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連接 :cnblogs.com/xiaoxi/p/7999885.html面試
咱們開發任何一個Spring Boot項目,都會用到以下的啓動類redis
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
從上面代碼能夠看出,Annotation定義(@SpringBootApplication
)和類定義(SpringApplication.run
)最爲耀眼,因此要揭開SpringBoot的神祕面紗,咱們要從這兩位開始就能夠了。spring
1、SpringBootApplication背後的祕密
@SpringBootApplication註解是Spring Boot的核心註解,它實際上是一個組合註解:sql
@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 {
...
}
雖然定義使用了多個Annotation進行了原信息標註,但實際上重要的只有三個Annotation:數組
@Configuration
(@SpringBootConfiguration
點開查看發現裏面仍是應用了@Configuration
)springboot@EnableAutoConfiguration
微信@ComponentScan
mybatis
即 @SpringBootApplication
= (默認屬性)@Configuration
+ @EnableAutoConfiguration
+ @ComponentScan
。
因此,若是咱們使用以下的SpringBoot啓動類,整個SpringBoot應用依然能夠與以前的啓動類功能對等:
@Configuration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
每次寫這3個比較累,因此寫一個@SpringBootApplication
方便點。接下來分別介紹這3個Annotation。
一、@Configuration
這裏的@Configuration
對咱們來講不陌生,它就是JavaConfig形式的Spring Ioc容器的配置類使用的那個@Configuration
,SpringBoot社區推薦使用基於JavaConfig的配置形式,因此,這裏的啓動類標註了@Configuration
以後,自己其實也是一個IoC容器的配置類。
舉幾個簡單例子回顧下,XML跟config配置方式的區別:
(1)表達形式層面
基於XML配置的方式是這樣:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"
default-lazy-init="true">
<!--bean定義-->
</beans>
而基於JavaConfig的配置方式是這樣:
@Configuration
public class MockConfiguration{
//bean定義
}
任何一個標註了@Configuration
的Java類定義都是一個JavaConfig配置類。
(2)註冊bean定義層面
基於XML的配置形式是這樣:
<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
...
</bean>
而基於JavaConfig的配置形式是這樣的:
@Configuration
public class MockConfiguration{
@Bean
public MockService mockService(){
return new MockServiceImpl();
}
}
任何一個標註了@Bean
的方法,其返回值將做爲一個bean定義註冊到Spring的IoC容器,方法名將默認成該bean定義的id。
(3)表達依賴注入關係層面
爲了表達bean與bean之間的依賴關係,在XML形式中通常是這樣:
<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
<propery name ="dependencyService" ref="dependencyService" />
</bean>
<bean id="dependencyService" class="DependencyServiceImpl"></bean>
而基於JavaConfig的配置形式是這樣的:
@Configuration
public class MockConfiguration{
@Bean
public MockService mockService(){
return new MockServiceImpl(dependencyService());
}
@Bean
public DependencyService dependencyService(){
return new DependencyServiceImpl();
}
}
若是一個bean的定義依賴其餘bean,則直接調用對應的JavaConfig類中依賴bean的建立方法就能夠了。
@Configuration
:提到@Configuration
就要提到他的搭檔@Bean
。使用這兩個註解就能夠建立一個簡單的spring配置類,能夠用來替代相應的xml配置文件。
<beans>
<bean id = "car" class="com.test.Car">
<property name="wheel" ref = "wheel"></property>
</bean>
<bean id = "wheel" class="com.test.Wheel"></bean>
</beans>
至關於:
@Configuration
public class Conf {
@Bean
public Car car() {
Car car = new Car();
car.setWheel(wheel());
return car;
}
@Bean
public Wheel wheel() {
return new Wheel();
}
}
@Configuration
的註解類標識這個類可使用Spring IoC容器做爲bean定義的來源。
@Bean
註解告訴Spring,一個帶有@Bean的註解方法將返回一個對象,該對象應該被註冊爲在Spring應用程序上下文中的bean。
二、@ComponentScan
@ComponentScan
這個註解在Spring中很重要,它對應XML配置中的元素,@ComponentScan
的功能其實就是自動掃描並加載符合條件的組件(好比@Component
和@Repository
等)或者bean定義,最終將這些bean定義加載到IoC容器中。
咱們能夠經過basePackages等屬性來細粒度的定製@ComponentScan
自動掃描的範圍,若是不指定,則默認Spring框架實現會從聲明@ComponentScan
所在類的package進行掃描。
注:因此SpringBoot的啓動類最好是放在root package下,由於默認不指定basePackages。
三、@EnableAutoConfiguration
我的感受@EnableAutoConfiguration
這個Annotation最爲重要,因此放在最後來解讀,你們是否還記得Spring框架提供的各類名字爲@Enable
開頭的Annotation定義?好比@EnableScheduling、@EnableCaching、@EnableMBeanExport
等,@EnableAutoConfiguration
的理念和作事方式其實一脈相承,簡單歸納一下就是,藉助@Import
的支持,收集和註冊特定場景相關的bean定義。
@EnableScheduling
是經過@Import將Spring調度框架相關的bean定義都加載到IoC容器。@EnableMBeanExport
是經過@Import將JMX相關的bean定義加載到IoC容器。
而@EnableAutoConfiguration
也是藉助@Import的幫助,將全部符合自動配置條件的bean定義加載到IoC容器,僅此而已!
