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SpringBoot原理

时间：2024-10-16 21:52:43浏览次数：10  
标签：依赖 SpringBoot 配置 bean 注解 原理 public

1.配置优先级

SpringBoot项目当中支持的三类配置文件：

  • application.properties

  • application.yml

  • application.yaml

在SpringBoot项目当中，要想配置一个属性，可以通过这三种方式当中的任意一种来配置都可以，那么如果项目中同时存在这三种配置文件，且都配置了同一个属性，如：Tomcat端口号，到底哪一份配置文件生效呢？

  • application.properties

    server.port=8081

  • application.yaml

    server:
   port: 8082

  • application.yaml

server:
   port: 8082

 properties、yaml、yml三种配置文件同时存在进行测试

properties、yaml、yml三种配置文件，优先级顺序properties、yml、yaml.

注意事项：虽然springboot支持多种格式配置文件，但是在项目开发时，推荐统一使用一种格式的配置。（yml是主流）

 在SpringBoot项目当中除了以上3种配置文件外，SpringBoot为了增强程序的扩展性，除了支持配置文件的配置方式以外，还支持另外两种常见的配置方式：

  1.Java系统属性配置 （格式： -Dkey=value）

-Dserver.port=9000

2.命令行参数 （格式：--key=value）

--server.port=10010

那在idea当中运行程序时，如何来指定Java系统属性和命令行参数呢？

  • 编辑启动程序的配置信息

 重启服务，同时配置Tomcat端口(三种配置文件、系统属性、命令行参数)，测试哪个Tomcat端口号生效：

删除命令行参数配置，重启SpringBoot服务：

 优先级： 命令行参数 > 系统属性参数 > properties参数 > yml参数 > yaml参数

思考：如果项目已经打包上线了，这个时候我们又如何来设置Java系统属性和命令行参数呢？  

java -Dserver.port=9000 -jar XXXXX.jar --server.port=10010

下面我们来演示下打包程序运行时指定Java系统属性和命令行参数：

  1. 执行maven打包指令package，把项目打成jar文件

  2. 使用命令：java -jar 方式运行jar文件程序

 项目打包：

 

运行jar程序：

  • 同时设置Java系统属性和命令行参数

注意事项：

  • Springboot项目进行打包时，需要引入插件 spring-boot-maven-plugin (基于官网骨架创建项目，会自动添加该插件)

2.SpringBoot原理

  Spring是目前世界上最流行的Java框架，它可以帮助我们更加快速、更加容易的来构建Java项目。而在Spring家族当中提供了很多优秀的框架，而所有的框架都是基于一个基础框架的SpringFramework(也就是Spring框架)。而前面我们也提到，如果我们直接基于Spring框架进行项目的开发，会比较繁琐。

这个繁琐主要体现在两个地方：

  1. 在pom.xml中依赖配置比较繁琐，在项目开发时，需要自己去找到对应的依赖，还需要找到依赖它所配套的依赖以及对应版本，否则就会出现版本冲突问题。

  2. 在使用Spring框架进行项目开发时，需要在Spring的配置文件中做大量的配置，这就造成Spring框架入门难度较大，学习成本较高。

基于Spring存在的问题，官方在Spring框架4.0版本之后，又推出了一个全新的框架：SpringBoot。

通过 SpringBoot来简化Spring框架的开发(是简化不是替代)。我们直接基于SpringBoot来构建Java项目，会让我们的项目开发更加简单，更加快捷。

2.1 起步依赖

 假如我们没有使用SpringBoot，用的是Spring框架进行web程序的开发，此时我们就需要引入web程序开发所需要的一些依赖。

spring-webmvc依赖：这是Spring框架进行web程序开发所需要的依赖

servlet-api依赖：Servlet基础依赖

jackson-databind依赖：JSON处理工具包

如果要使用AOP，还需要引入aop依赖、aspect依赖

项目中所引入的这些依赖，还需要保证版本匹配，否则就可能会出现版本冲突问题。

如果我们使用了SpringBoot，就不需要像上面这么繁琐的引入依赖了。我们只需要引入一个依赖就可以了，那就是web开发的起步依赖：springboot-starter-web。  

