Spring Boot 的自动配置，到底是怎么做到？

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SpringBoot 的故事从一个面试题开始

Spring Boot、Spring MVC 和 Spring 有什么区别？

先来个 SpringBoot 的启动结构图

分开描述各自的特征

Spring 框架就像一个家族，有众多衍生产品例如 boot、security、jpa等等。但他们的基础都是Spring 的ioc和 aop，ioc 提供了依赖注入的容器， aop解决了面向横切面的编程，然后在此两者的基础上实现了其他延伸产品的高级功能。

Spring MVC提供了一种轻度耦合的方式来开发web应用。它是Spring的一个模块，是一个web框架。通过Dispatcher Servlet, ModelAndView 和 View Resolver，开发web应用变得很容易。解决的问题领域是网站应用程序或者服务开发——URL路由、Session、模板引擎、静态Web资源等等。

Spring Boot实现了自动配置，降低了项目搭建的复杂度。它主要是为了解决使用Spring框架需要进行大量的配置太麻烦的问题，所以它并不是用来替代Spring的解决方案，而是和Spring框架紧密结合用于提升Spring开发者体验的工具。同时它集成了大量常用的第三方库配置(例如Jackson, JDBC, Mongo, Redis, Mail等等)，Spring Boot应用中这些第三方库几乎可以零配置的开箱即用(out-of-the-box)。

所以，用最简练的语言概括就是

. Spring 是一个“引擎”;
. Spring MVC 是基于Spring的一个 MVC 框架;
. Spring Boot 是基于Spring4的条件注册的一套快速开发整合包。

SpringBoot到底是怎么做到自动配置的？

从代码里看项目SpringBoot的项目启动类只有一个注解@SpringBootApplication和一个run方法。

1. @SpringBootApplication

2. public class Application {

3. public static void main(String[] args) {

4. SpringApplication.run(Application.class, args);

5. }

6. }

直接看@SpringBootApplication的代码：

1. @Target({ElementType.TYPE})

2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

3. @Documented

4. @Inherited

5. @SpringBootConfiguration

6. @EnableAutoConfiguration

7. @ComponentScan(

8. excludeFilters = {@Filter(

9. type = FilterType.CUSTOM,

10. classes = {TypeExcludeFilter.class}

11. ), @Filter(

12. type = FilterType.CUSTOM,

13. classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}

14. )}

15. )

16. public @interface SpringBootApplication {

17. @AliasFor(

18. annotation = EnableAutoConfiguration.class

19. )

20. Class<?>[] exclude() default {};

21. @AliasFor(

22. annotation = EnableAutoConfiguration.class

23. )

24. String[] excludeName() default {};

25. @AliasFor(

26. annotation = ComponentScan.class,

27. attribute = "basePackages"

28. )

29. String[] scanBasePackages() default {};

30. @AliasFor(

31. annotation = ComponentScan.class,

32. attribute = "basePackageClasses"

33. )

34. Class<?>[] scanBasePackageClasses() default {};

35. }

@SpringBootApplication：包含了@SpringBootConfiguration（打开是@Configuration），@EnableAutoConfiguration，@ComponentScan注解。

@Configuration

JavaConfig形式的Spring Ioc容器的配置类使用的那个@Configuration，SpringBoot社区推荐使用基于JavaConfig的配置形式，所以，这里的启动类标注了@Configuration之后，本身其实也是一个IoC容器的配置类。
对比一下传统XML方式和config配置方式的区别：

XML声明和定义配置方式

1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"

3. xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"

4. xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"

5. xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans

6. http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd

7. http://www.springframework.org/schema/aop

8. http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd

9. http://www.springframework.org/schema/context

10. http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd

11. http://www.springframework.org/schema/tx

12. http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.0.xsd

13. ">

14. <bean id="app" class="com..." />

用一个过滤器举例，JavaConfig的配置方式是这样

1. @Configuration

2. public class DruidConfiguration {

3. @Bean

4. public FilterRegistrationBean statFilter(){

5. //创建过滤器

6. FilterRegistrationBean filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean(new WebStatFilter());

7. //设置过滤器过滤路径

8. filterRegistrationBean.addUrlPatterns("/*");

9. //忽略过滤的形式

10. filterRegistrationBean.addInitParameter("exclusions","*.js,*.gif,*.jpg,*.png,*.css,*.ico,/druid/*");

11. return filterRegistrationBean;

12. }

13. }

任何一个标注了@Configuration的Java类定义都是一个JavaConfig配置类。
任何一个标注了@Bean的方法，其返回值将作为一个bean定义注册到Spring的IoC容器，方法名将默认成该bean定义的id。

@ComponentScan

@ComponentScan对应XML配置中的元素，@ComponentScan的功能其实就是自动扫描并加载符合条件的组件（比如@Component和@Repository等）或者bean定义，最终将这些bean定义加载到IoC容器中。
我们可以通过basePackages等属性来细粒度的定制@ComponentScan自动扫描的范围，如果不指定，则默认Spring框架实现会从声明@ComponentScan所在类的package进行扫描。
注：所以SpringBoot的启动类最好是放在rootpackage下，因为默认不指定basePackages。

@EnableAutoConfiguration

（核心内容）看英文意思就是自动配置，概括一下就是，借助@Import的帮助，将所有符合自动配置条件的bean定义加载到IoC容器。

1. @Target({ElementType.TYPE})

2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

3. @Documented

4. @Inherited

5. @AutoConfigurationPackage

6. @Import({AutoConfigurationImportSelector.class})

7. public @interface EnableAutoConfiguration {

8. String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

9. Class<?>[] exclude() default {};

10. String[] excludeName() default {};

11. }

里面最关键的是@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，借助EnableAutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以帮助SpringBoot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。该配置模块的主要使用到了SpringFactoriesLoader。

SpringFactoriesLoader详解

SpringFactoriesLoader为Spring工厂加载器，该对象提供了loadFactoryNames方法，入参为factoryClass和classLoader即需要传入工厂类名称和对应的类加载器，方法会根据指定的classLoader，加载该类加器搜索路径下的指定文件，即spring.factories文件，传入的工厂类为接口，而文件中对应的类则是接口的实现类，或最终作为实现类。

1. public abstract class SpringFactoriesLoader {

2. //...