@EnableAutoConfiguration
會根據類路徑中的jar依賴爲項目進行自動配置,如:添加了spring-boot-starter-web
依賴,會自動添加Tomcat和Spring MVC的依賴,Spring Boot會對Tomcat和Spring MVC進行自動配置。
@EnableAutoConfiguration做爲一個複合Annotation,其自身定義關鍵信息以下:
@SuppressWarnings("deprecation")
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
...
}
其中,最關鍵的要屬@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)
,藉助EnableAutoConfigurationImportSelector,@EnableAutoConfiguration
能夠幫助SpringBoot應用將全部符合條件的@Configuration
配置都加載到當前SpringBoot建立並使用的IoC容器。就像一隻「八爪魚」同樣,藉助於Spring框架原有的一個工具類:SpringFactoriesLoader
的支持,@EnableAutoConfiguration
能夠智能的自動配置功效才得以大功告成!
自動配置幕後英雄:SpringFactoriesLoader詳解
SpringFactoriesLoader屬於Spring框架私有的一種擴展方案,其主要功能就是從指定的配置文件META-INF/spring.factories
加載配置。
public abstract class SpringFactoriesLoader {
//...
public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
...
}
public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
....
}
}
配合@EnableAutoConfiguration
使用的話,它更可能是提供一種配置查找的功能支持,即根據@EnableAutoConfiguration
的完整類名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration
做爲查找的Key,獲取對應的一組@Configuration
類。
上圖就是從SpringBoot的autoconfigure依賴包中的META-INF/spring.factories
配置文件中摘錄的一段內容,能夠很好地說明問題。
因此,@EnableAutoConfiguration
自動配置的魔法騎士就變成了:從classpath中搜尋全部的META-INF/spring.factories
配置文件,並將其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableutoConfiguration
對應的配置項經過反射(Java Refletion)實例化爲對應的標註了@Configuration
的JavaConfig形式的IoC容器配置類,而後彙總爲一個並加載到IoC容器。
2、深刻探索SpringApplication執行流程
SpringApplication的run方法的實現是咱們本次旅程的主要線路,該方法的主要流程大致能夠概括以下:
1) 若是咱們使用的是SpringApplication的靜態run方法,那麼,這個方法裏面首先要建立一個SpringApplication對象實例,而後調用這個建立好的SpringApplication的實例方法。在SpringApplication實例初始化的時候,它會提早作幾件事情:
根據classpath裏面是否存在某個特徵類
org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext
來決定是否應該建立一個爲Web應用使用的ApplicationContext類型。使用
SpringFactoriesLoader
在應用的classpath中查找並加載全部可用的ApplicationContextInitializer
。使用
SpringFactoriesLoader
在應用的classpath中查找並加載全部可用的ApplicationListener
。推斷並設置main方法的定義類。
2) SpringApplication實例初始化完成而且完成設置後,就開始執行run方法的邏輯了,方法執行伊始,首先遍歷執行全部經過SpringFactoriesLoader
能夠查找到並加載的SpringApplicationRunListener
。調用它們的started()
方法,告訴這些SpringApplicationRunListener
,「嘿,SpringBoot應用要開始執行咯!」。
3) 建立並配置當前Spring Boot應用將要使用的Environment(包括配置要使用的PropertySource以及Profile)。
4) 遍歷調用全部SpringApplicationRunListener
的environmentPrepared()
的方法,告訴他們:「當前SpringBoot應用使用的Environment準備好了咯!」。
5) 若是SpringApplication的showBanner屬性被設置爲true,則打印banner。
6) 根據用戶是否明確設置了applicationContextClass
類型以及初始化階段的推斷結果,決定該爲當前SpringBoot應用建立什麼類型的ApplicationContext
並建立完成,而後根據條件決定是否添加ShutdownHook,決定是否使用自定義的BeanNameGenerator
,決定是否使用自定義的ResourceLoader
,固然,最重要的,將以前準備好的Environment設置給建立好的ApplicationContext
使用。
