Spring Boot自动装配与自定义starter

SpringBoot 自动装配原理详解 | JavaGuide(Java面试 + 学习指南)

在没有Spring Boot的时候，我们写一个RestFul Web服务，还首先需要如下配置：

@Configuration
public class RESTConfiguration
{
    @Bean
    public View jsonTemplate() {
        MappingJackson2JsonView view = new MappingJackson2JsonView();
        view.setPrettyPrint(true);
        return view;
    }

    @Bean
    public ViewResolver viewResolver() {
        return new BeanNameViewResolver();
    }
}

spring-servlet.xml

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    http://www.springframework.org/schema/context/ http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
    http://www.springframework.org/schema/mvc/ http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd">

    <context:component-scan base-package="com.howtodoinjava.demo" />
    <mvc:annotation-driven />

    <!-- JSON Support -->
    <bean name="viewResolver" class="org.springframework.web.servlet.view.BeanNameViewResolver"/>
    <bean name="jsonTemplate" class="org.springframework.web.servlet.view.json.MappingJackson2JsonView"/>

</beans>

但是，Spring Boot 项目，我们只需要添加相关依赖，无需配置，通过启动下面的 main 方法即可。

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

并且，我们通过 Spring Boot 的全局配置文件 application.properties或application.yml即可对项目进行设置比如更换端口号，配置 JPA 属性等等。

为什么 Spring Boot 使用起来这么酸爽呢？ 这得益于其自动装配。自动装配可以说是 Spring Boot 的核心，那究竟什么是自动装配呢？

什么是Spring Boot自动装配？

我们提到自动装配的时候，一般会和Spring Boot联系起来。但是实际上Spring Framework早就实现了这个功能。Spring Boot只是在其基础上，通过SPI的方式，做了进一步优化。

SpringBoot做了一套接口规范，规范规定：SpringBoot在启动时会扫描外部引用jar包中的META-INF/spring.factories，将文件中配置的类型信息加载到Spring容器（此处设计到JVM类加载机制和Spring的容器知识），并执行类中定义的各种操作。对于外部jar来说，只需要按照SpringBoot定义的标准，就能将自己的功能装配进SpringBoot。

没有 Spring Boot 的情况下，如果我们需要引入第三方依赖，需要手动配置，非常麻烦。但是，Spring Boot 中，我们直接引入一个 starter 即可。比如你想要在项目中使用 redis 的话，直接在项目中引入对应的 starter 即可。

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

引入 starter 之后，我们通过少量注解和一些简单的配置就能使用第三方组件提供的功能了。

在我看来，自动装配可以简单理解为：通过注解或者一些简单的配置就能在 Spring Boot 的帮助下实现某块功能。

Spring Boot如何实现自动装配？

我们先看一下 SpringBoot 的核心注解 SpringBootApplication 。

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
<1.>@SpringBootConfiguration
<2.>@ComponentScan
<3.>@EnableAutoConfiguration
public @interface SpringBootApplication {

}

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration //实际上它也是一个配置类
public @interface SpringBootConfiguration {
}

大概可以把 @SpringBootApplication看作是 @Configuration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan 注解的集合。根据 SpringBoot 官网，这三个注解的作用分别是：

• @EnableAutoConfiguration：启用 SpringBoot 的自动配置机制
• @Configuration：允许在上下文中注册额外的 bean 或导入其他配置类
• @ComponentScan：扫描被@Component (@Service，@Controller)注解的 bean，注解默认会扫描启动类所在的包下所有的类 ，可以自定义不扫描某些 bean。如下图所示，容器中将排除TypeExcludeFilter和AutoConfigurationExcludeFilter。

@EnableAutoConfiguration 是实现自动装配的重要注解，我们以这个注解入手。

@EnableAutoConfiguration:实现自动装配的核心注解

EnableAutoConfiguration 只是一个简单地注解，自动装配核心功能的实现实际是通过 AutoConfigurationImportSelector类。

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage //作用：将main包下的所有组件注册到容器中
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) //加载自动装配类 xxxAutoconfiguration
public @interface EnableAutoConfiguration {
    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

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

    String[] excludeName() default {};
}

我们现在重点分析下AutoConfigurationImportSelector 类到底做了什么？

AutoConfigurationImportSelector:加载自动装配类

AutoConfigurationImportSelector类的继承体系如下：

public class AutoConfigurationImportSelector implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware, ResourceLoaderAware, BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered {

}

public interface DeferredImportSelector extends ImportSelector {

}

public interface ImportSelector {
    String[] selectImports(AnnotationMetadata var1);
}

可以看出，AutoConfigurationImportSelector 类实现了 ImportSelector接口，也就实现了这个接口中的 selectImports方法，该方法主要用于获取所有符合条件的类的全限定类名，这些类需要被加载到 IoC 容器中。

private static final String[] NO_IMPORTS = new String[0];

public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        // <1>.判断自动装配开关是否打开
        if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
            return NO_IMPORTS;
        } else {
          //<2>.获取所有需要装配的bean
            AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);
            AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = this.getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata, annotationMetadata);
            return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
        }
    }

