SpringBoot自动装配源码

前几天，面试的时候被问到了SpringBoot的自动装配的原理。趁着五一的假期，就来整理一下这个流程。

我这里使用的是idea创建的最简单的SpringBoot项目。

我们都知道，main方法是java的启动入口，我们在开发SpringBoot项目的时候，他的启动类如下所示：

/**
 * @SpringBootApplication用来标注一个主程序类，说明这是一个springboot应用
 */
@SpringBootApplication
public class SpringbootdemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootdemoApplication.class, args);
    }
}

从上面代码可以看出，SpringBoot的启动类中最主要的就是：@SpringBootApplication和SpringApplication.run()方法。但是SpringBoot是如何找到当前程序的主类，并且获取类上的注解的呢？

1.加载main主类

private Class<?> deduceMainApplicationClass() {
    try {
        StackTraceElement[] stackTrace = new RuntimeException().getStackTrace();
        for (StackTraceElement stackTraceElement : stackTrace) {
            if ("main".equals(stackTraceElement.getMethodName())) {
                return Class.forName(stackTraceElement.getClassName());
            }
        }
    }
    catch (ClassNotFoundException ex) {
        // Swallow and continue
    }
    return null;
}

从上面的代码可以看出，推断出主应用程序的类，通过跟踪执行过程中的堆栈信息，找到main函数之后，通过Class.forName的方式反射生成对应的对象（SpringbootdemoApplication）。

2.执行run方法

从run方法开始，一直到prepareContext方法之前，都是在做准备工作

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
   	// 创建StopWatch实例，用来记录SpringBoot的启动时间
	StopWatch stopWatch = new StopWatch();
	stopWatch.start();
    // 创建为null的上下文对象
	ConfigurableApplicationContext context = null;
    // 创建异常报告器
	Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
	configureHeadlessProperty();
    // 获取监听器，读取META-INF/spring.factories文件中SpringApplicationRunListeners类型存入到集合中
	SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
    // 循环调用监听starting的方法
	listeners.starting();
	try {
        // 获取启动时传入的参数
		ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
        // 构建当前环境
		ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
        // 根据环境信息配置要忽略的bean
		configureIgnoreBeanInfo(environment);
        // 打印SpringBoot的版本和banner，如果需要修改banner，可以在resources下面新建一个banner.txt文件，将内容拷贝进去
		Banner printedBanner = printBanner(environment);
        // 使用策略方法创建上下文对象，分为以下三种类型的：
        // 1.SERVLET:基于servlet的web应用程序运行，并启动嵌入式的servlet web服务器
        // 2.REACTIVE:基于反应式web应用程序运行，并启动嵌入式的反应式web服务器
        // 3.NONE：不以web应用程序运行，也不以嵌入式的web应用程序运行
        // 这一步会创建5个bean实例，放在下图中的beanDefinitionMap中
		context = createApplicationContext();
        // 获取异常报告器
		exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,
				new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
        // 完成整个容器的创建和启动以及bean的注入功能，
		prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
        // 最终会调用AbstractApplicationContext#refresh的方法，实际上就是SpringIOC容器的创建过程，并且会进行自动装配，在没有使用外部Tomcat项目中，还会在这里创建内置Tomcat WebServer 并启动
		refreshContext(context);
        // 在上下文刷新后调用，定义一个空的模板方法，给其他子类实现重写
		afterRefresh(context, applicationArguments);
        // StopWatch停止计时，打印springboot启动花费的时间
		stopWatch.stop();
		if (this.logStartupInfo) {
			new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
		}
        // 发布应用上下文启动完成时间，触发所有Listener监听器的start方法
		listeners.started(context);
        // 执行所有的Runner运行器
		callRunners(context, applicationArguments);
	}
	catch (Throwable ex) {
		handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
		throw new IllegalStateException(ex);
	}
	try {
        // 发布应用上下文就绪事件,触发监听器的running方法
		listeners.running(context);
	}
	catch (Throwable ex) {
		handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
		throw new IllegalStateException(ex);
	}
	return context;
}

prepareContext这个方法前面也是在给应用程序的创建做准备工作（环境变量，初始化参数，发布监听事件，创建bean工厂）；

// Load the sources；sources可以是xml文件，也可以是配置类。在这里是使用的配置类（SpringbootDemoApplication）
Set<Object> sources = getAllSources();
// 加载各种bean对象到当前应用程序上下文，即 将SpringbootdemoApplication加载到ApplicationContext中
load(context, sources.toArray(new Object[0]));
listeners.contextLoaded(context);

如图所示，在load方法执行前后的beanDefinitionMap的对比，load方法执行后，将SpringbootdemoApplication加载到了bean工厂中了。

3.自动装配

到这里，SpringBoot已经将SpringbootdemoApplication这个启动类加载进bean容器中了。但是SpringBoot是如何引入项目需要的starter呢？

接着前面run方法中的refreshContext(context);这个方法，一路往下找，会发现调用了ConfigurableApplicationContext.refresh()方法，而这个方法是一个模板方法（如下图），因为我们这里并不是使用的SERVLET和嵌入式的方式运行程序，所以调用的是第一个类中的方法，即 AbstractApplicationContext.refresh();在这个方法中，invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);这个方法就会执行自动装配的逻辑。

顺着下面的过程：

1.PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory, getBeanFactoryPostProcessors()); AbstractApplicationContext#746行

2.invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(); PostProcessorRegistrationDelegate#112行

3.parser.parse(candidates); ConfigurationClassPostProcessor#331行

4.因为主类是使用注解的方式注册的bean，所有会走ConfigurationClassParser的第175行的parse方法。

5.processImports(configClass, sourceClass, getImports(sourceClass), filter, true); ConfigurationClassParser#311

​ 在这个方法中，通过getImports方法，其内部的 collectImports(sourceClass, imports, visited) 通过递归的方式收集所有声明的@Import导入的类。在这里有一下两个结果值：

​ 1. AutoConfigurationPackage注解导入的AutoConfigurationPackages.Registrar.class

​ 2. EnableAutoConfiguration注解导入的AutoConfigurationImportSelector.class

​ 这样就找到了我们常说的AutoConfigurationImportSelector这个类了。

6.第5步解析configration完之后，回到ConfigurationClassParser#193行

​ this.deferredImportSelectorHandler.process();在这个方法里面实现自动导入的逻辑，点击往下，会找到下面的这一行代码，ConfigurationClassParser#809行，通过getImports()获取需要自动装配的类。

7.在第6步的getImports()方法中，点击往下，会找到AutoConfigurationImportSelector#433行。

AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = ((AutoConfigurationImportSelector) deferredImportSelector).getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);

进入到getAutoConfigurationEntry()方法中找到123行的 getCandidateConfigurations():

这个方法里面的 loadFactoryNames()方法，能发现它读取META-INF/spring.factories下的@EnableAutoConfiguration的配置类，这个方法在run方法之中多次调用，根据传参不一样，从META-INF/spring.factories中获取的内容也不一样。

从文件中得到了133个配置类，紧接着在进行去重，排除与过滤（并不是所有的都需要）之后，就得到了需要装配的类，我这里最后还剩26个。

到这里就将需要装配的类都已经识别到了。

参考文章：

https://blog.csdn.net/j080624/article/details/80764031