重学SpringBoot3-自动配置机制

引言

Spring Boot 的自动配置是其最强大的特性之一，它允许开发者通过最少的配置实现应用程序的快速开发和部署。这一切都得益于 Spring Boot 的 “约定优于配置” 的设计理念。本教程将带你了解 Spring Boot 自动配置的背后原理，并通过示例解释其工作方式。

Spring Boot 自动配置原理

Spring Boot 自动配置的核心是一系列自动配置类，这些类通常基于类路径中的存在和属性值来条件性地配置应用程序。

主要步骤如下：

1. 启动类：每个 Spring Boot 应用都有一个启动类，通常使用 @SpringBootApplication 注解。这个注解是一个组合的注解，它包含了 @EnableAutoConfiguration，后者是自动配置的关键。

2. @EnableAutoConfiguration：这个注解告诉 Spring Boot 开始扫描候选自动配置类，并应用它们。这些候选自动配置类通常通过 spring.factories 文件存放，该文件位于自动配置模块的 META-INF/ 目录下。

3. 条件注解：自动配置类使用条件注解（如 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnBean、@ConditionalOnProperty 等）来确保只有在特定条件满足时才应用配置。例如，某个自动配置类可能只在某个类存在于类路径上时才激活。

4. 属性绑定：自动配置过程还涉及将外部配置（如 application.properties 或 application.yml）绑定到配置类上，进一步定制化自动配置。

相关源码：

从启动类开始

@SpringBootApplication 注解其实包含三个注解，自动配置相关的是 @EnableAutoConfiguration

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration：通过 @Import 导入自动配置模块的导入选择器AutoConfigurationImportSelector，它的作用是在启动时扫描指定包路径下的所有自动配置类，并根据应用程序的依赖关系和环境变量等信息，自动地选择需要引入的自动配置类，并将其注册为 Bean，以便应用程序可以正常使用这些自动配置的功能。

org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportSelector#selectImports：该方法的主要作用是从给定的注解元数据中筛选出需要导入的包名。

org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportSelector#getAutoConfigurationEntry：用于获取自动配置项的入口点。该方法接受一个参数，即要获取的自动配置项的名称。它返回一个 AutoConfigurationEntry 对象，该对象包含了自动配置项的详细信息，如类路径、Bean 定义等。重点看该方法内调用的 getCandidateConfigurations() 方法。

org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportSelector#getCandidateConfigurations：这个方法的作用是获取候选的自动配置类列表。

org.springframework.boot.context.annotation.ImportCandidates#load：通过调用 ImportCandidates.load() 方法，从 META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports 文件中加载候选的自动配置类，并将其存储在 configurations 变量中。

org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports：存放了 SpringBoot 自动配置类，不同 SpringBoot 版本数量不同。

回到 org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportSelector#getAutoConfigurationEntry，会对读到所有的自动配置类进行筛选。

org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportSelector.ConfigurationClassFilter#filter：筛选条件就是使用条件注解（如 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnBean、@ConditionalOnProperty 等）来确保只有在特定条件满足时才应用配置。

例如符合筛选条件的 org.springframework.boot.autoconfigure.web.embedded.EmbeddedWebServerFactoryCustomizerAutoConfiguration 自动配置类，类上带有 @EnableConfigurationProperties({ServerProperties.class})，既将配置文件（如 application.properties 或 application.yml）中的属性绑定到带有 @ConfigurationProperties 注解的类 ServerProperties.class 对象上，从而达到引入 starter 配置少量参数就能运行的目的。

示例：Spring Boot Web 自动配置

假设你想创建一个简单的 Spring Boot Web 应用。你只需要做以下几步：

1. 添加依赖：在 pom.xml 或 build.gradle 文件中添加 Spring Boot Starter Web 依赖。

   <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
   </dependency>
   

2. 创建启动类：

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

3. 编写控制器：

   @RestController
   public class HelloController {@GetMapping("/")public String hello() {return "Hello, Spring Boot!";}
   }
   

4. 配置文件

   server.port=8808
   

在这个例子中，spring-boot-starter-web 包含了 Spring MVC 和 Tomcat 作为默认的嵌入式服务器，以及其他 Web 开发所需的依赖。当你启动应用时，Spring Boot 的自动配置会检测到类路径上的 spring-webmvc 和嵌入式 Tomcat，并自动配置它们。这意味着你通过少量的配置或默认配置就可以运行一个基本的 Web 应用。

深入理解

• 自定义自动配置：如果默认的自动配置不符合你的需求，你可以通过添加自定义配置来覆盖或补充默认配置。此外，你也可以通过排除特定的自动配置类来禁用它们。

• 条件化配置：理解自动配置背后的条件逻辑对于高效使用 Spring Boot 非常重要。你可以查看特定自动配置类的源码，以了解它们是如何根据应用的状态和外部配置做出决策的。

总结

Spring Boot 的自动配置极大简化了 Spring 应用的配置工作，让开发者可以专注于应用逻辑的实现，而非繁琐的配置。通过合理利用自动配置和条件注解，你可以快速地构建出既强大又灵活的 Spring 应用。了解并掌握 Spring Boot 自动配置的原理和使用方法，将有助于你更高效地开发 Spring Boot 应用。

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