SpringBoot源码分析系列之一:配置自动化

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引言 大家都知道SpringBoot简化了Spring开发工作,让开发者不用再去面对繁琐的配置,可以使我们可以迅速上手进行开发,将重点放在业务逻辑的实现上。但也正因为这样,使得开发者容易忽略对于其背后原理的理解。我们可能知道怎么用,但是实际上并不知道SpringBoot如何实现自动配置以及如何通过内置tomcat进行启动等等的原理。为了探究SpringBoot背后的技术原理,特地将学习的过程记录下来形成一个文章系列,另外希望对这方面有相同困惑的同学有所裨益。

  • 自动配置介绍
  • Kafka自动配置源码分析
  • 总结

一、自动配置介绍 我们都知道,在没有SpringBoot之前,利用Spring进行开发的时候,研发需要花费大量精力去定义模板化的各类配置文件。Spring最初使用Bean Factory以及动态代理实现各模块之间的解耦,它通过配置文件将bean扫描到Spring容器中。而SpringBoot将这种xml解析配置的过程,通过注解自动配置的方式来进行替换,它根据定义在classpath下的类,自动生成对应的bean,同时将其加载到Spring的context中。SpringBoot通过条件化配置来启动某个能力项。

在SpringBoot启动类WebApplication中,可以看到很多个注解。我们知道SpringBoot项目是高度依赖注解的,它可以在main函数中启动整个应用。

@SpringBootApplication(scanBasePackages = {"com.test"})
@MapperScan("com.test.module.mapper")
@ImportResource(locations = {"classpath:springMVC-servlet.xml"})
@ServletComponentScan
public class WebApplication extends SpringBootServletInitializer{
    static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebApplication.class);
    public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(WebApplication.class, args);
        
    }


}

以上代码中,@SpringBootApplication是SpringBoot的核心注解,它是一系列注解的集合。它对应的源码如下所示。在这些注解当中@EnableAutoConfiguration即为当前的项目提供自动配置功能,它也是一系列注解的集合。该注解可以让Spring Boot根据类路径中的jar包依赖为当前项目进行自动配置。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {

    @AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)
    Class<?>[] exclude() default {};

    @AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)
    String[] excludeName() default {};

    @AliasFor(annotation = ComponentScan.class, attribute = "basePackages")
    String[] scanBasePackages() default {};

    @AliasFor(annotation = ComponentScan.class, attribute = "basePackageClasses")
    Class<?>[] scanBasePackageClasses() default {};

}

通过注解的方式实现配置的自动化,主要在spring-boot-autoconfigure-1.4.3.RELEASE-sources.jar这个jar包中提供了对于SpringBoot自动化配置的支持。这个jar包中包含了如下包,篇幅有限只列出了部分包。

img

在这个jar包中的META-INF文件夹中,可以看到spring.factories文件 img 在spring.factories文件中我们看到了一些初始化的类、监听器以及构建类等等。 img

我们具体看一下@EnableAutoConfiguration这个注解里面的内容。Spring中有很多@Enable-*开头的注解,类似@EnableScheduling以及@EnableCaching等等,这类注解即为该修饰的类赋予某项能力,在每个该类注解中都会通过@Import注解来导入实现对应功能的类。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {

    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

    /**
     * Exclude specific auto-configuration classes such that they will never be applied.
     * @return the classes to exclude
     */
    Class<?>[] exclude() default {};

    /**
     * Exclude specific auto-configuration class names such that they will never be
     * applied.
     * @return the class names to exclude
     * @since 1.3.0
     */
    String[] excludeName() default {};

}

在该注解中引入了EnableAutoConfigurationImportSelector这个类,按照这个类的字面理解为自动配置导入选择器,它实现了以下几个接口。

public class AutoConfigurationImportSelector
        implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware, ResourceLoaderAware,
        BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered{
......
        }

在这个类中,使用SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames方法来扫描具有META-INF/spring.factories文件的jar包,spring-boot-autoconfigure-x.x.x.x.jar里就有一个spring.factories文件,这个文件中声明了有哪些类要自动配置。

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata,
            AnnotationAttributes attributes) {
        //获取    
        List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(
                getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), 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;
    }