7) ApplicationContext建立好以後,SpringApplication會再次藉助Spring-FactoriesLoader
,查找並加載classpath中全部可用的ApplicationContext-Initializer
,而後遍歷調用這些ApplicationContextInitializer
的initialize
(applicationContext)方法來對已經建立好的ApplicationContext
進行進一步的處理。
8) 遍歷調用全部SpringApplicationRunListener
的contextPrepared()
方法。
9) 最核心的一步,將以前經過@EnableAutoConfiguration
獲取的全部配置以及其餘形式的IoC容器配置加載到已經準備完畢的ApplicationContext
。
10) 遍歷調用全部SpringApplicationRunListener
的contextLoaded()
方法。
11) 調用ApplicationContext
的refresh()
方法,完成IoC容器可用的最後一道工序。
12) 查找當前ApplicationContext
中是否註冊有CommandLineRunner
,若是有,則遍歷執行它們。
13) 正常狀況下,遍歷執行SpringApplicationRunListener
的finished()
方法、(若是整個過程出現異常,則依然調用全部SpringApplicationRunListener
的finished()
方法,只不過這種狀況下會將異常信息一併傳入處理)
去除事件通知點後,整個流程以下:
本文以調試一個實際的SpringBoot啓動程序爲例,參考流程中主要類類圖,來分析其啓動邏輯和自動化配置原理。
總覽:
上圖爲SpringBoot啓動結構圖,咱們發現啓動流程主要分爲三個部分:
第一部分進行SpringApplication的初始化模塊,配置一些基本的環境變量、資源、構造器、監聽器;
第二部分實現了應用具體的啓動方案,包括啓動流程的監聽模塊、加載配置環境模塊、及核心的建立上下文環境模塊;
第三部分是自動化配置模塊,該模塊做爲springboot自動配置核心,在後面的分析中會詳細討論。在下面的啓動程序中咱們會串聯起結構中的主要功能。
啓動:
每一個SpringBoot程序都有一個主入口,也就是main方法,main裏面調用SpringApplication.run()
啓動整個spring-boot程序,該方法所在類須要使用@SpringBootApplication
註解,以及@ImportResource
註解(if need),@SpringBootApplication
包括三個註解,功能以下:
@EnableAutoConfiguration
:SpringBoot根據應用所聲明的依賴來對Spring框架進行自動配置。@SpringBootConfiguration
(內部爲@Configuration
):被標註的類等於在spring的XML配置文件中(applicationContext.xml
),裝配全部bean事務,提供了一個spring的上下文環境。@ComponentScan
:組件掃描,可自動發現和裝配Bean,默認掃描SpringApplication的run方法裏的Booter.class
所在的包路徑下文件,因此最好將該啓動類放到根包路徑下。
SpringBoot啓動類
首先進入run方法
run方法中去建立了一個SpringApplication實例,在該構造方法內,咱們能夠發現其調用了一個初始化的initialize方法
這裏主要是爲SpringApplication對象賦一些初值。構造函數執行完畢後,咱們回到run方法
該方法中實現了以下幾個關鍵步驟:
1.建立了應用的監聽器SpringApplicationRunListeners
並開始監聽
2.加載SpringBoot配置環境(ConfigurableEnvironment
),若是是經過web容器發佈,會加載StandardEnvironment
,其最終也是繼承了ConfigurableEnvironment
,類圖以下
能夠看出,*Environment最終都實現了PropertyResolver接口,咱們平時經過environment對象獲取配置文件中指定Key對應的value方法時,就是調用了propertyResolver接口的getProperty方法
3.配置環境(Environment
)加入到監聽器對象中(SpringApplicationRunListeners
)
4.建立run方法的返回對象:ConfigurableApplicationContext
(應用配置上下文),咱們能夠看一下建立方法:
方法會先獲取顯式設置的應用上下文(applicationContextClass
),若是不存在,再加載默認的環境配置(經過是不是web environment
判斷),默認選擇AnnotationConfigApplicationContext
註解上下文(經過掃描全部註解類來加載bean),最後經過BeanUtils實例化上下文對象,並返回。
ConfigurableApplicationContext類圖以下:
主要看其繼承的兩個方向:
LifeCycle:生命週期類,定義了start啓動、stop結束、isRunning是否運行中等生命週期空值方法
ApplicationContext:應用上下文類,其主要繼承了beanFactory(bean的工廠類)
5.回到run方法內,prepareContext方法將listeners、environment、applicationArguments、banner
等重要組件與上下文對象關聯
6.接下來的refreshContext(context)
方法(初始化方法以下)將是實現spring-boot-starter-*
(mybatis、redis等)自動化配置的關鍵,包括spring.factories
的加載,bean的實例化等核心工做。