这里我们需要重点关注一下getAutoConfigurationEntry()方法，这个方法主要负责加载自动配置类的。

该方法调用链如下：

现在我们结合getAutoConfigurationEntry()的源码来详细分析一下：

private static final AutoConfigurationEntry EMPTY_ENTRY = new AutoConfigurationEntry();

AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata, AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        //<1>.
        if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
            return EMPTY_ENTRY;
        } else {
            //<2>.
            AnnotationAttributes attributes = this.getAttributes(annotationMetadata);
            //<3>.
            List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
            //<4>.
            configurations = this.removeDuplicates(configurations);
            Set<String> exclusions = this.getExclusions(annotationMetadata, attributes);
            this.checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
            configurations.removeAll(exclusions);
            configurations = this.filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
            this.fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
            return new AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
        }
    }

第 1 步:

判断自动装配开关是否打开。默认spring.boot.enableautoconfiguration=true，可在 application.properties 或 application.yml 中设置

第 2 步：

用于获取EnableAutoConfiguration注解中的 exclude 和 excludeName。

第 3 步

获取需要自动装配的所有配置类，读取META-INF/spring.factories

spring-boot/spring-boot-project/spring-boot-autoconfigure/src/main/resources/META-INF/spring.factories

从下图可以看到这个文件的配置内容都被我们读取到了。XXXAutoConfiguration的作用就是按需加载组件。

不光是这个依赖下的META-INF/spring.factories被读取到，所有 Spring Boot Starter 下的META-INF/spring.factories都会被读取到。

所以，你可以清楚滴看到， druid 数据库连接池的 Spring Boot Starter 就创建了META-INF/spring.factories文件。

如果，我们自己要创建一个 Spring Boot Starter，这一步是必不可少的。

第 4 步：

到这里可能面试官会问你:“spring.factories中这么多配置，每次启动都要全部加载么？”。

很明显，这是不现实的。我们 debug 到后面你会发现，configurations 的值变小了。

因为，这一步有经历了一遍筛选，@ConditionalOnXXX 中的所有条件都满足，该类才会生效。

@Configuration
// 检查相关的类：RabbitTemplate 和 Channel是否存在
// 存在才会加载
@ConditionalOnClass({ RabbitTemplate.class, Channel.class })
@EnableConfigurationProperties(RabbitProperties.class)
@Import(RabbitAnnotationDrivenConfiguration.class)
public class RabbitAutoConfiguration {
}

有兴趣的童鞋可以详细了解下 Spring Boot 提供的条件注解

• @ConditionalOnBean：当容器里有指定 Bean 的条件下
• @ConditionalOnMissingBean：当容器里没有指定 Bean 的情况下
• @ConditionalOnSingleCandidate：当指定 Bean 在容器中只有一个，或者虽然有多个但是指定首选 Bean
• @ConditionalOnClass：当类路径下有指定类的条件下
• @ConditionalOnMissingClass：当类路径下没有指定类的条件下
• @ConditionalOnProperty：指定的属性是否有指定的值
• @ConditionalOnResource：类路径是否有指定的值
• @ConditionalOnExpression：基于 SpEL 表达式作为判断条件
• @ConditionalOnJava：基于 Java 版本作为判断条件
• @ConditionalOnJndi：在 JNDI 存在的条件下差在指定的位置
• @ConditionalOnNotWebApplication：当前项目不是 Web 项目的条件下
• @ConditionalOnWebApplication：当前项目是 Web 项 目的条件下

如何实现一个自己的starter

【提问】Could not autowire. No beans of ‘XXX’ type found.-Spring专区论坛-技术-SpringForAll社区 (spring4all.com)

徒手撸一个 Spring Boot 中的 Starter ，解密自动化配置黑魔法！ (qq.com)

代码仓库地址

定义

所谓的 Starter ，其实就是一个普通的 Maven 项目，因此我们自定义 Starter ，需要首先创建一个普通的 Maven 项目，创建完成后，添加 Starter 的自动化配置类即可，如下：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>

配置完成后，我们首先创建一个 HelloProperties 类，用来接受 application.properties 中注入的值，如下：

package org.javaboy.mystarter;

import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;

@ConfigurationProperties(prefix = "javaboy")
public class HelloProperties {
    private static final String DEFAULT_NAME = "江南一点雨";
    private static final String DEFAULT_MSG = "牧码小子";
    private String name = DEFAULT_NAME;
    private String msg = DEFAULT_MSG;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getMsg() {
        return msg;
    }
    public void setMsg(String msg) {
        this.msg = msg;
    }
}

