配置類需要標註@Configuration卻不知原因?那這次就不能給你漲薪嘍

當大潮退去,才知道誰在裸泳。
作者:A哥(YourBatman)
公衆號:BAT的烏托邦(ID:BAT-utopia)
文末是否有彩蛋:有

前言

各位小夥伴大家好,我是A哥。這是繼上篇文章:真懂Spring的@Configuration配置類?你可能自我感覺太良好 的原理/源碼解釋篇。按照本公衆號的定位,原理一般跑不了,雖然很枯燥,但還得做,畢竟做難事必有所得,真的掌握了纔有底氣談漲薪嘛。

Tips:鑑於經常有些同學無法區分某個功能/某項能力屬於Spring Framework的還是Spring Boot,你可以參考文章裏的【版本約定】目錄,那裏會說明本文的版本依賴,也就是功能所屬嘍。比如本文內容它就屬於Spring Framework,和Spring Boot木有關係。


版本約定

本文內容若沒做特殊說明,均基於以下版本:

  • JDK:1.8
  • Spring Framework:5.2.2.RELEASE

正文

Spring的IoC就像個“大熔爐”,什麼都當作Bean放在裏面。然而,雖然它們都放在了一起,但是實際在功能上是有區別的,比如我們熟悉的BeanPostProcessor就屬於後置處理器功能的Bean,還有本文要討論的@Configuration配置Bean也屬於一種特殊的組件。

判斷一個Bean是否是Bean的後置處理器很方便,只需看它是否實現了BeanPostProcessor接口即可;那麼如何去確定一個Bean是否是@Configuration配置Bean呢?若是,如何區分是Full模式還是Lite模式呢?這便就是本文將要討論的內容。


如何判斷一個組件是否是@Configuration配置?

首先需要明確:@Configuration配置前提必須是IoC管理的一個組件(也就是常說的Bean)。Spring使用BeanDefinitionRegistry註冊中心管理着所有的Bean定義信息,那麼對於這些Bean信息哪些屬於@Configuration配置呢,這是需要甄選出來的。

判斷一個Bean是否是@Configuration配置類這個邏輯統一交由ConfigurationClassUtils這個工具類去完成。


ConfigurationClassUtils工具類

見名之意,它是和配置有關的一個工具類,提供幾個靜態工具方法供以使用。它是Spring 3.1新增,對於它的作用,官方給的解釋是:用於標識@Configuration類的實用程序(Utilities)。它主要提供了一個方法:checkConfigurationClassCandidate()用於檢查給定的Bean定義是否是配置類的候選對象(或者在配置/組件類中聲明的嵌套組件類),並做相應的標記


checkConfigurationClassCandidate()

它是一個public static工具方法,用於判斷某個Bean定義是否是@Configuration配置。

ConfigurationClassUtils:

	public static boolean checkConfigurationClassCandidate(BeanDefinition beanDef, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) {
		...
		// 根據Bean定義信息,拿到器對應的註解元數據
		AnnotationMetadata metadata = xxx;
		...
		
		// 根據註解元數據判斷該Bean定義是否是配置類。若是:那是Full模式還是Lite模式
		Map<String, Object> config = metadata.getAnnotationAttributes(Configuration.class.getName());
		if (config != null && !Boolean.FALSE.equals(config.get("proxyBeanMethods"))) {
			beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
		} else if (config != null || isConfigurationCandidate(metadata)) {
			beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
		} else {
			return false;
		}
		
		...
		
		// 到這。它肯定是一個完整配置(Full or Lite) 這裏進一步把@Order排序值放上去
		Integer order = getOrder(metadata);
		if (order != null) {
			beanDef.setAttribute(ORDER_ATTRIBUTE, order);
		}

		return true;
	}

步驟總結:

  1. 根據Bean定義信息解析成爲一個註解元數據對象AnnotationMetadata metadata
    1. 可能是個AnnotatedBeanDefinition,也可能是個StandardAnnotationMetadata
  2. 根據註解元數據metadata判斷是否是個@Configuration配置類,有如下三種可能case:
    1. 標註有@Configuration註解並且該註解的proxyBeanMethods = false,那麼mark一下它是Full模式的配置。否則進入下一步判斷
    2. 標註有@Configuration註解或者符合Lite模式的條件(上文有說一共有5種可能是Lite模式,源碼處在isConfigurationCandidate(metadata)這個方法裏表述),那麼mark一下它是Lite模式的配置。否則進入下一步判斷
    3. 不是配置類,並且返回結果return false
  3. 能進行到這一步,說明該Bean肯定是個配置類了(Full模式或者Lite模式),那就取出其@Order值(若有的話),然後mark進Bean定義裏面去

這個mark動作很有意義:後面判斷一個配置類是Full模式還是Lite模式,甚至判斷它是否是個配置類均可通過beanDef.getAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE)這樣完成判斷


