前言

前文已经介绍了Spring Bean的生命周期,那么使用过程中发现SpringBoot 的启动非常快捷,本文将介绍SpringBoot的内部启动原理。

启动过程

如上图所示,我们先分析下SpringBoot的启动类 (SpringApplication)

  1. @SpringBootApplication
  2. public class Application {
  3. public static void main(String[] args) {
  4. SpringApplication.run(Application.class, args);
  5. }
  6. }

Annotation定义(@SpringBootApplication)和类定义(SpringApplication.run)最为耀眼,所以要揭开SpringBoot的神秘面纱,我们要从这两位开始就可以了。

Annotation 详解

  1. @Target(ElementType.TYPE) // 注解的适用范围,其中TYPE用于描述类、接口(包括包注解类型)或enum声明
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 注解的生命周期,保留到class文件中(三个生命周期)
  3. @Documented // 表明这个注解应该被javadoc记录
  4. @Inherited // 子类可以继承该注解
  5. @SpringBootConfiguration // 继承了Configuration,表示当前是注解类
  6. @EnableAutoConfiguration // 开启springboot的注解功能,springboot的四大神器之一,其借助@import的帮助
  7. @ComponentScan(excludeFilters = { // 扫描路径设置(具体使用待确认)
  8. @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
  9. @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
  10. public @interface SpringBootApplication {
  11. ...
  12. }

实际上重要的只有三个Annotation:

  @Configuration(@SpringBootConfiguration点开查看发现里面还是引用了@Configuration)
  @EnableAutoConfiguration
  @ComponentScan

可以直接将启动类等价改为:

  1. @Configuration
  2. @EnableAutoConfiguration
  3. @ComponentScan
  4. public class Application {
  5. public static void main(String[] args) {
  6. SpringApplication.run(Application.class, args);
  7. }
  8. }

@Configuration

这里的@Configuration对我们来说不陌生,它就是JavaConfig形式的Spring Ioc容器的配置类使用的那个@Configuration,

SpringBoot社区推荐使用基于JavaConfig的配置形式,所以,这里的启动类标注了@Configuration之后,本身其实也是一个IoC容器的配置类。
举几个简单例子回顾下,XML跟config配置方式的区别:表达形式层面

基于XML配置的方式是这样:

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
  3. xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4. xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"
  5. default-lazy-init="true">
  6. <!--bean定义-->
  7. </beans>

基于JavaConfig的配置方式是这样:

  1. @Configuration
  2. public class MockConfiguration{
  3. //bean定义
  4. }

  任何一个标注了@Configuration的Java类定义都是一个JavaConfig配置类。

  任何一个标注了@Bean的方法,其返回值将作为一个bean定义注册到Spring的IoC容器,方法名将默认成该bean定义的id。

表达依赖注入关系层面
为了表达bean与bean之间的依赖关系,在XML形式中一般是这样:

  1. <bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
  2. <propery name ="dependencyService" ref="dependencyService" />
  3. </bean>
  4.  
  5. <bean id="dependencyService" class="DependencyServiceImpl"></bean>

基于JavaConfig的配置形式是这样的:

  1. @Configuration
  2. public class MockConfiguration{
  3. @Bean
  4. public MockService mockService(){
  5. return new MockServiceImpl(dependencyService());
  6. }
  7.  
  8. @Bean
  9. public DependencyService dependencyService(){
  10. return new DependencyServiceImpl();
  11. }
  12. }

如果一个bean的定义依赖其他bean,则直接调用对应的JavaConfig类中依赖bean的创建方法就可以了。

@ComponentScan

@ComponentScan这个注解在Spring中对应XML配置中的元素,

@ComponentScan的功能其实就是自动扫描并加载符合条件的组件(比如@Component和@Repository等)或者bean定义,最终将这些bean定义加载到IoC容器中。

我们可以通过basePackages等属性来细粒度的定制@ComponentScan自动扫描的范围,如果不指定,则默认Spring框架实现会从声明@ComponentScan所在类的package进行扫描。

注:所以SpringBoot的启动类最好是放在root package下,因为默认不指定basePackages。

@EnableAutoConfiguration

个人感觉@EnableAutoConfiguration这个Annotation最为重要,所以放在最后来解读,大家是否还记得Spring框架提供的各种名字为@Enable开头的Annotation定义?

