springboot的启动流程及原理_精馏的原理及流程

springboot的启动流程及原理_精馏的原理及流程1.springboot的启动类入口@SpringBootApplication@ComponentScan(basePackages={“cn”})publicclassSpringBootDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){SpringApplication.run(SpringBootDemo.class);}}可以看出,Annotation定义(@SpringBootApplicati

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1.springboot的启动类入口

@SpringBootApplication
@ComponentScan(basePackages ={"cn"})
public class SpringBootDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringBootDemo.class);
    }
}

可以看出,Annotation定义(@SpringBootApplication)和类定义(SpringApplication.run)最为耀眼,所以要揭开SpringBoot的神秘面纱,我们要从这两位开始就可以了。

2.SpringBootApplication组成构建

@Target(ElementType.TYPE) // 注解的适用范围,其中TYPE用于描述类、接口(包括包注解类型)或enum声明
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 注解的生命周期,保留到class文件中(三个生命周期)
@Documented // 表明这个注解应该被javadoc记录
@Inherited // 子类可以继承该注解
@SpringBootConfiguration // 继承了Configuration,表示当前是注解类
@EnableAutoConfiguration // 开启springboot的注解功能,springboot的四大神器之一,其借助@import的帮助
@ComponentScan(excludeFilters = { // 扫描路径设置
@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
...
} 

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在其中比较重要的有三个注解,分别是:

  1)@SpringBootConfiguration // 继承了Configuration,表示当前是注解类

  2)@EnableAutoConfiguration // 开启springboot的注解功能,springboot的四大神器之一,其借助@import的帮助

  3)@ComponentScan(excludeFilters = { // 扫描路径设置(具体使用待确认)

   接下来对三个注解一一详解,增加对springbootApplication的理解:

1)@Configuration注解

 按照原来xml配置文件的形式,在springboot中我们大多用配置类来解决配置问题

   配置bean方式的不同: 

    a)xml配置文件的形式配置bean

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"
default-lazy-init="true">
<!--bean定义-->
</beans>

 b)java configuration的配置形式配置bean

@Configuration
public class MockConfiguration{
    //bean定义
}

注入bean方式的不同:

    a)xml配置文件的形式注入bean

<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
...
</bean>

b)java configuration的配置形式注入bean

@Configuration
public class MockConfiguration{
    @Bean
    public MockService mockService(){
        return new MockServiceImpl();
    }
}

任何一个标注了@Bean的方法,其返回值将作为一个bean定义注册到Spring的IoC容器,方法名将默认成该bean定义的id。

  表达bean之间依赖关系的不同:

    a)xml配置文件的形式表达依赖关系

<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
  <propery name ="dependencyService" ref="dependencyService" />
</bean>
<bean id="dependencyService" class="DependencyServiceImpl">
</bean>

 b)java configuration配置的形式表达依赖关系(重点)

如果一个bean A的定义依赖其他bean B,则直接调用对应的JavaConfig类中依赖bean B的创建方法就可以了

@Configuration
public class MockConfiguration{
  @Bean
  public MockService mockService(){
      return new MockServiceImpl(dependencyService());
  }
  @Bean
  public DependencyService dependencyService(){
      return new DependencyServiceImpl();
  }
}

2) @ComponentScan注解

作用:a)对应xml配置中的元素;

     b) (重点)ComponentScan的功能其实就是自动扫描并加载符合条件的组件(比如@Component和@Repository等)或者bean定义;

     c) 将这些bean定义加载到IoC容器中.

   我们可以通过basePackages等属性来细粒度的定制@ComponentScan自动扫描的范围,如果不指定,则默认Spring框架实现会从声明@ComponentScan所在类的package进行扫描。

  注:所以SpringBoot的启动类最好是放在root package下,因为默认不指定basePackages

3) @EnableAutoConfiguration 

此注解顾名思义是可以自动配置,所以应该是springboot中最为重要的注解。

@EnableAutoConfiguration的理念和做事方式其实一脉相承简单概括一下就是,借助@Import的支持,收集和注册特定场景相关的bean定义。  

 @EnableAutoConfiguration也是借助@Import的帮助,将所有符合自动配置条件的bean定义加载到IoC容器。

@EnableAutoConfiguration作为一个复合Annotation,其自身定义关键信息如下:

@SuppressWarnings("deprecation")
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage【重点注解】
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)【重点注解】
public @interface EnableAutoConfiguration {
...
}

其中最重要的两个注解已经标注:

