Spring Boot自动配置原理懂后轻松写一个自己的starter

2023-02-21 17:31:58

目前很多Spring项目的开发都会直接用到Spring Boot。因为Spring原生开发需要加太多的配置，而使用Spring Boot开发很容易上手，只需遵循Spring Boot开发的约定就行了，也就是约定大于配置，无需觉得它神奇，它的底层都是使用的Spring。聊完这个原理带着大家轻松写一个自己的starter。

要学习它的自动配置原理首先自己要创建一个Spring Boot项目，创建项目过程很简单就不介绍了。学习它的自动配置原理，首先要看的就是如下这个注解（SpringBootApplication）。这个注解大家都是很熟悉，这个注解是由如下三个注解组成如下：

//个注解
@SpringBootConfiguration
//第二个注解
@EnableAutoConfiguration
//第三个注解
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
    @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {

上面三个注解都是太太重要了，本文由于聊自动配置所以就只讲EnableAutoConfiguration这个注解，Spring Boot的自动配置原理精髓都在这个注解里面。好了那就先看这个注解的代码如下：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {

看到这个注解一眼就能瞧到它帮助我们导入了一个AutoConfigurationImportSelector 。由于很多地方遇到了这个Import注解，所以先简单说一下这个注解的作用。

1：给Spring容器自动注入导入的类。如下使用，就是帮助Spring容器自动导入了一个TableEntity对象，在项目中你不需要new 对象，也不需要给这个对象加任何注解了，就可以直接使用TableEntity对象了。

@Configuration
@Import(TableEntity.class)
public class TestConfig {
}

2：给容器导入一个ImportSelector，比如上文讲的那个AutoConfigurationImportSelector 。通过字符串数组的方式返回配置类的全限定名，然后把这些类注入到Spring容器中，我们也就可以直接在Spring容器中使用这些类了。

好了讲了上面那2段作用我们主要分析的也就是下面这段代码了。

public class AutoConfigurationImportSelector {
  @Override
  //作用就是Spring会把这个方法返回的数组中所有全限定名的类注入到Spring容器中
  //供使用者直接去使用这些类。
  public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
      return NO_IMPORTS;
    }
    AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
        .loadMetadata(this.beanClassLoader);
        //这个方法是Spring Boot 自动配置要说的
    AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata,
        annotationMetadata);
    return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
  }

然后我们后面主要分析的也就是getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata,annotationMetadata)，这个方法。

//这个方法中的每个方法都很重要，一个一个说
  protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata,
      AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
    //1：见名知意，获取候选配置类
    List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
    // 2:去除重复的配置类，这个方法太好了。
    configurations = removeDuplicates(configurations);
    //3 :去除使用者排除的配置类。
    Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
    checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
    configurations.removeAll(exclusions);
    configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
    fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
    return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
  }

getCandidateConfigurations这个方法的意思就是获取候选的配置类（也就是Spring Boot已经自动配置的那些类），如下：（PS我们一看那个报错信息就能猜出来Spring从这个【META-INF/spring.factories】下找配置类）

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(),
        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;
  }

主要找配置类信息的就是如下代码了。

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    String factoryClassName = factoryClass.getName();
    return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
  }

  private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
   // 1:步先从缓存中找，找不到在循环遍历找，
   // 由于Spring代码逻辑太复杂,Spring很多地方都采用这种缓存的设计
    MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
    if (result != null) {
      return result;
    }
   // public static final String 下面代码用到的常量值如下
   // FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";
    try {
    // 扫描 代码中的所有META-INF/spring.factories"文件
      Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
          classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
          ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
      result = new LinkedMultiValueMap<>();
      //循环遍历加载上面所说的文件下的文件，并把它们放入到
      // LinkedMultiValueMap中
       while (urls.hasMoreElements()) {
        URL url = urls.nextElement();
        UrlResource resource = new UrlResource(url);
        Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
        for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
          String factoryClassName = ((String) entry.getKey()).trim();
          for (String factoryName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
            result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
          }
        }
      }
      //放缓存中一份，后面要加载从这个缓存中直接取，
      // 如果看全代码可知Spring Boot 缓存的不止有配置类，还有其他类。
      cache.put(classLoader, result);
      return result;
    }
    catch (IOException ex) {
      throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
          FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
    }
  }

