Spring Boot運行機制

        大家好，我是丁甲，很久沒有寫博客了，最近由於工作原因，需要重新面試，所以最近會寫幾篇關於面試的博客。

Spring Boot的運行機制是什麼？

        這個問題通常會被問到，之前丁甲也只是背書應付面試，但這樣始終是好的，於是我決定看看Spring  Boot註解的源碼，並從源碼層面上來看看Spring Boot的運行機制究竟是什麼。

        首先，我們隨便打開一個Spring Boot項目，我們能夠發現他的啓動類是都是有一個非常重要的註解:  

@SpringBootApplication
public class Demo123Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Demo123Application.class, args);
    }

}

        這個非常重要的註解就是@SpringBootApplicaiton。

   

        其次，任意打開一個SpringBoot項目，不難發現他的啓動類(使用@SpringBootApplication註解的類)目錄層級非常高，是頂級目錄，這是爲什麼呢？今天我們從源碼的角度出發，進一步的解析SpringBoot項目的運行機制。

 

@SpringBootApplication註解是一個複合註解

        @SpringBootApplication是一個複合註解，並非一個單一的註解，我們點開一個@SpringBootApplication就不難發現：

  

@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 {};

    @AliasFor(
        annotation = ComponentScan.class,
        attribute = "nameGenerator"
    )
    Class<? extends BeanNameGenerator> nameGenerator() default BeanNameGenerator.class;

    @AliasFor(
        annotation = Configuration.class
    )
    boolean proxyBeanMethods() default true;
}

        從這段源碼中不難看出，@SpringBootApplication註解是由多個註解組合而成的，而在這幾個組合註解中其中最重要的核心註解當屬@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan、@Configuration。

        我們從這三個核心註解來分下SpringBoot項目的運行機制。

 

@Configuration註解

        源碼:

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Configuration {
    @AliasFor(
        annotation = Component.class
    )
    String value() default "";

    boolean proxyBeanMethods() default true;
}

        @coofiguration註解是一個十分常用的註解，經常都會用到。它的作用通過java類將寫好的類在Spring容器初始化的時候將其加載到Spring容器中去，摒棄了xml配置文件來初始化Bean，十分的方便，和他一起使用的註解爲@Bean

 

@ComponentScan

        源碼：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
@Documented
@Repeatable(ComponentScans.class)
public @interface ComponentScan {
    @AliasFor("basePackages")
    String[] value() default {};

    @AliasFor("value")
    String[] basePackages() default {};

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

    Class<? extends BeanNameGenerator> nameGenerator() default BeanNameGenerator.class;

    Class<? extends ScopeMetadataResolver> scopeResolver() default AnnotationScopeMetadataResolver.class;

    ScopedProxyMode scopedProxy() default ScopedProxyMode.DEFAULT;

    String resourcePattern() default "**/*.class";

    boolean useDefaultFilters() default true;

    ComponentScan.Filter[] includeFilters() default {};

    ComponentScan.Filter[] excludeFilters() default {};

    boolean lazyInit() default false;

    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target({})
    public @interface Filter {
        FilterType type() default FilterType.ANNOTATION;

        @AliasFor("classes")
        Class<?>[] value() default {};

        @AliasFor("value")
        Class<?>[] classes() default {};

        String[] pattern() default {};
    }
}

        @componentScan註解，是一個掃描包的註解。在Spring容器初始化的時候，invokeBeanFactoryPostProcessor()方法中會將所有的@componentScan下面的包掃描並將類通過一系列的操作(java  -> class ->BeanDefinitonMap ->Singleton)加載入Spring容器中。

 

@EnableAutoConfiguration

        源碼：

@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 {};
}

        @EnableAotuConfiguration類中的核心註解爲@import以及AutoConfigurationImportSelector類。@Import註解也是我們平時用得非常多的一個註解，同一模塊下的引包，以及JDK自帶包的引用都是需要用@Import註解使用的，這個註解是非常好理解的，然後我們再來說一說@Import的AutoConfigurationimportSelector類。

        首先我們來看看autoSonfigurationImportSelector類的源碼：

public class AutoConfigurationImportSelector implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware, ResourceLoaderAware, BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered {
    private static final AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry EMPTY_ENTRY = new AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry();
    private static final String[] NO_IMPORTS = new String[0];
    private static final Log logger = LogFactory.getLog(AutoConfigurationImportSelector.class);
    private static final String PROPERTY_NAME_AUTOCONFIGURE_EXCLUDE = "spring.autoconfigure.exclude";
    private ConfigurableListableBeanFactory beanFactory;
    private Environment environment;
    private ClassLoader beanClassLoader;
    private ResourceLoader resourceLoader;
    private AutoConfigurationImportSelector.ConfigurationClassFilter configurationClassFilter;

    public AutoConfigurationImportSelector() {
    }

        首先這個類是實現了DeferredImportSelector接口，然後在看來他的核心方法 ：

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.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;
}

        他的核心方法就是這個SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(),作用就是將META-INF/spring.factories的文件信息讀取出來。然後作爲Bean加載到Spring容器中。

 

總結：

        1、SpringBoot的運行機制要從他的核心註解@SpringBootAppliccation說起

        2、@SpringBootApplication的核心註解爲：@ComponentScan、@Configuration、@EnabledAutoConfiguration

        3、@ComponentScan發現掃描包並將包下面的類加載進Spring容器作爲Spring Bean 

        4、@Configuration + @Bean將自定義的配置類也加載入Spring容器中作爲SpringBean

        5、@EnabledAutoConfiguration、@Import(AutoConfigurationIpmortSelector)、@AutoConfigurationPackage三個註解將Spring容器裏面的Bean實現發現與加載