1、@AutoConfigurationPackage【重点注解】

2、@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)【重点注解】

3、当然还有其中比较重要的一个类就是:AutoConfigurationImportSelector.class

AutoConfigurationPackage注解 

@Target(ElementType.TYPE)

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Documented

@Inherited

@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)

public @interface AutoConfigurationPackage {



}

 通过@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)


//注册当前启动类的根package;
//注册org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationPackages的BeanDefinition。
static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {

		@Override
		public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
			register(registry, new PackageImports(metadata).getPackageNames().toArray(new String[0]));
		}

		@Override
		public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
			return Collections.singleton(new PackageImports(metadata));
		}

	}

Import(AutoConfigurationImportSelector.class)注解 

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重点)可以从图中看出  AutoConfigurationImportSelector 实现了 DeferredImportSelector 从 ImportSelector继承的方法:selectImports。 

@Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
            return NO_IMPORTS;
        }
        AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
                .loadMetadata(this.beanClassLoader);
        AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
        List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
                attributes);
        configurations = removeDuplicates(configurations);
        Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
        checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
        configurations.removeAll(exclusions);
        configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
        fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
        return StringUtils.toStringArray(configurations);
    }

第9行List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,attributes);其实是去加载各个组件jar下的   public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = “META-INF/spring.factories“;外部文件。

该方法在springboot启动流程——bean实例化前被执行,返回要实例化的类信息列表;

如果获取到类信息,spring可以通过类加载器将类加载到jvm中,现在我们已经通过spring-boot的starter依赖方式依赖了我们需要的组件,那么这些组件的类信息在select方法中就可以被获取到。

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
 List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
 Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
 return configurations;
 }

其返回一个自动配置类的类名列表,方法调用了loadFactoryNames方法,查看该方法 

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
 String factoryClassName = factoryClass.getName();
 return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
 }

自动配置器会跟根据传入的factoryClass.getName()到项目系统路径下所有的spring.factories文件中找到相应的key,从而加载里面的类。 

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(重点)其中,最关键的要属@Import(AutoConfigurationImportSelector.class),借助AutoConfigurationImportSelector@EnableAutoConfiguration可以帮助SpringBoot应用将所有符合条件(spring.factories)的bean定义(如Java Config@Configuration配置)都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。 

 SpringFactoriesLoader详解

借助于Spring框架原有的一个工具类:SpringFactoriesLoader的支持,@EnableAutoConfiguration可以智能的自动配置功效才得以大功告成!

SpringFactoriesLoader属于Spring框架私有的一种扩展方案,其主要功能就是从指定的配置文件META-INF/spring.factories加载配置,加载工厂类

SpringFactoriesLoader为Spring工厂加载器,该对象提供了loadFactoryNames方法,入参为factoryClassclassLoader即需要传入工厂类名称和对应的类加载器,方法会根据指定的classLoader,加载该类加器搜索路径下的指定文件,即spring.factories文件;

传入的工厂类为接口,而文件中对应的类则是接口的实现类,或最终作为实现类。

public final class SpringFactoriesLoader {



	public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
		Assert.notNull(factoryType, "'factoryType' must not be null");
		ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
		if (classLoaderToUse == null) {
			classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
		}
		List<String> factoryImplementationNames = loadFactoryNames(factoryType, classLoaderToUse);
		if (logger.isTraceEnabled()) {
			logger.trace("Loaded [" + factoryType.getName() + "] names: " + factoryImplementationNames);
		}
		List<T> result = new ArrayList<>(factoryImplementationNames.size());
		for (String factoryImplementationName : factoryImplementationNames) {
			result.add(instantiateFactory(factoryImplementationName, factoryType, classLoaderToUse));
		}
		AnnotationAwareOrderComparator.sort(result);
		return result;
	}


public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
		ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
		if (classLoaderToUse == null) {
			classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
		}
		String factoryTypeName = factoryType.getName();
		return loadSpringFactories(classLoaderToUse).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());
	}



}

配合@EnableAutoConfiguration使用的话,它更多是提供一种配置查找的功能支持,即根据@EnableAutoConfiguration的完整类名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration作为查找的Key,获取对应的一组@Configuration

 

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上图就是从SpringBoot的autoconfigure依赖包中的META-INF/spring.factories配置文件中摘录的一段内容,可以很好地说明问题。

(重点)所以,@EnableAutoConfiguration自动配置的魔法其实就变成了:

从classpath中搜寻所有的META-INF/spring.factories配置文件,并将其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration对应的配置项通过反射(Java Refletion)实例化为对应的标注了@Configuration的JavaConfig形式的IoC容器配置类,然后汇总为一个并加载到IoC容器

 

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 SpringBoot启动流程概览图

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