springboot 自动装配原理

一.原理解释

Spring Boot的自动配置是Spring框架的一个重要特性，它旨在简化应用程序的开发和部署过程。自动配置通过基于类路径中的依赖关系和配置文件内容来预先配置Spring应用程序的各种组件和功能。这样，我们可以在无需显式配置大量参数的情况下，快速搭建一个运行良好的Spring应用程序，极大的提高了我们的开发效率。

下面我们对于Spring Boot自动配置的工作原理做一个详细解释（我们只谈原理和概念，不设计实现）
springboot的自动装配使用了很多的技术点，它是在别的基础基础上做了整合，springboot在启动流程的时候，通过加载mata-info/spring.factory文件，加载自动化配置的文件。它使用的主要技术点主要有以下几点

1.Spring Boot Starter ：

Spring Boot提供了一系列Starter模块，每个Starter模块都包含了特定功能的默认依赖和配置。例如，spring-boot-starter-web包含了构建Web应用程序所需的依赖和配置。这些Starter模块通过自动配置来简化应用程序的搭建，开发者只需添加相应的Starter依赖，即可自动启用相关功能。

条件装配：

Spring Boot的自动配置采用了条件装配的机制。条件装配根据特定条件来决定是否创建特定的Bean或应用特定的配置。这些条件可以基于类路径中存在的依赖、配置属性的值、环境变量或其他Spring Bean的存在等。这样，当满足特定条件时，相关的Bean会被自动创建和配置，否则它们将被跳过。条件装配主要依赖于条件注解

条件注解：

Spring Boot中有许多条件注解，这些注解用于根据特定条件来启用或禁用配置。例如，@ConditionalOnClass注解表示只有类路径中存在指定的类时，相关配置才会生效。@ConditionalOnProperty注解则允许根据配置属性的值来决定是否启用某个配置。

Spring Boot的启动过程：

当Spring Boot应用程序启动时，会触发自动配置的过程。首先，它会扫描类路径上的所有Starter模块，并加载它们的自动配置类。然后，Spring Boot会根据条件装配机制，检查是否满足自动配置的条件，并决定是否创建相应的Bean和应用相关的配置。

springboot的自动配置

自动配置类的优先级：

在某些情况下，可能存在多个自动配置类都能满足条件的情况。为了解决这种冲突，Spring Boot为自动配置类定义了优先级。具有更高优先级的配置类将覆盖具有较低优先级的配置类。这样，开发者可以通过自定义配置类来覆盖Spring Boot默认的自动配置行为。

自定义自动配置：

Spring Boot允许开发者定义自己的自动配置类。要创建自定义的自动配置，只需在类上添加@Configuration注解，并在类中配置所需的Bean。然后，Spring Boot会在启动过程中将这些自定义配置类纳入自动配置的流程中。

其实总言而之，自动配置就是做了封装，对于我们习惯性的操作全部进行简化！在实现上，Spring Boot的自动配置通过条件装配机制和Starter模块来简化Spring应用程序的开发过程。它根据类路径中的依赖、配置属性的值以及其他条件来决定是否创建特定的Bean和应用相关的配置。这种自动化的特性使得开发者可以更加专注于业务逻辑，而无需过多关注繁琐的Spring配置。

约定大于配置

"约定大于配置"是一种软件开发的设计原则，它强调通过制定一系列约定和默认规则，来降低配置的复杂性，从而简化开发和部署过程。这个原则在很多开发框架和工具中都有应用，其中就包括Spring Boot,既然讲到了自动配置，我们就做一个延伸，对于此概念也做一个解释！

具体来说，"约定大于配置"的理解可以从以下几个方面：

默认约定：

在"约定大于配置"的理念下，开发框架或工具会预定义一些默认约定。这些默认约定规定了开发者在遵循特定命名规则、目录结构或配置属性时将会获得某种预期的行为或功能。通过使用这些默认约定，开发者无需显式配置大量细节，可以快速启动和运行应用程序。

简化配置：

通过遵循约定，很多配置信息可以被自动推断或者从默认值中获取。这样，开发者在进行配置时，只需关注少量的关键配置，而不用逐个配置每个细节，从而简化了配置过程。

提高一致性：

约定大于配置有助于在团队开发中建立一致的代码风格和项目结构。所有团队成员都遵循相同的约定，从而降低了沟通和协作的成本。

降低学习曲线：

使用约定大于配置的框架或工具，开发者无需过多了解复杂的配置选项，只需要学习一些基本的约定即可开始工作。这有助于降低学习曲线，使新手能够更快地上手。

灵活性和扩展性：

尽管约定大于配置提供了默认规则，但它并不意味着开发者完全不能进行自定义配置。框架通常会提供一些扩展点，允许开发者根据自己的需求进行配置和定制。

总体而言，"约定大于配置"是一种设计原则，它通过提供默认约定和简化配置的方式，降低了应用程序开发和部署的复杂性，使开发者能够更加专注于业务逻辑的实现，从而提高开发效率和代码质量。

springboot是如何实现自动配置的

首先我们先来看一些 springboot 的核心注解 @SpringBootApplication 的类：

点击 @SpringBootConfiguration 注解，发现这个注解其实就是一个配置注解，SpringBoot 把 @Configuration 注解做一个包装。

所以说 @SpringBootApplication 是一个复合注解，大概就可以把 @SpringBootApplication 看作是 @Configuration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan 注解的集合。根据 SpringBoot 官网，这三个注解的作用分别是：