比如@EnableScheduling、@EnableCaching、@EnableMBeanExport等,@EnableAutoConfiguration的理念和做事方式其实一脉相承,简单概括一下就是,借助@Import的支持,收集和注册特定场景相关的bean定义。

  @EnableScheduling是通过@Import将Spring调度框架相关的bean定义都加载到IoC容器。
  @EnableMBeanExport是通过@Import将JMX相关的bean定义加载到IoC容器。
  @EnableAutoConfiguration也是借助@Import的帮助,将所有符合自动配置条件的bean定义加载到IoC容器,仅此而已!

@EnableAutoConfiguration作为一个复合Annotation,其自身定义关键信息如下:

  1. @SuppressWarnings("deprecation")
  2. @Target(ElementType.TYPE)
  3. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  4. @Documented
  5. @Inherited
  6. @AutoConfigurationPackage
  7. @Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)
  8. public @interface EnableAutoConfiguration {
  9. ...
  10. }

其他:

@AutoConfigurationPackage:自动配置包

  1. static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {
  2.  
  3. @Override
  4. public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata,
  5. BeanDefinitionRegistry registry) {
  6. register(registry, new PackageImport(metadata).getPackageName());
  7. }

它其实是注册了一个Bean的定义。

new PackageImport(metadata).getPackageName(),它其实返回了当前主程序类的 同级以及子级 的包组件。

@Import: 导入自动配置的组件

Import(AutoConfigurationImportSelector.class)注解:

可以从图中看出 AutoConfigurationImportSelector 继承了 DeferredImportSelector 继承了 ImportSelector

ImportSelector有一个方法为:selectImports。

  1. @Override
  2. public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
  3. if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
  4. return NO_IMPORTS;
  5. }
  6. AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
  7. .loadMetadata(this.beanClassLoader);
  8. AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
  9. List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
  10. attributes);
  11. configurations = removeDuplicates(configurations);
  12. Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
  13. checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
  14. configurations.removeAll(exclusions);
  15. configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
  16. fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
  17. return StringUtils.toStringArray(configurations);
  18. }

其中,最关键的要属@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)

借助EnableAutoConfigurationImportSelector,@EnableAutoConfiguration可以帮助SpringBoot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。

就像一只“八爪鱼”一样。

自动配置幕后英雄:SpringFactoriesLoader详解

借助于Spring框架原有的一个工具类:SpringFactoriesLoader的支持,@EnableAutoConfiguration可以智能的自动配置功效才得以大功告成!

SpringFactoriesLoader属于Spring框架私有的一种扩展方案,其主要功能就是从指定的配置文件META-INF/spring.factories加载配置。

  1.  
  1. public abstract class SpringFactoriesLoader {
  2. //...
  3. public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
  4. ...
  5. }
  6.  
  7. public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
  8. ....
  9. }
  10. }

配合@EnableAutoConfiguration使用的话,它更多是提供一种配置查找的功能支持,即根据@EnableAutoConfiguration的完整类名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration作为查找的Key,获取对应的一组@Configuration类

 

上图就是从SpringBoot的autoconfigure依赖包中的META-INF/spring.factories配置文件中摘录的一段内容,可以很好地说明问题。

所以,@EnableAutoConfiguration自动配置的魔法骑士就变成了:

从classpath中搜寻所有的META-INF/spring.factories配置文件,

并将其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableutoConfiguration对应的配置项通过反射(Java Refletion)实例化为对应的标注了@Configuration的JavaConfig形式的IoC容器配置类,

然后汇总为一个并加载到IoC容器。

 

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