为什么我们只需要引入一个web开发的起步依赖，web开发所需要的所有的依赖都有了呢？

  • 因为Maven的依赖传递。

  • 在SpringBoot给我们提供的这些起步依赖当中，已提供了当前程序开发所需要的所有的常见依赖(官网地址：Spring Boot Reference Documentation)。

  • 比如：springboot-starter-web，这是web开发的起步依赖，在web开发的起步依赖当中，就集成了web开发中常见的依赖：json、web、webmvc、tomcat等。我们只需要引入这一个起步依赖，其他的依赖都会自动的通过Maven的依赖传递进来。

 结论：起步依赖的原理就是Maven的依赖传递

2.2 自动配置

2.2.1 概述

SpringBoot的自动配置就是当Spring容器启动后，一些配置类、bean对象就自动存入到了IOC容器中，不需要我们手动去声明，从而简化了开发，省去了繁琐的配置操作。

比如：我们要进行事务管理、要进行AOP程序的开发，此时就不需要我们再去手动的声明这些bean对象了，我们直接使用就可以从而大大的简化程序的开发，省去了繁琐的配置操作。

下面打开idea，一起来看下自动配置的效果：

  • 运行SpringBoot启动类

可以看到有两个CommonConfig，在第一个CommonConfig类中定义了一个bean对象，bean对象的名字叫reader。

在第二个CommonConfig中它的bean名字叫commonConfig，为什么还会有这样一个bean对象呢？原因是在CommonConfig配置类上添加了一个注解@Configuration，而@Configuration底层就是@Component

在IOC容器中除了我们自己定义的bean以外，还有很多配置类，这些配置类都是SpringBoot在启动的时候加载进来的配置类。这些配置类加载进来之后，它也会生成很多的bean对象。

比如：配置类GsonAutoConfiguration里面有一个bean，bean的名字叫gson，它的类型是Gson。

com.google.gson.Gson是谷歌包中提供的用来处理JSON格式数据的。

当我们想要使用这些配置类中生成的bean对象时，可以使用@Autowired就自动注入了：

import com.google.gson.Gson;
import com.itheima.pojo.Result;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@SpringBootTest
public class AutoConfigurationTests {

    @Autowired
    private Gson gson;


    @Test
    public void testJson(){
        String json = gson.toJson(Result.success());
        System.out.println(json);
    }
}

 添加断点，使用debug模式运行测试类程序：

问题：在当前项目中我们并没有声明谷歌提供的Gson这么一个bean对象，然后我们却可以通过@Autowired从Spring容器中注入bean对象，那么这个bean对象怎么来的？

答案：SpringBoot项目在启动时通过自动配置完成了bean对象的创建。

其实分析自动配置原理就是来解析在SpringBoot项目中，在引入依赖之后是如何将依赖jar包当中所定义的配置类以及bean加载到SpringIOC容器中的。

2.2.2 常见方案

1、在SpringBoot项目 spring-boot-web-config2 工程中，通过坐标引入itheima-utils依赖

@Component
public class TokenParser {
    public void parse(){
        System.out.println("TokenParser ... parse ...");
    }
}

2、在测试类中，添加测试方法

@SpringBootTest
public class AutoConfigurationTests {

    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext;


    @Test
    public void testTokenParse(){
        System.out.println(applicationContext.getBean(TokenParser.class));
    }

    //省略其他代码...
}

3、执行测试方法

异常信息描述： 没有com.example.TokenParse类型的bean

说明：在Spring容器中没有找到com.example.TokenParse类型的bean对象

思考：引入进来的第三方依赖当中的bean以及配置类为什么没有生效？

  • 原因在我们之前讲解IOC的时候有提到过，在类上添加@Component注解来声明bean对象时，还需要保证@Component注解能被Spring的组件扫描到。

