一文彻底弄懂spring boot自动转配的过程

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. @EnableAutoConfiguration 和 AutoConfigurationImportSelector
@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，AutoConfigurationImportSelector 从 spring.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 DispatcherServlet、RequestMappingHandlerMapping 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。

   • DataSourceAutoConfiguration 和 DataSourceProperties 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。