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spring boot学习二：Spring Boot自动装配分析与实战

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spring boot

上文中简单介绍了intellij环境下Spring Boot的入门示例，从而见识到了Spring Boot的强大，几乎不用做什么配置，就能运行一个Spring mvc的示例，要知道，Spring之前都是以繁琐的配置而为人诟病，Spring Boot的自动装配，可以根据pom的依赖配置，自动生成相应的bean，并加载到Spring Context中，简化了Spring项目搭建的复杂度，本节主要介绍Spring Boot自动装配的流程，并最终提供了自定义自动装配的示例代码。

一、在这之前，首先要介绍一下Spring4中的条件注解：@Conditional,Spring会根据独立的注解条件来创建类，Spring条件注解示例如下：

1、首先创建ch2_1工程和condmodule模块，项目结构如下所示：

2、创建对应的条件类，其中，MatchCondition表示匹配的条件类，NotMatchCondition表示不匹配的条件类，MatchCondition代码如下：

package com.flagship.condition;

import org.springframework.context.annotation.Condition;
import org.springframework.context.annotation.ConditionContext;
import org.springframework.core.type.AnnotatedTypeMetadata;

public class MatchCondition implements Condition {
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext conditionContext, 
                    AnnotatedTypeMetadata annotatedTypeMetadata) {
        return true;
    }
}

NotMatchCondition代码如下：

package com.flagship.condition;

import org.springframework.context.annotation.Condition;
import org.springframework.context.annotation.ConditionContext;
import org.springframework.core.type.AnnotatedTypeMetadata;

public class NotMatchCondition implements Condition {

    @Override
    public boolean matches(ConditionContext conditionContext,AnnotatedTypeMetadata annotatedTypeMetadata) {
        return false;
    }
}

3、创建2个类，MatchBean和NotMatchBean，实现同一接口BeanInterface，后续Java配置类中，会根据不同的注解条件，生成相应的类对象，我们用类中的description()来打印信息，以此识别不同的对象信息，BeanInterface代码如下：

package com.flagship.bean;

public interface BeanInterface {
    public void description();
}

MatchBean代码如下：

package com.flagship.bean;

public class MatchBean implements BeanInterface {
    @Override
    public void description() {
        System.out.println("this is MatchBean's method!");
    }
}

NotMatchBean代码如下：

package com.flagship.bean;

public class NotMatchBean implements BeanInterface {
    @Override
    public void description() {
        System.out.println("this is NotMatchBean's method!");
    }
}

4、Java配置类代码如下，此处采用@Configuration注解声明配置类，类似以前的xml配置文件，@Bean注解声明当前方法的返回值是一个Bean对象：

package com.flagship.config;

import com.flagship.bean.BeanInterface;
import com.flagship.bean.MatchBean;
import com.flagship.bean.NotMatchBean;
import com.flagship.condition.MatchCondition;
import com.flagship.condition.NotMatchCondition;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Conditional;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class ConditionalCfg {
    @Bean
    @Conditional(MatchCondition.class)
    public BeanInterface getMatchBeanObject(){
        return new MatchBean();
    }

    @Bean
    @Conditional(NotMatchCondition.class)
    public BeanInterface getNotMatchBeanObject(){
        return new NotMatchBean();
    }
}

5、运行类代码如下，根据条件类的matches方法的返回值，最终会调用MatchBean类的description方法：

package com.flagship.condmodule;

import com.flagship.bean.BeanInterface;
import com.flagship.config.ConditionalCfg;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class Application {
     public static void main(String[] args) {
         AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(ConditionalCfg.class);
	 BeanInterface bean = ctx.getBean(BeanInterface.class);
	 bean.description();
     }
}

最终控制台打印信息为：this is MatchBean's method!

二、跟踪官网文档说明，Spring Boot条件注解大致分了如下几类如下：

Class conditions：@ConditionalOnClass和@ConditionalOnMissingClass，表示类是否在类路径下的条件注解

Bean conditions：@ConditionalOnBean和@ConditionalOnMissingBean，表示Bean是否被定义的条件注解

Property conditions：@ConditionalOnProperty，使用prefix和name属性用来表示是否有值，默认的话，只要该属性存在值，且不为false，即可匹配

Resource conditions：@ConditionalOnResource表示是否存在指定的resouce的条件注解

Web application conditions：@ConditionalOnWebApplication和@ConditionalOnNotWebApplication，当项目是web项目，或者不是web项目的条件注解

SpEL expression conditions：@ConditionalOnExpression，根据SPEL表达式执行结果作为条件

自动装配代码跟踪：

我们从上一章节的@SpringBootApplication开始，由于@SpringBootApplication是由@EnableAutoConfiguration组成的，我们观察@EnableAutoConfiguration注解的源码如下：

//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package org.springframework.boot.autoconfigure;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Inherited;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import org.springframework.context.annotation.Import;

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import({EnableAutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

    Class<?>[] exclude() default {};

    String[] excludeName() default {};
}

EnableAutoConfiguration使用@Import注解将EnableAutoConfigurationImportSelector导入并声明为一个Bean，跟踪EnableAutoConfigurationImportSelector的源码，发现其继承AutoConfigurationImportSelector类，而其中有这么一个方法getCandidateConfigurations

