bean的时候
@ConditionalOnClass	当前classpath可以找到某个类型的类时
@ConditionalOnMissingClass	当前classpath不可以找到某个类型的类时
@ConditionalOnResource	当前classpath是否存在某个资源文件
@ConditionalOnProperty	当前jvm是否包含某个系统属性为某个值
@ConditionalOnWebApplication	当前spring context是否是web应用程序

每个autoConfigure自动配置类都会有一定得条件约束，只有满足约束条件才可以被spring容器加载成功。

使用RedisAutoConfiguration自动配置类来说明，配置类上有个@ConditionalOnClass注解，该注解的意思是当前classpath存在某个类型的类才会被spring容器加载成功，也就是说classpath下如果有RedisOperations这个类时才会被spring容器加载。

再来说一说全局的配置变量，还是以上述redis加载为例，可以看到有一个@EnableConfigurationProperties注解，这个注解的含义是导入已经绑定配置文件的bean至spring容器中，此处将RedisProperties该文件的配置属性导入至spring容器中。下面我们看一下RedisProperties这个文件。

@ConfigurationProperties 这个注解的含义就是 绑定配置信息到Bean上。此处的前缀为"spring.redis"，这里就是我们经常使用springboot的全局配置文件application.yml或application.properties文件中配置的各个应用信息，最终落地到对应的xxxProperties的Bean上。然后上述@EnableConfigurationProperties注解则将xxxProperties.class的信息自动导入至spring容器中。

用一张大佬的图表示下springboot自动配置的流程图：

总结

最后总结一下springboot自动配置的原理实现

1、springboot主程序执行时会通过@EnableAutoConfiguration注解找到META-INF/spring.factories文件中的自动配置类。

2、自动配置类一般可以认为是以AutoConfiguration为结尾的JavaConfig形式的配置文件类，而如果需要这些配置文件加载至Spring容器中，必须满足以@Condition为注解修饰的条件。
3、自动配置类可以通过以properties文件结尾的类中取得全局配置文件中的配置，比如：spring.redis等，而以properties文件结尾的类则是通过@ConfigurationProperties注解与全局配置文件中的配置属性进行绑定的。

4、@EnableConfigurationProperties注解将以properties为结尾的类信息自动导入至spring容器中并完成所有组件的自动配置。