这个配置类很好理解，将 application.properties 中配置的属性值直接注入到这个实例中， @ConfigurationProperties 类型安全的属性注入，即将 application.properties 文件中前缀为 javaboy 的属性注入到这个类对应的属性上， 最后使用时候，application.properties 中的配置文件，大概如下：

javaboy:
  name: 三傻
  msg: 宝莱坞

配置完成 HelloProperties 后，接下来我们来定义一个 HelloService ，然后定义一个简单的 say 方法， HelloService 的定义如下：

package org.javaboy.mystarter;

public class HelloService {
    private String msg;
    private String name;
    public String sayHello() {
        return name + " say " + msg + " !";
    }
    public String getMsg() {
        return msg;
    }
    public void setMsg(String msg) {
        this.msg = msg;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

这个很简单，没啥好说的。

接下来就是我们的重轴戏，自动配置类的定义，用了很多别人定义的自定义类之后，我们也来自己定义一个自定义类。先来看代码吧，一会再慢慢解释：

package org.javaboy.mystarter;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnClass;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@EnableConfigurationProperties(HelloProperties.class)
@ConditionalOnClass(HelloService.class)
public class HelloServiceAutoConfiguration {
    @Autowired
    HelloProperties helloProperties;

    @Bean
    HelloService helloService() {
        HelloService helloService = new HelloService();
        helloService.setName(helloProperties.getName());
        helloService.setMsg(helloProperties.getMsg());
        return helloService;
    }
}

关于这一段自动配置，解释如下：

• 首先 @Configuration 注解表明这是一个配置类。
• @EnableConfigurationProperties 注解是使我们之前配置的 @ConfigurationProperties 生效，让配置的属性成功的进入 Bean 中。
• @ConditionalOnClass 表示当项目当前 classpath 下存在 HelloService 时，后面的配置才生效。
• 自动配置类中首先注入 HelloProperties ，这个实例中含有我们在 application.properties 中配置的相关数据。
• 提供一个 HelloService 的实例，将 HelloProperties 中的值注入进去。

做完这一步之后，我们的自动化配置类就算是完成了，接下来还需要一个 spring.factories 文件，那么这个文件是干嘛的呢？大家知道我们的 Spring Boot 项目的启动类都有一个 @SpringBootApplication 注解，这个注解的定义如下：

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM,
                classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
}

大家看到这是一个组合注解，其中的一个组合项就是 @EnableAutoConfiguration ，这个注解是干嘛的呢？

@EnableAutoConfiguration 表示启用 Spring 应用程序上下文的自动配置，该注解会自动导入一个名为 AutoConfigurationImportSelector 的类,而这个类会去读取一个名为 spring.factories 的文件, spring.factories 中则定义需要加载的自动化配置类，我们打开任意一个框架的 Starter ，都能看到它有一个 spring.factories 文件，例如 MyBatis 的 Starter 如下：

那么我们自定义 Starter 当然也需要这样一个文件，我们首先在 Maven 项目的 resources 目录下创建一个名为 META-INF 的文件夹，然后在文件夹中创建一个名为 spring.factories 的文件，文件内容如下：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=org.javaboy.mystarter.HelloServiceAutoConfiguration

在这里指定我们的==自动化配置类==的路径即可。

如此之后我们的自动化配置类就算完成了。

本地安装

如果在公司里，大伙可能需要将刚刚写好的自动化配置类打包，然后上传到 Maven 私服上，供其他同事下载使用，我这里就简单一些，我就不上传私服了，我将这个自动化配置类安装到本地仓库，然后在其他项目中使用即可。安装方式很简单，在 IntelliJ IDEA 中，点击右边的 Maven Project ，然后选择 Lifecycle 中的 install ，双击即可，如下：

双击完成后，这个 Starter 就安装到我们本地仓库了，当然小伙伴也可以使用 Maven 命令去安装。

至于编译出的jar包的三元组id是什么，依赖于我们的pom.xml文件里怎么写的，我的pom.xml文件里就是

使用Starter

接下来，我们来新建一个普通的 Spring Boot 工程，这个 Spring Boot 创建成功之后，加入我们自定义 Starter 的依赖，如下：

<dependency>
    <groupId>org.javaboy</groupId>
    <artifactId>mystarter</artifactId>
    <version>0.0.1</version>
</dependency>

此时我们引入了上面自定义的 Starter ，也即我们项目中现在有一个默认的 HelloService 实例可以使用，而且关于这个实例的数据，我们还可以在 application.properties 中进行配置，如下：

spring.autoconfigure.exclude=org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration

javaboy.name=niu
javaboy.msg=not afraid of hard

对于 Spring Boot 项目来说，默认情况下会自动配置一个嵌入式的 H2 数据库作为默认数据源。第一行是为了不使用数据库。

配置完成后，方便起见，我这里直接在单元测试方法中注入 HelloSerivce 实例来使用，代码如下

@SpringBootTest
class Springboot0101QuickstartApplicationTests {

    @Autowired
    HelloService helloService;
    @Test
    public void contextLoads() {
        System.out.println(helloService.sayHello());
    }

}

执行单元测试方法，打印日志如下：

至于中文乱码没解决，再说