SpringBoot自动配置原理解析 | 京东物流技术团队

1: 什么是SpringBoot自动配置

首先介绍一下什么是SpringBoot，SpringBoost是基于Spring框架开发出来的功能更强大的Java程序开发框架，其最主要的特点是：能使程序开发者快速搭建一套开发环境。SpringBoot能将主流的开发框架（例如SpringMVC,Dubbo,Mybatis,Redis等），做到像Maven导入Jar包一样的简洁快速，做到开箱即用。其中最关键的技术就是SpringBoot定制的各种Starter，通Maven引入Starter就能快速搭建开发环境。

2: SpringBoot Starter自动装配案例

在以前单独使用SpringMVC Web编程框架时，我们需要单独配置_DispatcherServlet和Tomcat，使用SpringBoot之后，我们只需要引入SpringBoot-Starter-Web就能直接开始编写Controller等Web相关的代码，这就是SpringBoot为们提供的开箱即用的便捷能力，下面就以SpringBoot-Starter-Web_来说明SpringBoot自动配置的关键原理

3: SpringBoot自动装配案例源码解析

3.1 DispatcherServlet的自动配置原理

首先我们定位到SpringBoot自动配置的Maven依赖

<dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
        <version>${spring-boot.version}</version>
      </dependency>

在依赖的Jar包中我们可以在_META-INF/spring.factories_中找到自动配置类：

org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.DispatcherServletAutoConfiguration

在这个类中存在有一个静态内部类：

org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.DispatcherServletAutoConfiguration.DispatcherServletConfiguration

下图是这个配置类的主要源码和解析：

下面将上图中关键的注解功能，分别进行功能说明

3.1.1：@EnableConfigurationProperties({WebMvcProperties.class})注解解析

这个注解表示使_WebMvcProperties.class类上的@ConfigurationProperties这个注解生效，同时@ConfigurationProperties这个注解是将application.xml中以spring.mvc开头的配置参数自动注入到WebMvcProperties.class_类的字段中

3.1.2：@Conditional({DefaultDispatcherServletCondition.class}注解解析

该注解的原理就是将满足特定条件情况下的Bean自动加载到Spring容器中，该注解对应的Spring接口就是_org.springframework.context.annotation.Condition_这个接口

public interface Condition {
    boolean matches(ConditionContext var1, AnnotatedTypeMetadata var2);
}

3.1.3：@ConditionOnClass注解解析

_@ConditionOnClass这个注解是在当程序代码环境classpath下存在xxx.class的情况下条件成立，同时最终也会调用到matches_方法中，其中关键的源码如下：

protected static Class<?> resolve(String className, ClassLoader classLoader) throws ClassNotFoundException {
    return classLoader != null ? Class.forName(className, false, classLoader) : Class.forName(className);
}

从上面可以看到，代码利用_Class.forName方法加载classpath下的xxx.class类，如果加载成功条件就会成立。最后，在满足了所有**@ConditionOnal**注解条件后，SpringBoot就会自动为我们在Spring容器中注入DispatcherServlet了，无需单独配置了，直接引入spring-boot-starter-web_r即可开始使用web相关功能。

3.1.4：总结

我们以DispatcherServlet是如何自动配置到容器中为例，探究了SpringBoot Starter的自动配置原理，其中涉及了几个关键的注解和步骤：

第一步：涉及到了配置文件的读取和个性化配置，这里就涉及到了下面这两个注解

@ConfigurationProperties
@EnableConfigurationProperties

第二步：设计到了在什么条件下才自动配置的注解

@Conditional
@ConditionalOnClass

第三步：约定了自动配置类的加载路径

/META-INF/spring-factories
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=自动配置类全路径名称

在我们了解到了SpringBoot自动配置的原理之后，我们就可以自定义一个SpringBoot Starter来快速搭建我们的开发环境了

4:自定义一个打印输入输出日志的Starter

4.1 首先定义一个标记需要打印出入参日志的注解@PrintLog

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface PrintLog {
}

4.2 定义一个存放打印日志配置的实体类

//自动注入application配置文件中已log.switch开头的配置参数
@ConfigurationProperties("log.switch")
public class LogProperties {
    //是否启用打印日志功能
    private Boolean enabled = false;
    //是否打印调用者ip
    private Boolean printIp = false;
    //是否打印调用者url
    private Boolean printUrl = false
}

