SpringBoot启动流程分析（五）：SpringBoot自动装配原理实现

SpringBoot系列文章简介

SpringBoot源码阅读辅助篇：

　　Spring IoC容器与应用上下文的设计与实现

SpringBoot启动流程源码分析：

1. SpringBoot启动流程分析（一）：SpringApplication类初始化过程
2. SpringBoot启动流程分析（二）：SpringApplication的run方法
3. SpringBoot启动流程分析（三）：SpringApplication的run方法之prepareContext()方法
4. SpringBoot启动流程分析（四）：IoC容器的初始化过程
5. SpringBoot启动流程分析（五）：SpringBoot自动装配原理实现
6. SpringBoot启动流程分析（六）：IoC容器依赖注入

笔者注释版Spring Framework与SpringBoot源码git传送门：请不要吝啬小星星

1. spring-framework-5.0.8.RELEASE
2. SpringBoot-2.0.4.RELEASE

自定义Starter：

　　SpringBoot应用篇（一）：自定义starter

一、前言

　　上一篇文章，通过分析refresh()方法中的invokeBeanFactoryPostProcessors()方法，分析了IoC容器的初始化过程，这一节从代码上如下所示，接上一节ConfigurationClassParser类中的parse()方法，接着分析SpringBoot的自动装配原理。

// ConfigurationClassParser类
public void parse(Set<BeanDefinitionHolder> configCandidates) {
    this.deferredImportSelectors = new LinkedList<>();
    for (BeanDefinitionHolder holder : configCandidates) {
        BeanDefinition bd = holder.getBeanDefinition();
        try {
            // 如果是SpringBoot项目进来的，bd其实就是前面主类封装成的 AnnotatedGenericBeanDefinition（AnnotatedBeanDefinition接口的实现类）
            if (bd instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
                parse(((AnnotatedBeanDefinition) bd).getMetadata(), holder.getBeanName());
            } else if (bd instanceof AbstractBeanDefinition && ((AbstractBeanDefinition) bd).hasBeanClass()) {
                parse(((AbstractBeanDefinition) bd).getBeanClass(), holder.getBeanName());
            } else {
                parse(bd.getBeanClassName(), holder.getBeanName());
            }
        } catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
            throw ex;
        } catch (Throwable ex) {
            throw new BeanDefinitionStoreException(
                    "Failed to parse configuration class [" + bd.getBeanClassName() + "]", ex);
        }
    }
    // 加载默认的配置---》（对springboot项目来说这里就是自动装配的入口了）
    processDeferredImportSelectors();
}

二、SpringBoot自动装配原理。

2.1、@SpringBootApplication注解

　　对这个注解详细大家一定非常熟悉了。再来好好看看这个注解。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
    ...
}

　　接着看@EnableAutoConfiguration

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

　　OK，看到@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)导入了一个重要的类AutoConfigurationImportSelector。

2.2、AutoConfigurationImportSelector

// AutoConfigurationImportSelector类
//自动装配
@Override
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
        return NO_IMPORTS;
    }
    AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
            .loadMetadata(this.beanClassLoader);
    AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
    //获取所有的自动配置类（META-INF/spring.factories中配置的key为org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration的类）
    List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
            attributes);
    configurations = removeDuplicates(configurations);
    //需要排除的自动装配类（springboot的主类上 @SpringBootApplication(exclude = {com.demo.starter.config.DemoConfig.class})指定的排除的自动装配类）
    Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
    checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
    //将需要排除的类从 configurations remove掉
    configurations.removeAll(exclusions);
    configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
    fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
    return StringUtils.toStringArray(configurations);
}

　　至于怎么从章节一中提到的ConfigurationClassParser类中的parse()===>processDeferredImportSelectors()==>AutoConfigurationImportSelector#selectImports()，篇幅有限不做过多介绍。

　　 List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes); 

　　我们来看一下getCandidateConfigurations()方法是怎么拿到这些自动配置类的。

// AutoConfigurationImportSelector类
1 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;
}

　　是不是又看到一个十分熟悉的方法loadFactoryNames()，没错，其实我们在分析SpringBoot启动流程的第一篇文章的时候，就已经分析了，SpringBoot是如何从META-INF/spring.factories中加载指定key的value的。ok，我们在这里再次回顾一遍。

　　看看loadFactoryNames()方法

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

　　debug，看看要从META-INF/spring.factories中加载的类的key，如下图所示：org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration

　　回到selectImports()方法，debug，跳过List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,attributes);看一下configurations

　　竟然有110个，那这些类都在哪里呢？看spring-boot-autoconfigure（当然在SpringBoot的工程中，也不止这一个依赖包中存在该配置文件）工程下的META-INF/spring.factories，我们能看到org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration定义了一大堆。

　　其中还有一个com.demo.starter.config.DemoConfig是我自定义的starter。如下所示，我在测试工程中添加了自定义starter的依赖，所以SpringBoot就能扫描到。

<dependency>
    <groupId>com.demo</groupId>
    <artifactId>demo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>0.0.1-RELEASE</version>
</dependency>

 　　继续看Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);方法，该方法是排除主类上@SpringBootApplication注解上排除的自动装配的类。比如我们在该注解上排除我们自定义starter的自动装配的类，@SpringBootApplication(exclude = {com.demo.starter.config.DemoConfig.class})（当然也可以用excludeName进行排除），那么在后面的configurations.removeAll(exclusions);方法中将会删除我们的com.demo.starter.config.DemoConfig.class。

　　configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);该行代码将会过滤掉不需要装配的类。过滤的逻辑有很多，比如我们常用的@ConditionXXX注解。如下所示：

@ConditionalOnBean:容器中有指定的Bean 
@ConditionalOnClass：当类路径下有指定的类
@ConditionalOnExpression:基于SpEL表达式作为判断条件  
@ConditionalOnJava:基于JVM版本作为判断条件  
@ConditionalOnJndi:在JNDI存在的条件下查找指定的位置  
@ConditionalOnMissingBean:当容器中没有指定Bean的情况下  
@ConditionalOnMissingClass:当类路径下没有指定的类
@ConditionalOnNotWebApplication:当前项目不是Web项目
@ConditionalOnProperty:配置文件中指定的属性是否有指定的值  
@ConditionalOnResource:类路径下是否有指定的资源  
@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
@ConditionalOnWebApplication:当前项目是Web项目的条件下

 　　至于如何将这些类解析成BeanDefinition并注册进beanDefinition中的，和上一节讲的过程是一样的，不再赘述了。

　　debug，跳过refresh()方法中的invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);方法。如下图所示，最终在beanFactory的BeanDefinitionMap中找到了自定义starter中的自动装配的类。

　　综合本文和上一篇博文我们详细的梳理了IoC容器的初始化过程，到此IoC容器的初始化过程就结束了。

　　

　　原创不易，转载请注明出处。

　　如有错误的地方还请留言指正。