方法使用處

知曉了checkConfigurationClassCandidate()能夠判斷一個Bean(定義)是否是一個配置類,那麼它在什麼時候會被使用呢?通過查找可以發現它被如下兩處使用到:

  • 使用處:ConfigurationClassPostProcessor.processConfigBeanDefinitions()處理配置Bean定義階段。
ConfigurationClassPostProcessor:

	public void processConfigBeanDefinitions(BeanDefinitionRegistry registry) {
		
		// 拿出當前所有的Bean定義信息,一個個的檢查是否是配置類	
		String[] candidateNames = registry.getBeanDefinitionNames();
		for (String beanName : candidateNames) {
			BeanDefinition beanDef = registry.getBeanDefinition(beanName);
			if (beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE) != null) {
				logger.debug("Bean definition has already been processed as a configuration class: " + beanDef);
			}
			// 如果該Bean定義不是配置類,那就繼續判斷一次它是否是配置類,若是就加入結果集合裏
			else if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(beanDef, this.metadataReaderFactory)) {
				configCandidates.add(new BeanDefinitionHolder(beanDef, beanName));
			}
		}
		...
	}

ConfigurationClassPostProcessor是個BeanDefinitionRegistryPostProcessor,會在BeanFactory 準備好後執行生命週期方法。因此自然而然的,checkConfigurationClassCandidate()會在此階段調用,用於區分出哪些是配置Bean。

值得注意的是ConfigurationClassPostProcessor的執行時期是非常早期的(BeanFactory準備好後就執行嘛),這個時候容器內的Bean定義很少。這個時候只有主配置類才被註冊了進來,那些想通過@ComponentScan掃進來的配置類都還沒到“時間”,這個時間節點很重要,請注意區分。爲了方便你理解,我分別把Spring和Spring Boot在此階段的Bean定義信息截圖展示如下:

在這裏插入圖片描述
以上是Spring環境,對應代碼爲:

new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

在這裏插入圖片描述
以上是Spring Boot環境,對應代碼爲:

@SpringBootApplication
public class Boot2Demo1Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Boot2Demo1Application.class, args);
    }
}

相比之下,Spring Boot裏多了internalCachingMetadataReaderFactory這個Bean定義。原因是SB定義了一個CachingMetadataReaderFactoryPostProcessor把它放進去的,由於此Processor也是個BeanDefinitionRegistryPostProcessor並且order值爲Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE,所以它會優先於ConfigurationClassPostProcessor執行把它註冊進去~

  • 使用處:ConfigurationClassParser.doProcessConfigurationClass() 解析 @Configuration配置類階段。所處的大階段同上使用處,仍舊是ConfigurationClassPostProcessor#postProcessBeanDefinitionRegistry()階段
ConfigurationClassParser:

	@Nullable
	protected final SourceClass doProcessConfigurationClass(ConfigurationClass configClass, SourceClass sourceClass) throws IOException {
		... // 先解析nested內部類(內部類會存在@Bean方法嘛~)
		... // 解析@PropertySource資源,加入到environment環境
		... // 解析@ComponentScan註解,把組件掃描進來
		scannedBeanDefinitions = ComponentScanAnnotationParser.parse(componentScan, ...);
			// 把掃描到的Bean定義信息依舊需要一個個的判斷,是否是配置類	
			// 若是配置類,就繼續當作一個@Configuration配置類來解析parse() 遞歸嘛
			for (BeanDefinitionHolder holder : scannedBeanDefinitions) {
				...
				if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(bdCand, this.metadataReaderFactory)) {
					parse(bdCand.getBeanClassName(), holder.getBeanName());
				}
			}
		... // 解析@Import註解
		... // 解析@ImportResource註解
		... // 解析當前配置裏配置的@Bean方法
		... // 解析接口默認方法(因爲配置類可能實現接口,然後接口默認方法可能標註有@Bean )
		... // 處理父類(遞歸,直到父類爲java.打頭的爲止)
	}

這個方法是Spring對配置類解析的最核心步驟,通過它順帶也能夠解答你的疑惑了吧:爲何你僅需在類上標註一個@Configuration註解即可讓它成爲一個配置類?因爲被Scan掃描進去了嘛~

通過以上兩個使用處的分析和對比,對於@Configuration配置類的理解,你至少應該掌握瞭如下訊息:

  1. @Configuration配置類肯定是個組件,存在於IoC容器裏
  2. @Configuration配置類是有主次之分的,主配置類是驅動整個程序的入口,可以是一個,也可以是多個(若存在多個,支持使用@Order排序)
  3. 我們平時一般只書寫次配置類(而且一般寫多個),它一般是藉助主配置類的@ComponentScan能力完成加載進而解析的(當然也可能是@Import、又或是被其它次配置類驅動的)
  4. 配置類可以存在嵌套(如內部類),繼承,實現接口等特性

聊完了最爲重要的checkConfigurationClassCandidate()方法,當然還有必要看看ConfigurationClassUtils的另一個工具方法isConfigurationCandidate()


isConfigurationCandidate()