配置結束後,Springboot作了一些基本的收尾工做,返回了應用環境上下文。回顧總體流程,Springboot的啓動,主要建立了配置環境(environment)、事件監聽(listeners)、應用上下文(applicationContext),並基於以上條件,在容器中開始實例化咱們須要的Bean,至此,經過SpringBoot啓動的程序已經構造完成,接下來咱們來探討自動化配置是如何實現。
自動化配置:
以前的啓動結構圖中,咱們注意到不管是應用初始化仍是具體的執行過程,都調用了SpringBoot自動配置模塊。
SpringBoot自動配置模塊
該配置模塊的主要使用到了SpringFactoriesLoader
,即Spring工廠加載器,該對象提供了loadFactoryNames
方法,入參爲factoryClass和classLoader,即須要傳入上圖中的工廠類名稱和對應的類加載器,方法會根據指定的classLoader,加載該類加器搜索路徑下的指定文件,即spring.factories
文件,傳入的工廠類爲接口,而文件中對應的類則是接口的實現類,或最終做爲實現類,因此文件中通常爲以下圖這種一對多的類名集合,獲取到這些實現類的類名後,loadFactoryNames
方法返回類名集合,方法調用方獲得這些集合後,再經過反射獲取這些類的類對象、構造方法,最終生成實例。
工廠接口與其若干實現類接口名稱
下圖有助於咱們形象理解自動配置流程。
SpringBoot自動化配置關鍵組件關係圖
mybatis-spring-boot-starter
、spring-boot-starter-web
等組件的META-INF文件下均含有spring.factories
文件,自動配置模塊中,SpringFactoriesLoader
收集到文件中的類全名並返回一個類全名的數組,返回的類全名經過反射被實例化,就造成了具體的工廠實例,工廠實例來生成組件具體須要的bean。
以前咱們提到了EnableAutoConfiguration
註解,其類圖以下:
能夠發現其最終實現了ImportSelector
(選擇器)和BeanClassLoaderAware
(bean類加載器中間件),重點關注一下AutoConfigurationImportSelector
的selectImports
方法。
該方法在springboot啓動流程——bean實例化前被執行,返回要實例化的類信息列表。咱們知道,若是獲取到類信息,spring天然能夠經過類加載器將類加載到jvm中,如今咱們已經經過spring-boot的starter依賴方式依賴了咱們須要的組件,那麼這些組建的類信息在select方法中也是能夠被獲取到的,不要急咱們繼續向下分析。
該方法中的getCandidateConfigurations
方法,經過方法註釋瞭解到,其返回一個自動配置類的類名列表,方法調用了loadFactoryNames
方法,查看該方法
在上面的代碼能夠看到自動配置器會根據傳入的factoryClass.getName()
到項目系統路徑下全部的spring.factories
文件中找到相應的key,從而加載裏面的類。咱們就選取這個mybatis-spring-boot-autoconfigure
下的spring.factories
文件
進入org.mybatis.spring.boot.autoconfigure.MybatisAutoConfiguration
中,主要看一下類頭:
發現Spring的@Configuration
,儼然是一個經過註解標註的springBean,繼續向下看,
@ConditionalOnClass({ SqlSessionFactory.class, SqlSessionFactoryBean.class})
:當存在SqlSessionFactory.class
,SqlSessionFactoryBean.class
這兩個類時才解析MybatisAutoConfiguration
配置類,不然不解析這一個配置類,make sence,咱們須要mybatis爲咱們返回會話對象,就必須有會話工廠相關類。@CondtionalOnBean(DataSource.class)
:只有處理已經被聲明爲bean的dataSource。@ConditionalOnMissingBean(MapperFactoryBean.class)
這個註解的意思是若是容器中不存在name指定的bean則建立bean注入,不然不執行(該類源碼較長,篇幅限制不全粘貼)
以上配置能夠保證sqlSessionFactory、sqlSessionTemplate、dataSource
等mybatis所需的組件都可被自動配置,@Configuration
註解已經提供了Spring的上下文環境,因此以上組件的配置方式與Spring啓動時經過mybatis.xml文件進行配置起到一個效果。
經過分析咱們能夠發現,只要一個基於SpringBoot項目的類路徑下存在SqlSessionFactory.class
, SqlSessionFactoryBean.class
,而且容器中已經註冊了dataSourceBean,就能夠觸發自動化配置,意思說咱們只要在maven的項目中加入了mybatis所須要的若干依賴,就能夠觸發自動配置,但引入mybatis原生依賴的話,每集成一個功能都要去修改其自動化配置類,那就得不到開箱即用的效果了。
因此Spring-boot爲咱們提供了統一的starter能夠直接配置好相關的類,觸發自動配置所需的依賴(mybatis)以下:
這裏是截取的mybatis-spring-boot-starter
的源碼中pom.xml文件中全部依賴:
由於maven依賴的傳遞性,咱們只要依賴starter就能夠依賴到全部須要自動配置的類,實現開箱即用的功能。也體現出Springboot簡化了Spring框架帶來的大量XML配置以及複雜的依賴管理,讓開發人員能夠更加關注業務邏輯的開發。
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