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一文彻底弄懂spring boot自动转配的过程

2024-10-27 18:00:03极客资料围观14

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Spring Boot 的自动配置机制是它的重要特性之一,极大地简化了 Spring 应用的配置工作。自动配置的核心思想是基于类路径中的依赖、环境配置以及自定义代码进行智能化配置,避免了开发者手动编写大量的样板代码。

接下来,我将详细介绍 Spring Boot 自动配置的过程,核心原理以及涉及的关键组件,并结合源码进行深入解析。

一、Spring Boot 自动配置的工作流程

  1. @SpringBootApplication 注解
    自动配置的起点通常是 @SpringBootApplication 注解,它是一个组合注解,包含了三个重要注解:

    • @SpringBootConfiguration:标记为一个 Spring 配置类,类似于 @Configuration
    • @EnableAutoConfiguration:启用 Spring Boot 的自动配置机制。
    • @ComponentScan:扫描当前包及其子包下的所有 Spring 组件。

    其中 @EnableAutoConfiguration 是自动配置的核心,它引导自动配置机制。

  2. @EnableAutoConfigurationAutoConfigurationImportSelector
    @EnableAutoConfiguration 注解的作用是告诉 Spring Boot 启动时自动配置 Spring 应用上下文。该注解引入了 AutoConfigurationImportSelector,这是自动配置的核心处理器。

    @Target(ElementType.TYPE)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Inherited
    @AutoConfigurationPackage
    @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
    public @interface EnableAutoConfiguration {
    }
    

    AutoConfigurationImportSelector 类会从配置文件中(通常是 spring.factories)读取所有的自动配置类,并将它们导入到应用上下文中。

  3. spring.factories 文件
    自动配置类是通过 spring-boot-autoconfigure 模块的 META-INF/spring.factories 文件来配置的。这个文件中列出了所有可以被自动加载的配置类:

    org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
    org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration,\
    org.springframework.boot.autoconfigure.orm.jpa.HibernateJpaAutoConfiguration,\
    org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.DispatcherServletAutoConfiguration,\
    ...
    

    这些配置类会在 Spring Boot 启动时根据当前环境条件被选择性加载。

  4. 条件装配(@Conditional 系列注解)
    Spring Boot 并不是盲目地加载所有的自动配置类。每个自动配置类通常都会使用 @Conditional 系列注解来进行有条件的加载。最常见的条件注解有:

    • @ConditionalOnClass:当类路径中存在某个类时才生效。
    • @ConditionalOnMissingBean:当 Spring 上下文中不存在某个 Bean 时才生效。
    • @ConditionalOnProperty:当某个配置属性满足特定条件时才生效。
    • @ConditionalOnBean:当 Spring 上下文中存在某个 Bean 时才生效。

    例如,DataSourceAutoConfiguration 只有在项目中存在数据源相关的依赖(如 javax.sql.DataSource 类)时才会被加载。

  5. 自动配置类示例:DataSourceAutoConfiguration

    Spring Boot 中 DataSourceAutoConfiguration 是配置数据源的自动配置类,它的源码如下:

    @Configuration
    @ConditionalOnClass(DataSource.class)
    @EnableConfigurationProperties(DataSourceProperties.class)
    @Import({DataSourcePoolMetadataProvidersConfiguration.class,
             DataSourceInitializationConfiguration.class})
    public class DataSourceAutoConfiguration {
    
        @Bean
        @ConditionalOnMissingBean
        public DataSource dataSource(DataSourceProperties properties) {
            // 创建并返回 DataSource 对象
            return properties.initializeDataSourceBuilder().build();
        }
    }
    
    • @ConditionalOnClass(DataSource.class):只有当类路径下存在 DataSource 类时,才进行数据源的自动配置。
    • @ConditionalOnMissingBean:如果 Spring 上下文中没有其他 DataSource Bean,则自动配置一个。

    这种基于条件的配置方式确保了 Spring Boot 的灵活性,允许用户通过覆盖默认 Bean 或不满足条件的方式跳过某些自动配置。

二、Spring Boot 自动配置的核心步骤

  1. 收集自动配置类
    启动时,AutoConfigurationImportSelectorspring.factories 文件中读取所有的自动配置类,并通过 @Import 导入这些类。
  2. 条件检查
    自动配置类的加载不是无条件的,Spring Boot 会根据 @Conditional 注解进行条件检查,确保只有符合条件的自动配置类才会生效。
  3. 注入所需的 Bean
    一旦自动配置类通过条件检查,Spring Boot 就会根据这些配置类注册所需的 Bean。例如,DataSourceAutoConfiguration 会自动配置数据源相关的 Bean。
  4. 允许用户覆盖自动配置
    自动配置并不是强制的。用户可以通过显式声明自己的 Bean 来覆盖自动配置的默认行为。例如,如果用户在自己的配置类中定义了 DataSource,那么 Spring Boot 就不会再自动配置数据源。

三、Spring Boot 自动配置的实际案例

  1. Web 应用自动配置
    在 Spring Boot Web 应用中,DispatcherServletAutoConfiguration 负责自动配置 Spring MVC 的核心组件,例如 DispatcherServletRequestMappingHandlerMapping 等。

    • 如果项目中存在 spring-web 依赖,那么 DispatcherServletAutoConfiguration 会自动加载。
    • 如果没有手动定义 DispatcherServlet,Spring Boot 会自动创建一个 DispatcherServlet 并配置到 Spring 容器中。
  2. 数据库连接池自动配置
    Spring Boot 还会自动配置数据库连接池(如 HikariCP、Tomcat JDBC 等),这依赖于项目中的 spring-boot-starter-data-jpa 或者 spring-boot-starter-jdbc 依赖。

    • DataSourceAutoConfigurationDataSourceProperties 共同负责自动配置数据源。
    • 如果类路径中存在连接池类(如 HikariDataSource),那么 Spring Boot 就会自动配置连接池。

    同时,用户可以通过 application.properties 文件来自定义连接池配置:

    spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
    spring.datasource.username=root
    spring.datasource.password=secret
    spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=10
    
  3. Spring Security 自动配置
    当引入 spring-boot-starter-security 依赖时,Spring Boot 会自动配置安全机制,默认提供 HTTP Basic 认证机制。

    • SecurityAutoConfiguration 负责自动配置 Spring Security 的基础设施。
    • 如果需要定制安全策略,可以通过自定义 WebSecurityConfigurerAdapter 来覆盖默认配置。

四、Spring Boot 自动配置的好处

  1. 极大地简化配置工作:开发者不再需要为每个基础设施组件编写配置代码,自动配置机制根据项目依赖自动注入所需的 Bean。
  2. 灵活性:自动配置并不会束缚开发者。开发者可以通过自定义配置轻松覆盖默认的自动配置。
  3. 约定优于配置:Spring Boot 遵循 "约定优于配置" 的原则,只需少量的配置,Spring Boot 就能完成复杂的初始化工作。

五、Spring Boot 自动配置与 Spring 自动装配的区别

  • Spring 自动装配:指通过 @Autowired 等注解,根据类型自动注入依赖 Bean。它侧重于注入已经配置好的 Bean。
  • Spring Boot 自动配置:是根据类路径中的依赖和环境信息自动配置 Spring 组件的过程。它负责创建并配置所需的基础设施 Bean。

总结来说,Spring Boot 的自动配置机制通过 @EnableAutoConfiguration 启动,基于 spring.factories 中的配置和 @Conditional 条件判断,自动注入所需的 Bean,简化了开发者的配置工作,同时保留了灵活的定制能力。


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