它是一個public static工具方法,通過給定的註解元數據信息來判斷它是否是一個Configuration

ConfigurationClassUtils:

	static {
		candidateIndicators.add(Component.class.getName());
		candidateIndicators.add(ComponentScan.class.getName());
		candidateIndicators.add(Import.class.getName());
		candidateIndicators.add(ImportResource.class.getName());
	}

	public static boolean isConfigurationCandidate(AnnotationMetadata metadata) {
		// 不考慮接口 or 註解 說明:註解的話也是一種“特殊”的接口哦
		if (metadata.isInterface()) {
			return false;
		}
		// 只要該類上標註有以上4個註解任意一個,都算配置類
		for (String indicator : candidateIndicators) {
			if (metadata.isAnnotated(indicator)) {
				return true;
			}
		}
		// 若一個註解都沒標註,那就看有木有@Bean方法 若有那也算配置類
		return metadata.hasAnnotatedMethods(Bean.class.getName());
	}

步驟總結:

  1. 若是接口類型(含註解類型),直接不予考慮,返回false。否則繼續判斷
  2. 若此類上標註有@Component、@ComponentScan、@Import、@ImportResource任意一個註解,就判斷成功返回true。否則繼續判斷
  3. 到此步,就說明此類上沒有標註任何註解。若存在@Bean方法,返回true,否則返回false。

需要特別特別特別注意的是:此方法它的並不考慮@Configuration註解,是“輕量級”判斷,這是它和checkConfigurationClassCandidate()方法的最主要區別。當然,後者依賴於前者,依賴它來根據註解元數據判斷是否是Lite模式的配置。


Spring 5.2.0版本變化說明

因爲本文的講解和代碼均是基於Spring 5.2.2.RELEASE的,而並不是所有小夥伴都會用到這麼新的版本。關於此部分的實現,以Spring 5.2.0版本爲分界線實現上有些許差異,所以在此處做出說明。


proxyBeanMethods屬性的作用

proxyBeanMethods屬性是Spring 5.2.0版本爲@Configuration註解新增加的一個屬性:

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Configuration {
	@AliasFor(annotation = Component.class)
	String value() default "";
	// @since 5.2
	boolean proxyBeanMethods() default true;
}

它的作用是:是否允許代理@Bean方法。說白了:決定此配置使用Full模式還是Lite模式。爲了保持向下兼容,proxyBeanMethods的默認值是true,使用Full模式配置。

Spring 5.2提出了這個屬性項,是期望你在已經瞭解了它的作用之後,顯示的把它置爲false的,因爲在雲原生將要到來的今天,啓動速度方面Spring一直在做着努力,也希望你能配合嘛。這不Spring Boot就“配合”得很好,它在2.2.0版本(依賴於Spring 5.2.0)起就把它的所有的自動配置類的此屬性改爲了false,即@Configuration(proxyBeanMethods = false)


Full模式/Lite模式實現上的差異

由於Spring 5.2.0新增了proxyBeanMethods屬性來控制模式,因此實現上也有些許詫異,請各位注意甄別:

Spring 5.2.0+版本判斷實現:

ConfigurationClassUtils:

		Map<String, Object> config = metadata.getAnnotationAttributes(Configuration.class.getName());
		if (config != null && !Boolean.FALSE.equals(config.get("proxyBeanMethods"))) {
			beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
		} else if (config != null || isConfigurationCandidate(metadata)) {
			beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
		} else {
			return false;
		}

Spring 5.2.0-版本判斷實現:

ConfigurationClassUtils:

		if (isFullConfigurationCandidate(metadata)) {
			beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
		} else if (isLiteConfigurationCandidate(metadata)) {
			beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
		} else {
			return false;
		}

思考題?

  1. 既然isConfigurationCandidate()判斷方法是爲checkConfigurationClassCandidate()服務,那Spring爲何也把它設計爲public static呢?
  2. ConfigurationClassUtils裏還存在對@Order順序的解析方法,不是說Spring的Bean是無序的嗎?這又如何理解呢?

總結

本文作爲上篇文章的續篇,解釋了@Configuration配置的Full模式和Lite模式的判斷原理,同時順帶的也介紹了什麼叫主配置配和次配置類,這個概念(雖然官方並不這麼叫)對你理解Spring Framework是非常有幫助的。如果你使用是基於Spring 5.2.0+的版本,在瞭解了這兩篇文章內容的基礎上,建議你的配置類均採用Lite模式去做,即顯示設置proxyBeanMethods = false

另外關於此部分內容,有些更爲感興趣的小夥伴問到:爲什麼Full模式下通過方法調用指向的仍舊是原來的Bean,保證了只會執行一次呢?開啓的是Full模式這只是表象原因,想要回答此問題需要涉及到CGLIB增強實現的深水區內容,爲了滿足這些好奇(好學)的娃子,計劃會在下篇文章繼續再拿一篇專程講解(預計篇幅不短,萬字以上),你可訂閱我的公衆號持續保持關注。


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