4.3 定义一个@PrintLog注解的切面类

@Aspect
public class LogAspect {
    private static final Log LOGGER = LogFactory.getLog(LogAspect.class);
    private LogProperties logProperties;
    
    @Pointcut("@annotation(com.zl.annotation.PrintLog)")
    public void Log(){}

    @Around("Log()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        HttpServletRequest request = attributes.getRequest();
        MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
        Method method = signature.getMethod();
        String methodName = method.getName();
        //打印调用url
        if (Boolean.TRUE.equals(logProperties.getPrintUrl())){
            LOGGER.info("URL:" + request.getRequestURL().toString());
        }
        //打印ip
        if (Boolean.TRUE.equals(logProperties.getPrintIp())) {
            LOGGER.info("IP :" + request.getRemoteAddr());
        }
        //打印方法
        LOGGER.info("method :" + methodName);
        //打印参数
        LOGGER.info("parameter :" + Arrays.toString(joinPoint.getArgs()));
        Object result = joinPoint.proceed();
        //打印返回结果
        LOGGER.info("return :" + JSON.toJSONString(result));
        return result;
    }
}

4.4 定义一个打印日志的自动配置类

@Configuration
@EnableConfigurationProperties({LogProperties.class})
//表示在application配置文件中必须配置log.switch.enabled = true才启动自动配置
@ConditionalOnProperty(prefix = "log.switch", value = "enabled", havingValue = "true")
public class LogAutoConfigure {
    @Bean
    //Advice.class是aop切面中关键的切面方法类(@Before，@After等)
    //程序中有Advice.class类说明需要使用切面功能，这时才加载自定义的切面类
    @ConditionalOnClass(Advice.class)
    public LogAspect webLogAspect(LogProperties logProperties){
        return new LogAspect(logProperties);
    }
}

@ConditionalOnProperty表示在application配置文件中必须存在相应的配置才能使条件成立

4.5 配置自定义配置类的加载路径

META-INF/spring.factories
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
  com.zl.autoConfigure.LogAutoConfigure

4.6 Maven打包部署

maven install

5:开始使用自定义的Starter

5.1 在项目中引入Starter

<dependency>
   <groupId>com.zl.demo</groupId>
   <artifactId>LogStarter</artifactId>
   <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

5.2 在application.yml中配置参数

log:
  switch:
    enabled: true //启用打印日志功能
    printIp: true //打印请求ip
    printUrl: true //打印请求url

经过上面两个步骤就，打印日志的功能就已经开启了，接下来就可以进行编码测试了

5.3 定义一个Controller并标上打印日志的注解

@RestController
@RequestMapping("/test")
public class HelloWorldController {
    @PrintLog
    @RequestMapping("/hello")
    public String helleWorld(String test){
        return "hello world!";
    }
}

5.4 启动项目开始测试

com.zl.aspect.LogAspect   : URL:http://localhost:8080/test/hello
com.zl.aspect.LogAspect   : IP :0:0:0:0:0:0:0:1
com.zl.aspect.LogAspect   : method :helleWorld
com.zl.aspect.LogAspect   : parameter :[test]
com.zl.aspect.LogAspect   : return :"hello world!"

可以看到上面的入参和返回值都已经打印出来了，说明了自定义的starter已经生效了。

6：总结

SpringBoot自动配置功能带给我们的是开箱即用，快速便捷的功能，自动配置为我们研发人员带来的优点，我主要总结为以下两点：

1：提高研发效率。我们可以快速构建开发环境，对于开发中使用到的开源组件和中间件，我们直接引入对应的Starter就可以直接开发了，例如Redis和Mybatis等，可以直接引入对应的_spring-boot-starter-data-redis就可以直接使用RedisTemplate来操作Redis了，这样可以极大的提高研发的效率，无需再进行复杂的起步配置了和各种版本依赖管理了。

2：标准模块复用。对于业务开发中的一些_标准模块，例如常用的一些三方服务，我们可以利用Starter直接配置好，在需要使用的项目中直接引入这个starter就可以立即使用了，无需再去引入Jar包和编写配置文件等，同样的，对于一些标准非业务强耦合的功能_，例如监控，鉴权等，也可以定义一个Starter，需要使用鉴权和监控功能的项目就可以直接复用了，无需再次开发。

作者：京东零售钟磊
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