从上面代码可知Spring主要是从META-INF/spring.factories文件中加载配置类，那么就带大家看一看Spring Boot自己已经配置的类有哪些。

后面就回到这个（removeDuplicates）去重方法，如下：

protected final <T> List<T> removeDuplicates(List<T> list) {
    return new ArrayList<>(new LinkedHashSet<>(list));
  }

为什么要把这单独一行代码列出来呢？是因为我感觉这段去重复代码用的太好了，自从看了这段代码，后面博主自己写去重逻辑的时候也就参照Spring大佬这一行代码写去重逻辑(PS:如果自己业务去重逻辑没有其他逻辑的时候参考使用)，简单，效率应该也不低毕竟大佬们这样用了。

后面代码逻辑就是一些去除用户自己要排除，要过滤掉的配置类。然后就会使用Spring的ImportSelector这个特性（PS具体Spring是怎么把这些返回权限定名的类加载的容器中的，是Spring加载类方面的知识，本文不做具体介绍）

好了，然后带着大家创建一个自己的starter(PS:命名规范我是参考了mybatis-spring，毕竟是大神们的命名规范，记好约定大于配置，哈哈哈)的starter 。

1: 创建一个工程，信息如下：
       <groupId>scott-spring-boot-starter</groupId>
       <artifactId>scottspringbootstarter</artifactId>
          <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
2：再创建一个工程 也就是autoconfigure项目。
如下：
      <groupId>com.spring.starter</groupId>
      <artifactId>scott-spring-boot-starter-autoconfigure</artifactId>
      <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  在pom文件中引入如下（一般下面的是必须引入的）：
<parent>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
            <version>2.1.8.RELEASE</version>
            <relativePath></relativePath>
      </parent>
      <dependencies>
            <dependency>
                  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                  <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
            </dependency>
      </dependencies>    
3：创建HelloService。
public class HelloService {
    HelloProperties helloProperties ;

    public String sayHello(String name){
        return helloProperties.getPrefix()+"-"+name+helloProperties.getSuffix() ;
    }
    public HelloProperties getHelloProperties() {
        return helloProperties;
    }
    public void setHelloProperties(HelloProperties helloProperties) {
        this.helloProperties = helloProperties;
    }
}


4: 创建相应的properies文件。
@ConfigurationProperties(prefix="scott.hello")  //以 scott.hello开头的。
public class HelloProperties {
      
      private String prefix ;
      
      private String suffix ;
      public String getPrefix() {
            return prefix;
      }
      public void setPrefix(String prefix) {
            this.prefix = prefix;
      }
      public String getSuffix() {
            return suffix;
      }
      public void setSuffix(String suffix) {
            this.suffix = suffix;
      }
      
5:创建自定义的配置文件如下：
@Configuration
@ConditionalOnWebApplication // 在web环境下才生效
@EnableConfigurationProperties(HelloProperties.class) // 属性文件生效
public class HelloServiceAutoConfiguration {
      @Autowired
      HelloProperties helloProperties;
   
      @Bean
      public HelloService helloService() {
            HelloService service = new HelloService();
            service.setHelloProperties(helloProperties);
            return service;
      };
}

6：在META-INF 文件夹下创建 spring.factories 文件，写入如下自己的配置类。Spring Boot自动配置规约，约定大于规范，如下图的配置所示：

7:在scottspringbootstarter项目的pom文件中引入自定义的 autoconfigure如下：

<groupId>scott-spring-boot-starter</groupId>
    <artifactId>scottspringbootstarter</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.spring.starter</groupId>
            <artifactId>scott-spring-boot-starter-autoconfigure</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>

    </dependencies>

8：自定义starter就好了，然后就可以在我们自定义的工程中引入scottspringbootstarter就可以使用了。

如下使用方法，配置yml文件，然后使用对应的服务，So Easy：