java中SpringBoot 自动装配的原理分析

2022-12-13 575阅读

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关于SpringBoot的自动装配功能，相信是每一个Java程序员天天都会用到的一个功能，但是它究竟是如何实现的呢？今天阿粉来带大家看一下。

自动装配案例

首先我们通过一个案例来看一下自动装配的效果，创建一个SpringBoot的项目，在pom文件中加入下面的依赖。

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

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

其中web的依赖表示我们这是一个web项目，redis的依赖就是我们这边是要验证的功能依赖。随后在application.properties配置文件中增加redis的相关配置如下

spring.redis.host=localhost
spring.redis.port=6379
spring.redis.password=123456

再编写一个Controller和Service类，相关代码如下。

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.service.HelloService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {

  @Autowired
  private HelloService helloService;
  
  @GetMapping(value = "/hello")
  public String hello(@RequestParam("name") String name) {
return helloService.sayHello(name);
  }

}

service代码如下

package com.example.demo.service;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class HelloService {

  @Autowired
  RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

  public String sayHello(String name) {
String result = doSomething(name);
redisTemplate.opsForValue().set("name", result);
result = redisTemplate.opsForValue().get("name");
return "hello: " + result;
  }

  private String doSomething(String name) {
return name + " 欢迎关注 Java 极客技术";
  }

}

启动项目，然后我们通过访问http://127.0.0.1:8080/hello?name=ziyou，可以看到正常访问。接下来我们再通过Redis的客户端，去观察一下数据是否正确的写入到Redis中，效果跟我们想象的一致。

自动装配分析

看到这里很多小伙伴就会说，这个写法我天天都在使用，用起来是真的爽。虽然用起来是很爽，但是大家有没有想过一个问题，那就是在我们的HelloService中通过@Autowired注入了一个RedisTemplate类，但是我们的代码中并没有写过这个类，也没有使用类似于@RestController，@Service这样的注解将RedisTemplate注入到Spring IoC容器中，那为什么我们就可以通过@Autowired注解从IoC容器中获取到RedisTemplate这个类呢？这里就是常说的自动装配的功能了。

首先我们看下项目的启动类，

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

@SpringBootApplication
@ComponentScan(value = "com.example.demo.*")
public class DemoApplication {

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

在启动类上面有一个@SpringBootApplication注解，我们点进去可以看到如下内容

@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 {
   // 省略
}

在这个注解中，其中有一个@EnableAutoConfiguration注解，正是因为有了这样一个注解，我们才得以实现自动装配的功能。继续往下面看。

@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 {};
}

可以看到@EnableAutoConfiguration注解中有一个@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})，导入了一个AutoConfigurationImportSelector类，该类间接实现了ImportSelector接口，实现了一个String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata);方法，这个方法的返回值是一个字符串数组，对应的是一系列主要注入到Spring IoC容器中的类名。当在@Import中导入一个ImportSelector的实现类之后，会把该实现类中返回的Class名称都装载到IoC容器中。

一旦被装载到IoC容器中过后，我们在后续就可以通过@Autowired来进行使用了。接下来我们看下selectImports方法里面的实现，当中引用了getCandidateConfigurations方法，其中的ImportCandidates.load方法我们可以看到是通过加载String location = String.format("META-INF/spring/%s.imports", annotation.getName());对应路径下的org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件，其中就包含了很多自动装配的配置类。

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
List<String> configurations = new ArrayList(SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader()));
ImportCandidates.load(AutoConfiguration.class, this.getBeanClassLoader()).forEach(configurations::add);
Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories nor in META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
return configurations;
}

我们可以看到这个文件中有一个RedisAutoConfiguration配置类，在这个配置中就有我们需要的RedisTemplate类的Bean，同时也可以看到，在类上面有一个@ConditionalOnClass({RedisOperations.class})注解，表示只要在类路径上有RedisOperations.class这个类的时候才会进行实例化。这也就是为什么只要我们添加了依赖，就可以自动装配的原因。