• @EnableAutoConfiguration：启用 SpringBoot 的自动配置机制。
• @Configuration：允许在上下文中注册额外的 bean 或导入其他配置类，作用与 applicationContext.xml 的功能相同。
• @ComponentScan： 扫描包下的类中添加了@Component (@Service，@Controller，@Repostory，@RestController)注解的类 ，并添加的到spring的容器中，可以自定义不扫描某些 bean。如下图所示，容器中将排除TypeExcludeFilter和AutoConfigurationExcludeFilter。

@EnableAutoConfiguration:实现自动装配的核心注解

EnableAutoConfiguration 只是一个简单地注解，自动装配核心功能的实现实际是通过 AutoConfigurationImportSelector 类。

我们现在重点分析下 AutoConfigurationImportSelector 类到底做了什么？

AutoConfigurationImportSelector：加载自动装配类

AutoConfigurationImportSelector 类的继承体系如下

可以看出，AutoConfigurationImportSelector 类实现了 ImportSelector 接口，也就实现了这个接口中的 selectImports 方法，该方法主要用于获取所有符合条件的类的全限定类名，这些类需要被加载到 IoC 容器中。

这里我们需要重点关注一下 getAutoConfigurationEntry方法，这个方法主要负责加载自动配置类的。

该方法调用链如下

现在我们结合 getAutoConfigurationEntry 方法的源码来详细分析一下：

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    //第1步：判断自动装配开关是否打开
   if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
      return EMPTY_ENTRY;
   }
    //第2步：用于获取注解中的exclude和excludeName。
    //获取注解属性
   AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata); 
    //第3步：获取需要自动装配的所有配置类，读取META-INF/spring.factories
    //读取所有预配置类
   List configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
    //第4步：符合条件加载
    //去掉重复的配置类
   configurations = removeDuplicates(configurations);
    //执行
   Set exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
    //校验
   checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
    //删除
   configurations.removeAll(exclusions);
    //过滤
   configurations = getConfigurationClassFilter().filter(configurations);
   fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
    //创建自动配置的对象
   return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

第 1 步：判断自动装配开关是否打开。默认 spring.boot.enableautoconfiguration = true，可在 application.properties 或 application.yml 中设置

第 2 步：用于获取 EnableAutoConfiguration注解中的 exclude 和 excludeName。

第 3 步

获取需要自动装配的所有配置类，读取META-INF/spring.factories

先进入 getCandidateConfigurations() 方法中：

进入 loadFactoryNames() 方法中：

再进入 loadSpringFactories() 方法中：

从下图可以看到这个文件的配置内容都被我们读取到了。

不光是这个依赖下的 META-INF/spring.factories 被读取到，所有 Spring Boot Starter 下的 META-INF/spring.factories 都会被读取到。

第 4 步 ：

到这里可能面试官会问你：spring.factories 中这么多配置，每次启动都要全部加载么？

很明显，这是不现实的。我们 debug 到后面你会发现，configurations 的值变小了。

因为，这一步有经历了一遍筛选过滤，@ConditionOnXXX 中的所有条件都满足，该类才会生效。

Spring Boot 提供的条件注解如下：

@ConditionalOnBean：当容器里有指定 Bean 的条件下
@ConditionalOnMissingBean：当容器里没有指定 Bean 的情况下
@ConditionalOnSingleCandidate：当指定 Bean 在容器中只有一个，或者虽然有多个但是指定首选 Bean
@ConditionalOnClass：当类路径下有指定类的条件下
@ConditionalOnMissingClass：当类路径下没有指定类的条件下
@ConditionalOnProperty：指定的属性是否有指定的值
@ConditionalOnResource：类路径是否有指定的值
@ConditionalOnExpression：基于 SpEL 表达式作为判断条件
@ConditionalOnJava：基于 Java 版本作为判断条件
@ConditionalOnJndi：在 JNDI 存在的条件下差在指定的位置
@ConditionalOnNotWebApplication：当前项目不是 Web 项目的条件下
@ConditionalOnWebApplication：当前项目是 Web 项 目的条件下

通过一个具体技术说明自动装配原理

第一步：先找到 springboot 项目中的启动类，根据启动类上方的 @SpringBootApplication 注解一层层的找到下图中的类。在这个类中有一个常量，其常量值是spring.factories文件的所在位置，在这个文件中定义了第三方依赖中所有技术的全路径名。

第二步：从spring.factories文件中随便找到一个技术，以redis为例，然后在当前springboot项目中双击Shift，在弹出的页面中搜索找到RedisAutoConfiguration类。如下图所示：

由RedisAutoConfiguration类上面的注解可知，RedisAutoConfiguration类有一个bean加载控制的注解。也就是说，当前类要想加载成bean，必须在当前项目中导入RedisOperations这个类，也就是当前类加载成bean的触发条件，而RedisOperations这个类在我们导入的redis的依赖包中。

在RedisAutoConfiguration类上方有一个 @EableConfigurationProperties 注解。进入@EableConfigurationProperties 注解里的RedisProperties类中，如下图所示， RedisProperties 类上方有一个 @ConfigurationProperties 注解，此注解用来将配置文件中前缀为 spring.redis 的配置值绑定到类中属性上。

但是可以发现，RedisProperties类里很多属性已经配置了默认值。也就是说，如果 springboot 配置文件中没有配置值，则 springboot 会采用 RedisProperties 类中属性的默认值来作为redis这项技术的默认配置值。

注意：

spring.factories 功能在 SpringBoot 2.7 已经废弃，并且在 SpringBoot 3.0
移除。但机制还是类似的。

上图中的RedisProperties类为本人书写，类中实际的属性要多的多