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata,AnnotationAttributes attributes) {
        List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
       //...省略其余代码
    }

继续跟踪SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames方法，其代码如下：

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
     String factoryClassName = factoryClass.getName();
     try {
        Enumeration<URL> urls = classLoader != null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") :ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
        ArrayList result = new ArrayList();
        while(urls.hasMoreElements()) {
            URL url = (URL)urls.nextElement();
            Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(new UrlResource(url));
            String factoryClassNames = properties.getProperty(factoryClassName);
            result.addAll(Arrays.asList(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(factoryClassNames)));
         }

发现最终读取的就是META-INF/spring.factories文件，点击intellij中【External Libraries】中spring-boot-autoconfigure-1.5.7.RELEASE.jar，打开META-INF/spring.factories文件，查看里面内容

此文件中提供了Spring Boot的默认自动配置，随便点开启动一个配置类：org.springframework.boot.autoconfigure.web.WebMvcAutoConfiguration，代码如下：

@Configuration
@ConditionalOnWebApplication
@ConditionalOnClass({Servlet.class, DispatcherServlet.class, WebMvcConfigurerAdapter.class})
@ConditionalOnMissingBean({WebMvcConfigurationSupport.class})
@AutoConfigureOrder(-2147483638)
@AutoConfigureAfter({DispatcherServletAutoConfiguration.class, 
                                             ValidationAutoConfiguration.class})
public class WebMvcAutoConfiguration {
    public static final String DEFAULT_PREFIX = "";
    public static final String DEFAULT_SUFFIX = "";

    public WebMvcAutoConfiguration() {
    }

可以看到，这里使用了上述介绍的条件注解来实现自动装配功能

三、本节我们根据上面介绍的原理，开始自定义实现一个自动装配，实现根据项目properties文件的配置打印当前环境信息日志的功能

1、首先，新建一个maven-archetype-quickstart模版的maven模块，并在src\main目录下建好resources\META-INF\spring.factories文件，架构如下图所示：

2、pom文件中加入autofigure的依赖，代码如下：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>ch2_1</artifactId>
        <groupId>com.flagship</groupId>
        <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>autocfg</artifactId>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>envLog</name>
    <url>http://maven.apache.org</url>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
            <version>1.5.7.RELEASE</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>3.8.1</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

3、新建Java配置类：LogServiceProp，会读取项目配置文件中"env.log"开头的属性值

package com.flagship.autocfg;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
/**
 * Java配置类
 */
@ConfigurationProperties(prefix="env.log")
public class LogServiceProp {

    private String runPattern = "run";
    
    public String getRunPattern() {
        return runPattern;
    }
    public void setRunPattern(String runPattern) {
        this.runPattern = runPattern;
    }
}

4、新建业务实体类，用于打印日志，其中，printEnv方法用来在控制台打印当前的运行模式日志，代码如下：

package com.flagship.autocfg;

public class LogService {

    private String runPatternLog;

    public String printEnv(){
        return "current env is in:" + runPatternLog + " pattern!";
    }

    public String getRunPatternLog() {
        return runPatternLog;
    }
    public void setRunPatternLog(String runPatternLog) {
        this.runPatternLog = runPatternLog;
    }
}

5、建立自动配置类：LogConfiguration，其中@Configuration注解标识的类，表明作为一个配置类，类似于之前的xml配置文件，@EnableConfigurationProperties告诉Spring Boot 任何被@ConfigurationProperties注解的beans将自动被属性配置，@ConditionalOnClass用来条件注解，当LogService.class存在类路径的时候起效，@ConditionalOnMissingBean当容器中没有这个Bean对象的时候，自动配置这个Bean对象，代码如下：

package com.flagship.autocfg;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnClass;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnMissingBean;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
@EnableConfigurationProperties(LogServiceProp.class)
@ConditionalOnClass(LogService.class)
public class LogConfiguration {
    @Autowired
    private LogServiceProp logServiceProp;

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(LogService.class)
    public LogService getLogService(){
        LogService service = new LogService();
        service.setRunPatternLog(logServiceProp.getRunPattern());
        return service;
    }
}

6、spring.factories文件中加入自动配置类，代码如下：

# Auto Configure
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
com.flagship.autocfg.LogConfiguration

7、回到第一节的condmodule模块，pom加入对envLog模块的依赖，代码如下：

<dependency>
	<groupId>com.flagship</groupId>
	<artifactId>autocfg</artifactId>
	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>

8、src\main\resources\application.properties中加入如下配置：

env.log.runPattern=debug

9、新建mvc入口测试类，代码如下：

package com.flagship.condmodule;

import com.flagship.autocfg.LogService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@SpringBootApplication
public class AutoCfgApplication {

	@Autowired
	LogService service;

	@RequestMapping("/")
	public String getEnvLog(){
		return service.printEnv();
	}

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

10、运行后结果如下，此时神奇的效果出现了，工程中并没有配置LogService这个对象，但是却可以通过@Autowired注解进行注入，这就是Spring Boot自动配置的威力：

current env is in:debug pattern!