二、Kafka自动配置源码分析 下面分析下Kafka自动配置类,贴上其源码,相关源码已经加上注释。

//配置注解
@Configuration
//KafkaTemplate类在classpath目录下存在时,才会去解析KafkaAutoConfiguration自动配置类
@ConditionalOnClass(KafkaTemplate.class)
//自动注入属性,如果在application.properties配置文件中定义,则会将配置文件中key对应的value值注入到KafkaProperties中
@EnableConfigurationProperties(KafkaProperties.class)
//导入KafkaAnnotationDrivenConfiguration
@Import(KafkaAnnotationDrivenConfiguration.class)
public class KafkaAutoConfiguration {

    private final KafkaProperties properties;

    private final RecordMessageConverter messageConverter;

    public KafkaAutoConfiguration(KafkaProperties properties,
            ObjectProvider<RecordMessageConverter> messageConverter) {
        this.properties = properties;
        this.messageConverter = messageConverter.getIfUnique();
    }

    //向Spring容器注入bean
    @Bean
    //在上下文中没有KafkaTemplate时,才会实例化bean
    @ConditionalOnMissingBean(KafkaTemplate.class)
    public KafkaTemplate<?, ?> kafkaTemplate(
            ProducerFactory<Object, Object> kafkaProducerFactory,
            ProducerListener<Object, Object> kafkaProducerListener) {
        KafkaTemplate<Object, Object> kafkaTemplate = new KafkaTemplate<>(
                kafkaProducerFactory);
        if (this.messageConverter != null) {
            kafkaTemplate.setMessageConverter(this.messageConverter);
        }
        kafkaTemplate.setProducerListener(kafkaProducerListener);
        kafkaTemplate.setDefaultTopic(this.properties.getTemplate().getDefaultTopic());
        return kafkaTemplate;
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(ProducerListener.class)
    public ProducerListener<Object, Object> kafkaProducerListener() {
        return new LoggingProducerListener<>();
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(ConsumerFactory.class)
    public ConsumerFactory<?, ?> kafkaConsumerFactory() {
        return new DefaultKafkaConsumerFactory<>(
                this.properties.buildConsumerProperties());
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(ProducerFactory.class)
    public ProducerFactory<?, ?> kafkaProducerFactory() {
        DefaultKafkaProducerFactory<?, ?> factory = new DefaultKafkaProducerFactory<>(
                this.properties.buildProducerProperties());
        String transactionIdPrefix = this.properties.getProducer()
                .getTransactionIdPrefix();
        if (transactionIdPrefix != null) {
            factory.setTransactionIdPrefix(transactionIdPrefix);
        }
        return factory;
    }

    @Bean
    @ConditionalOnProperty(name = "spring.kafka.producer.transaction-id-prefix")
    @ConditionalOnMissingBean
    public KafkaTransactionManager<?, ?> kafkaTransactionManager(
            ProducerFactory<?, ?> producerFactory) {
        return new KafkaTransactionManager<>(producerFactory);
    }

    @Bean
    @ConditionalOnProperty(name = "spring.kafka.jaas.enabled")
    @ConditionalOnMissingBean
    public KafkaJaasLoginModuleInitializer kafkaJaasInitializer() throws IOException {
        KafkaJaasLoginModuleInitializer jaas = new KafkaJaasLoginModuleInitializer();
        Jaas jaasProperties = this.properties.getJaas();
        if (jaasProperties.getControlFlag() != null) {
            jaas.setControlFlag(jaasProperties.getControlFlag());
        }
        if (jaasProperties.getLoginModule() != null) {
            jaas.setLoginModule(jaasProperties.getLoginModule());
        }
        jaas.setOptions(jaasProperties.getOptions());
        return jaas;
    }

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public KafkaAdmin kafkaAdmin() {
        KafkaAdmin kafkaAdmin = new KafkaAdmin(this.properties.buildAdminProperties());
        kafkaAdmin.setFatalIfBrokerNotAvailable(this.properties.getAdmin().isFailFast());
        return kafkaAdmin;
    }

}

三、总结 将SpringBoot自动配置过程用流程图进行表示,更能形象化的理解自动配置的流程。

img

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