  • SpringBoot项目中的@SpringBootApplication注解，具有包扫描的作用，但是它只会扫描启动类所在的当前包以及子包。

  • 当前包：com.itheima， 第三方依赖中提供的包：com.example（扫描不到）

解决方案：

  • 方案1：@ComponentScan 组件扫描

  • 方案2：@Import 导入（使用@Import导入的类会被Spring加载到IOC容器中）

2.2.2.2 方案一

@ComponentScan组件扫描

@SpringBootApplication
@ComponentScan({"com.itheima","com.example"}) //指定要扫描的包
public class SpringbootWebConfig2Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootWebConfig2Application.class, args);
    }
}

如果采用以上这种方式来完成自动配置，那我们进行项目开发时，当需要引入大量的第三方的依赖，就需要在启动类上配置N多要扫描的包，这种方式会很繁琐。而且这种大面积的扫描性能也比较低。

缺点：

  1. 使用繁琐

  2. 性能低

结论：SpringBoot中并没有采用以上这种方案。

2.2.2.3 方案二

@import导入

  • 导入形式主要有以下几种：

    1. 导入普通类

    2. 导入配置类

    3. 导入ImportSelector接口实现类

1). 使用@Import导入普通类：

@Import(TokenParser.class) //导入的类会被Spring加载到IOC容器中
@SpringBootApplication
public class SpringbootWebConfig2Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootWebConfig2Application.class, args);
    }
}

2). 使用@Import导入配置类：

  • 配置类

    @Configuration
public class HeaderConfig {
    @Bean
    public HeaderParser headerParser(){
        return new HeaderParser();
    }

    @Bean
    public HeaderGenerator headerGenerator(){
        return new HeaderGenerator();
    }
}

  • 启动类

@Import(HeaderConfig.class) //导入配置类
@SpringBootApplication
public class SpringbootWebConfig2Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootWebConfig2Application.class, args);
    }
}

3). 使用@Import导入ImportSelector接口实现类：

  • ImportSelector接口实现类

public class MyImportSelector implements ImportSelector {
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {
        //返回值字符串数组（数组中封装了全限定名称的类）
        return new String[]{"com.example.HeaderConfig"};
    }
}

  • 启动类

@Import(MyImportSelector.class) //导入ImportSelector接口实现类
@SpringBootApplication
public class SpringbootWebConfig2Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootWebConfig2Application.class, args);
    }
}

我们使用@Import注解通过这三种方式都可以导入第三方依赖中所提供的bean或者是配置类。

思考：如果基于以上方式完成自动配置，当要引入一个第三方依赖时，是不是还要知道第三方依赖中有哪些配置类和哪些Bean对象？

  • 答案：是的。 （对程序员来讲，很不友好，而且比较繁琐）

思考：当我们要使用第三方依赖，依赖中到底有哪些bean和配置类，谁最清楚？

  • 答案：第三方依赖自身最清楚。

结论：我们不用自己指定要导入哪些bean对象和配置类了，让第三方依赖它自己来指定。

怎么让第三方依赖自己指定bean对象和配置类？

比较常见的方案就是第三方依赖给我们提供一个注解，这个注解一般都以@EnableXxxx开头的注解，注解中封装的就是@Import注解

4). 使用第三方依赖提供的 @EnableXxxxx注解

  • 第三方依赖中提供的注解

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Import(MyImportSelector.class)//指定要导入哪些bean对象或配置类
public @interface EnableHeaderConfig { 
}

  • 在使用时只需在启动类上加上@EnableXxxxx注解即可

    @EnableHeaderConfig  //使用第三方依赖提供的Enable开头的注解
@SpringBootApplication
public class SpringbootWebConfig2Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootWebConfig2Application.class, args);
    }
}

执行测试方法：

以上四种方式都可以完成导入操作，但是第4种方式会更方便更优雅，而这种方式也是SpringBoot当中所采用的方式。

2.2.3 原理分析

2.2.3.1 源码跟踪

复习了在项目当中引入第三方依赖之后，如何加载第三方依赖中定义好的bean对象以及配置类，从而完成自动配置操作。那下面通过源码跟踪的形式来剖析下SpringBoot底层到底是如何完成自动配置的。

