SpringBoot系列二：SpringBoot自动配置原理

1 SpringBoot运作原理

上一章中我们提到主程序类的注解 @SpringBootApplication 注解，它其实是个组合注解，源码如下：

@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 {
    @AliasFor(
        annotation = EnableAutoConfiguration.class
    )
    Class<?>[] exclude() default {};

    @AliasFor(
        annotation = EnableAutoConfiguration.class
    )
    String[] excludeName() default {};

    @AliasFor(
        annotation = ComponentScan.class,
        attribute = "basePackages"
    )
    String[] scanBasePackages() default {};

    @AliasFor(
        annotation = ComponentScan.class,
        attribute = "basePackageClasses"
    )
    Class<?>[] scanBasePackageClasses() default {};
}

最主要的还是三个配置 @SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfigration、@ComponentScan 三个注解，下面我们来一一分析。

1.1 @SpringBootConfiguration

查看@SpringBootConfiguration源码，其实它也就是@Configuration注解：

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {
}

对于 @Configuration，我们并不陌生，它就是 JavaConfig 形式的 SpringIOC 容器的配置类，也是 SpringBoot 推荐使用配置形式，所以主程序类标注了 @SpringBootConfiguration 注解，其本身也就是一个配置类。更多有关 JavaConfig 形式的配置以及有关它和 XML 形式的配置的区别与联系，请参考后续有关 Spring 注解版相关文章。

1.2 @ComponentScan

@ComponentScan 注解在 Spring 的注解中也起到到相当重要的作用，它可以自定义 Spring 扫描的包，也就是它默认会扫描标注了 @Controller、@Service、@Component 以及 @Repository 注解的类，并实例化这些组件到 SpringIOC 容器中，它有个配置属性： basePackages，也就是指定扫描的包，如果不知道，它会默认扫描配置了该注解的类的包所在的路径（包括子包）。我们看 @SpringBootConfiguration 注解的源码中有段代码：

@AliasFor(
  annotation = ComponentScan.class,
  attribute = "basePackages"
)
String[] scanBasePackages() default {};

scanBasePackages 属性，指定到了 @ComponentScan 注解的 basePackages 属性，所有在 SpringBoot 中，我们同样可以通过 scanBasePackages 属性指定包扫描的路径（如部指定，会默认扫描主程序类所在的包路径以及子包下的类）：

@SpringBootApplication(scanBasePackages = "com.seagetech.springbootdemo")

1.3 @EnableAutoConfigration

关于 SpringBoot 的运作原理，它的核心功能还是由 @EnableAutoConfigration 注解提供，所有把它放到最后来讲，我们来看下它的源码：

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

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

    String[] excludeName() default {};
}

1.3.1 @AutoConfigurationPackage

这个注解的主要功能自动配置包，它会获取主程序类所在的包路径，并将包路径（包括子包）下的所有组件注册到 SpringIOC 容器中。

1.3.2 @Import({AutoConfigurationImportSelector.class})

@EnableAutoConfiguration 的关键功能也是这个 @Import 导入的配置功能，使用 SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames 方法来扫描具有 META-INF/spring.factories 文件的jar包，我们看看在 spring-boot-autoconfigure-2.10.RELEASE.jar 包的 META-INF 下正好有个 spring.factories 文件：

打开 spring.factories 文件，找到 org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration 指定的自动配置类：

# Auto Configure
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.admin.SpringApplicationAdminJmxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.aop.AopAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.amqp.RabbitAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.batch.BatchAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CacheAutoConfiguration,\

......
......

org.springframework.boot.autoconfigure.web.client.RestTemplateAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.embedded.EmbeddedWebServerFactoryCustomizerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.HttpHandlerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.ReactiveWebServerFactoryAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.WebFluxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.error.ErrorWebFluxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.function.client.ClientHttpConnectorAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.function.client.WebClientAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.DispatcherServletAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletWebServerFactoryAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.error.ErrorMvcAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.HttpEncodingAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.MultipartAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.WebMvcAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.websocket.reactive.WebSocketReactiveAutoConfiguration,\

每一个 xxxAutoConfiguration 类都是容器中的一个组件，都加入到容器中，用它们来做自动配置。

2 自动配置分析

在上一节基础上，我们知道每一个自动配置类进行自动配置功能，下面我们以 HttpEncodingAutoConfiguration 为例来分析：

2.1 配置参数

@ConfigurationProperties(
    prefix = "spring.http"//①
)
public class HttpProperties {
    private boolean logRequestDetails;
    private final HttpProperties.Encoding encoding = new HttpProperties.Encoding();//②

    ......

    public static class Encoding {
        public static final Charset DEFAULT_CHARSET;
        private Charset charset;
        private Boolean force;
        private Boolean forceRequest;
        private Boolean forceResponse;
        private Map<Locale, Charset> mapping;

        public Encoding() {
            this.charset = DEFAULT_CHARSET;//②
        }
        ......
        static {
            DEFAULT_CHARSET = StandardCharsets.UTF_8;//②
        }
        ......
}

代码解析：

1. 在 application.properties 文件中配置的时候指定前缀是 spring.http；
2. 指定默认的编码方式是 UTF-8，如果需要修改，可使用 spring.http.encoding.charset=编码。

2.2 自动配置类

@Configuration//①
@EnableConfigurationProperties({HttpProperties.class})//②
@ConditionalOnWebApplication(
    type = Type.SERVLET
)//③
@ConditionalOnClass({CharacterEncodingFilter.class})//④
@ConditionalOnProperty(
    prefix = "spring.http.encoding",
    value = {"enabled"},
    matchIfMissing = true
)//⑤
public class HttpEncodingAutoConfiguration {
    private final Encoding properties;

    public HttpEncodingAutoConfiguration(HttpProperties properties) {
        this.properties = properties.getEncoding();
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public CharacterEncodingFilter characterEncodingFilter() {
        ......
    }
    .......
}

源码解析：

1. 表示这是一个配置类，以前编写的配置文件一样，也可以给容器中添加组件。
2. 启动指定类的 ConfigurationProperties 功能，将配置文件中对应的值和 HttpEncodingProperties 绑定起来；并把 HttpEncodingProperties 加入到 IOC 容器中；
3. Spring 底层 @Conditional 注解（有关 @Conditional 注解的详解请参考后续 Spring 注解相关文章），根据不同的条件，如果满足指定的条件，整个配置类里面的配置就会生效，该注解是判断当前应用是否是web应用，如果是， HttpEncodingAutoConfiguration 配置类生效；
4. 判断当前项目有没有这个类 CharacterEncodingFilter；SpringMVC 中进行乱码解决的过滤器，如果有则 HttpEncodingAutoConfiguration 配置生效；
5. 判断 application.properties 配置文件中是否存在 spring.http.encoding.enabled，如果不存在，判断也是成立的，因为 matchIfMissing=true，即缺省时默认为 true。

根据当前不同的条件判断，决定 HttpEncodingAutoConfiguration 这个配置类是否生效？一但这个配置类生效；这个配置类就会给容器中添加各种组件，这些组件的属性是从对应的 HttpEncodingProperties 类中获取的，这些类里面的每一个属性又是和配置文件绑定的。

2.3@Conditional扩展注解

除了以上解析到的注解，SpringBoot 还为我们提供了更多的有关 @Conditional 的派生注解。它们的作用：必须是 @Conditional 指定的条件成立，才给容器中添加组件，配置配里面的所有内容才生效：