3. public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {

4. ...

5. }

6. public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {

7. ....

8. }

9. }

所以文件中一般为如下图这种一对多的类名集合，获取到这些实现类的类名后，loadFactoryNames方法返回类名集合，方法调用方得到这些集合后，再通过反射获取这些类的类对象、构造方法，最终生成实例。

下图有助于我们形象理解自动配置流程（盗个图）

AutoConfigurationImportSelector

继续上面讲的AutoConfigurationImportSelector.class。该类主要关注selectImports方法

1. public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {

2. if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {

3. return NO_IMPORTS;

4. } else {

5. AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);

6. AnnotationAttributes attributes = this.getAttributes(annotationMetadata);

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

8. configurations = this.removeDuplicates(configurations);

9. Set<String> exclusions = this.getExclusions(annotationMetadata, attributes);

10. this.checkExcludedClasses(configurations, exclusions);

11. configurations.removeAll(exclusions);

12. configurations = this.filter(configurations, autoConfigurationMetadata);

13. this.fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);

14. return StringUtils.toStringArray(configurations);

15. }

16. }

该方法在springboot启动流程——bean实例化前被执行，返回要实例化的类信息列表。如果获取到类信息，spring可以通过类加载器将类加载到jvm中，现在我们已经通过spring-boot的starter依赖方式依赖了我们需要的组件，那么这些组件的类信息在select方法中就可以被获取到。

1. protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {

2. List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());

3. 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.");

4. return configurations;

5. }

方法中的getCandidateConfigurations方法，其返回一个自动配置类的类名列表，方法调用了loadFactoryNames方法，查看该方法

1. public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {

2. String factoryClassName = factoryClass.getName();

3. return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());

4. }

自动配置器会跟根据传入的factoryClass.getName()到项目系统路径下所有的spring.factories文件中找到相应的key，从而加载里面的类。我们就选取这个mybatis-spring-boot-autoconfigure下的spring.factories文件

1. # Auto Configure

2. org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\

3. org.mybatis.spring.boot.autoconfigure.MybatisAutoConfiguration

进入org.mybatis.spring.boot.autoconfigure.MybatisAutoConfiguration中，又是一堆注解

1. @org.springframework.context.annotation.Configuration

2. @ConditionalOnClass({SqlSessionFactory.class, SqlSessionFactoryBean.class})

3. @ConditionalOnBean({DataSource.class})

4. @EnableConfigurationProperties({MybatisProperties.class})

5. @AutoConfigureAfter({DataSourceAutoConfiguration.class})

6. public class MybatisAutoConfiguration

7. {

8. private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MybatisAutoConfiguration.class);

9. private final MybatisProperties properties;

10. private final Interceptor[] interceptors;

11. private final ResourceLoader resourceLoader;

12. private final DatabaseIdProvider databaseIdProvider;

13. private final List<ConfigurationCustomizer> configurationCustomizers;

. @Spring的Configuration是一个通过注解标注的springBean，. @ConditionalOnClass({ SqlSessionFactory.class, SqlSessionFactoryBean.class})这个注解的意思是：当存在SqlSessionFactory.class, SqlSessionFactoryBean.class这两个类时才解析MybatisAutoConfiguration配置类,否则不解析这一个配置类。我们需要mybatis为我们返回会话对象，就必须有会话工厂相关类. @CondtionalOnBean(DataSource.class):只有处理已经被声明为bean的dataSource. @ConditionalOnMissingBean(MapperFactoryBean.class)这个注解的意思是如果容器中不存在name指定的bean则创建bean注入，否则不执行

以上配置可以保证sqlSessionFactory、sqlSessionTemplate、dataSource等mybatis所需的组件均可被自动配置，@Configuration注解已经提供了Spring的上下文环境，所以以上组件的配置方式与Spring启动时通过mybatis.xml文件进行配置起到一个效果。
只要一个基于SpringBoot项目的类路径下存在SqlSessionFactory.class, SqlSessionFactoryBean.class，并且容器中已经注册了dataSourceBean，就可以触发自动化配置，意思说我们只要在maven的项目中加入了mybatis所需要的若干依赖，就可以触发自动配置，但引入mybatis原生依赖的话，每集成一个功能都要去修改其自动化配置类，那就得不到开箱即用的效果了。所以Spring-boot为我们提供了统一的starter可以直接配置好相关的类，触发自动配置所需的依赖(mybatis)如下：

1. <dependency>

2. <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>

3. <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>

4. </dependency>

因为maven依赖的传递性，我们只要依赖starter就可以依赖到所有需要自动配置的类，实现开箱即用的功能。也体现出Springboot简化了Spring框架带来的大量XML配置以及复杂的依赖管理，让开发人员可以更加关注业务逻辑的开发。

来源：http://suo.im/5zy65S

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