Spring杂谈之SpringBoot自动配置原理
上篇我们学习了SpringBoot中的配置文件及外部化配置，了解了SpringBoot对于配置文件的功能支持与增
强，本篇我们将要来学习SpringBoot的自动配置原理及手动实现自动配置
数据库依赖引起的bug
我们很多人在第一次使用SpringBoot的时候，往往对其原理认知不足，或者简单的了解以后就开始入门使用，往往最常见的就是使用SpringBoot添加一个持久化框架的依赖，用来尝试操作数据库，比如:
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>
接着我们启动SpringBoot，异常出现了，SpringBoot居然启动不了？
SpringBoot启动报错.png
看报错信息，似乎是我没有配置url导致数据源注入失败，但是我仅仅是引入了一个依赖，什么操作也没有啊？看来SpringBoot帮我们引入的db框架尝试进行自动注入了，我们在Spring中如何配置一个数据源的呢？
<bean id="dataSource" class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource"
destroy-method="close">
<property name="driverClass" value="${driverClass}"/>
<property name="jdbcUrl" value="${jdbcUrl}"/>
<property name="user" value="${user}"/>
<property name="password" value="${password}"/>
</bean>
那么岂不是代表着，我们仅仅引入一个spring-boot-starter-jdbc 的依赖，SpringBoot帮我们自动配置了一个dataSource的bean？百度了一下，我们知道，可以在springboot启动类中排除datasource自动配置类来解决此问题，如下:
@SpringBootApplication(exclude = DataSourceAutoConfiguration.class)
这样就可以使得SpringBoot启动的时候不去自动配置数据源，但是SpringBoot是如何实现的自动配置呢？
SpringBoot中配置Bean的几种方式
在思考这个问题之前，我们先来看看，在SpringBoot中我们如果要配置一个Bean,有哪几种方式：
@Service/@Component
在SpringBoot中不建议使用xml配置创建实例Bean,而在Spring中我们知道，如果不使用xml配置，我们往往可以在一个类上使用@Service或者@Component注解，Spring启动的时候，Spring容器会自动扫描带有此注解的类，并且注册该类的实例到Spring容器中，在SpringBoot也完全支持此种方式
@Configuration /@Bean
在SpringBoot中使用了注解驱动的方式，可以给类添加@Configuration注解标记此类为配置类，也可以给类添加@Bean注解，代表创建当前实例bean到ioc容器中，需要注意的是使用@Configuration注解需要配置在SpringBoot启动类所在的包下或者其子包下，否则将无法被扫描装载进入容器中，使用此方式创建bean如下:
@Configuration
public class BeanConfig {
@Bean
public ClockService clockService() {
return new ClockService();
}
}
@Import注解
相信在使用SpringBoot过程中经常会发现@EnableScheduling 、@EnableCaching 等注解，如果我们点进此类注解查看源码，发现使用的都是@Import注解来实现某个功能开启的，使用此注解也可以在SpringBoot注入的时候导入一个Bean，例如:
@SpringBootApplication(exclude = DataSourceAutoConfiguration.class)
@Import(ClockService.class)
public class AutoConfDemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(AutoConfDemoApplication.class, args);
}
}
xml配置/@Conditional
除此之外，SpringBoot依赖保留了Spring的xml配置方式，并且SpringBoot使用了注解驱动开发的方式，同时也可以使用@Conditional开头的条件过滤注解来配置不同的bean
自动配置源码分析
了解了SpringBoot中的bean配置以后，我们来看看springboot最核心的注解 @SpringBootApplication ，我们知道每个SpringBoot得启动类上都会标注这个注解，代表此类为主要运行类，似乎加上了这个注解以后，我们的一些bean就能自动的配置注入进ioc容器中了，到底是如何实现的呢？我们来点开此注解，看看内部的实现:
SpringBootApplication注解.png
可以看到@Import注解给我们导入了一个AutoConfigurationImportSelector类，这个类从名字上看起来就和自动配置选择有关系,我们继续点进去看看，发现了一个很重要的方法--selectImports ,如下:
selectImports方法.png
可以看到其中有一个getCandidateConfigurations的方法，看名称我们可以猜到此方法负责获取所有的自动配置的信息，而此方法的代码如图:
getCandidateConfigurations方法.png
可以看到SpringBoot调用了SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames方法获取其中的所有的名称列表，而此方法中我们可以看到一个查找路径的常量:
public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";
SpringBoot会查找当前工程包括所有依赖的jar的META-INF路径下的
spring.factories文件，似乎所有的自动配置的类都是从这里读取来的，而加载的过程代码如下：
private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) { // 若缓存里有直接返回缓存的值
MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
if (result != null) {
return result;
}
try {
// 类加载器对象存在则用这个加载器获取上面说的常量路径里的资源，不存在则用系统类加载器去获取
Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) ://当前classloader是appclassloader，getResources能获取所有依赖jar里面的META-INF/spring.factories的完整路径
ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
result = new LinkedMultiValueMap<>();
while (urls.hasMoreElements()) { // 遍历上述返回的url集合
URL url = urls.nextElement(); // URL类可以获取来自流，web，甚至jar包里面的资源
UrlResource resource = new UrlResource(url);
Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) { // 解析spring.factories文件
List<String> factoryClassNames = Arrays.asList(
StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue()));
// spring.facories中配置的不仅仅有自动配置相关的内容，还有其他比如ApplicationContextInitializer等等各种springboot启动的时候，初始化spring环境需要的配置,自动配置只是其中一项。这个cache也是在springboot启动阶段赋值的
result.addAll((String) entry.getKey(), factoryClassNames);
}
}
cache.put(classLoader, result);
return result;
}
catch (IOException ex) {
throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
}
}
看到这里我们进入当前项目的maven本地仓库，找到我们之前的spring-boot-starter-jdbcjar，解压以后的确有一个META-INF目录，但是目录里并没有spring.factories文件，只有一个spring.provides 文件，当我们打开此文件后以后，发现里面并没有我们想象的自动配置相关的类信息，如图:
spring.provides文件.png
这里的provides提供者是什么意思？难道是后面的三个名称是jar的名称？spring-boot-starter-jdbc.jar会帮我们自动的下载依赖这三个jar，所以我们想要的spring.factories文件就在这几个jar里面？当我们查看仓库的时候，的确发现了这几个jar，但是很遗憾，这几个jar仅仅就是基础jar，并不包含这些文件，那么，spring.factories文件在哪？还记得我们给SpringBoot启动类上标记了exclude = DataSourceAutoConfiguration.class ，就可以排除了jdbc数据源自动配置带来的问题了，那我们去看看这里有什么线索吧，点开DataSourceAutoConfiguration类，我们可以看到有一个@Conditional族的组合条件注解，限制为当DataSource.class, EmbeddedDatabaseType.class被classloader加载，则这个配置类生效 ,那么当我们加入spring-boot-starter-jdbc以后，会帮我们自动依赖相关的三个jar，这个时候，这些class也会被加载进去，此条件就满足了，自然就触发了自动配置，那么，这个自动配置自然由SpringBoot提供的了，我们查看SpringBoot的star，终于找到了META-INF/spring.factories文件，打开内容如下:
spring.factories.png
至此我们的猜想已经得到验证，SpringBoot的自动配置是依靠读取META-INF/spring.factories文件的内容进行配置，并且根据@Conditional族的条件注解，进行限制是否自动配置，从而实现动态的配置与排除bean的功能
动手实现自己的自动配置
了解了自动配置的原理，我们不禁有了想自己实现一个自动配置的想法，首先我们来整理一下自动配置所需要的步骤:
1.编写Java Config类，使用@Configuration注解来进行bean自动配置的条件选择
2.编写META-INF/spring.factories文件，将我们需要自动配置的类编写进去，使得SpringBoot在读取的时候能将此类加载进去
首先我们创建一个自动配置的Maven工程，名称为--gank-spring-boot-autoconfigure，在此工程的pom中我们只要依赖Springboot的自动配置相关jar以及我们需要被自动配置进去的类所在的jar，pom依赖如下:
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
</dependency>
<!--将需要被自动配置进去的类所在的jar依赖进来-->
<dependency>
<groupId>gank.spring.hello</groupId>
<artifactId>gank</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>
</dependencies>
这里我们实现了一个简单的被自动配置的jar--gank，只有一个GankApplicationRunner类，代码如下:
@Slf4j
public class GankApplicationRunner implements ApplicationRunner {
public GankApplicationRunner() {
log.info("初始化 GankApplicationRunner.");
}
public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
log.info("Hello Spring! ");
}
}
依赖和被配置的jar都做好了，我们可以开始编写java Config类了，在
gank-spring-boot-autoconfigure中，我们创建了GankAutoConfiguration配置类,代码如下:
@Configuration
@ConditionalOnClass(GankApplicationRunner.class)
public class GankAutoConfiguration {
@Bean
@ConditionalOnMissingBean(GankApplicationRunner.class)
//配置文件中gank.enabled的值为true才创建，不存在默认为true
@ConditionalOnProperty(name = "gank.enabled", havingValue = "true", matchIfMissing = true)
public GankApplicationRunner gankApplicationRunner() {
return new GankApplicationRunner();
}
}
这里我们需要满足条件，即不存在GankApplicationRunner类实例，并且配置中的gank.enabled参数为true，我们才会进行GankApplicationRunner的bean创建，自动配置类编写完毕后，我们在resources目录下，创建META-INF资源包，并且在该目录下创建spring.factories文件，将我们刚才编写的GankAutoConfiguration配置类编写上去，如下:
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
gank.spring.hello.GankAutoConfiguration
至此，我们的自动配置包编写完成，接下来我们创建一个Spingboot-demo工程，pom依赖中我们将刚才的创建的两个工程进行依赖,pom配置如下:
<dependency>
<groupId>gank.spring.hello</groupId>
<artifactId>gank-spring-boot-autoconfigure</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>gank.spring.hello</groupId>
<artifactId>gank</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
在这里，我们给application.properties文件中配置一下:
#这里不配置默认也是true
gank.enabled=true
接着，我们启动当前的demo工程，当SpringBoot启动完毕，我们查看控制台，就会发现我们编写的log已经输出，可见自动动手编写的自动配置已经实现！
注：这里需要注意一下，demo工程的启动类所在的包名一定要和gank-spring-boot-autoconfigure工程的一样，或者是其父包名，否则配置类无法生效