要搞清楚SpringBoot的自动配置原理，要从SpringBoot启动类上使用的核心注解@SpringBootApplication开始分析：

在@SpringBootApplication注解中包含了：

  • 元注解（不再解释）

  • @SpringBootConfiguration

  • @EnableAutoConfiguration

  • @ComponentScan

我们先来看第一个注解：@SpringBootConfiguration

@SpringBootConfiguration注解上使用了@Configuration，表明SpringBoot启动类就是一个配置类。

@Indexed注解，是用来加速应用启动的（不用关心）。

 接下来再先看@ComponentScan注解：

@ComponentScan注解是用来进行组件扫描的，扫描启动类所在的包及其子包下所有被@Component及其衍生注解声明的类。

SpringBoot启动类，之所以具备扫描包功能，就是因为包含了@ComponentScan注解。

 最后我们来看看@EnableAutoConfiguration注解（自动配置核心注解）：

 使用@Import注解，导入了实现ImportSelector接口的实现类。

AutoConfigurationImportSelector类是ImportSelector接口的实现类。

 AutoConfigurationImportSelector类中重写了ImportSelector接口的selectImports()方法：

selectImports()方法底层调用getAutoConfigurationEntry()方法，获取可自动配置的配置类信息集合

 getAutoConfigurationEntry()方法通过调用getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes)方法获取在配置文件中配置的所有自动配置类的集合

getCandidateConfigurations方法的功能：

获取所有基于META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件、META-INF/spring.factories文件中配置类的集合

 META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件和META-INF/spring.factories文件这两个文件在哪里呢？

  • 通常在引入的起步依赖中，都有包含以上两个文件

在演示自动配置的时候，我们直接在测试类当中注入了一个叫gson的bean对象，进行JSON格式转换。虽然我们没有配置bean对象，但是我们是可以直接注入使用的。原因就是因为在自动配置类当中做了自动配置。到底是在哪个自动配置类当中做的自动配置呢？我们通过搜索来查询一下。

在META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports配置文件中指定了第三方依赖Gson的配置类：GsonAutoConfiguration

 第三方依赖中提供的GsonAutoConfiguration类：

 在GsonAutoConfiguration类上，添加了注解@AutoConfiguration，通过查看源码，可以明确：GsonAutoConfiguration类是一个配置。

自动配置小结 

自动配置原理源码入口就是@SpringBootApplication注解，在这个注解中封装了3个注解，分别是：

  • @SpringBootConfiguration

    • 声明当前类是一个配置类

  • @ComponentScan

    • 进行组件扫描（SpringBoot中默认扫描的是启动类所在的当前包及其子包）

  • @EnableAutoConfiguration

    • 封装了@Import注解（Import注解中指定了一个ImportSelector接口的实现类）

      • 在实现类重写的selectImports()方法，读取当前项目下所有依赖jar包中META-INF/spring.factories、META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports两个文件里面定义的配置类（配置类中定义了@Bean注解标识的方法）。

当SpringBoot程序启动时，就会加载配置文件当中所定义的配置类，并将这些配置类信息(类的全限定名)封装到String类型的数组中，最终通过@Import注解将这些配置类全部加载到Spring的IOC容器中，交给IOC容器管理。  

最后抛出一个问题：在META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件中定义的配置类非常多，而且每个配置类中又可以定义很多的bean，那这些bean都会注册到Spring的IOC容器中吗？

答：并不是。 在声明bean对象时，上面有加一个以@Conditional开头的注解，这种注解的作用就是按照条件进行装配，只有满足条件之后，才会将bean注册到Spring的IOC容器中（下节会详细来讲解）

标签：依赖,SpringBoot,配置,bean,注解,原理,public
From： https://blog.csdn.net/m0_50345460/article/details/142913859

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