Springboot工作原理详解

今天药忘吃喽~ 2024-04-01 18:50 66阅读 0赞

**目录**

一、Spring Boot

1.1.Spring Boot 优点

二、SpringBoot 运行原理

1.1. pom.xml

2.2. 主启动类的配置

3.3. 主启动类的运行

三、自动配置原理

3.1、启动类上注解的作用

3.2、springboot自动装配的流程

3.3.相关注解的作用

@Conditional

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## 一、Spring Boot ##

> Spring Boot 基于 Spring 开发，Spirng Boot 本身并不提供 Spring 框架的核心特性以及扩展功能，只是用于快速、敏捷地开发新一代基于 Spring 框架的应用程序。也就是说，它并不是用来替代 Spring 的解决方案，而是和 Spring 框架紧密结合用于提升 Spring 开发者体验的工具。Spring Boot 以约定大于配置的核心思想，默认帮我们进行了很多设置，多数 Spring Boot 应用只需要很少的 Spring 配置。同时它集成了大量常用的第三方库配置（例如 Redis、MongoDB、Jpa、RabbitMQ、Quartz 等等），Spring Boot 应用中这些第三方库几乎可以零配置的开箱即用。  
> 简单来说就是SpringBoot其实不是什么新的框架，它默认配置了很多框架的使用方式，就像maven整合了所有的jar包，spring boot整合了所有的框架 。

### 1.1.Spring Boot 优点 ###

>  *  为所有Spring开发者更快的入门
>  *  开箱即用，提供各种默认配置来简化项目配置
>  *  内嵌式容器简化Web项目
>  *  没有冗余代码生成和XML配置的要求

## 二、SpringBoot 运行原理 ##

### 1.1. pom.xml ###

spring-boot-dependencies: 核心依赖在父工程中；
    springboot-boot-starter-xxx：就是spring-boot的场景启动器
    spring-boot-starter-web：帮我们导入了web模块正常运行所依赖的组件；
    SpringBoot将所有的功能场景都抽取出来，做成一个个的starter （启动器），只需要在项目中引入这些starter即可，所有相关的依赖都会导入进来 ， 我们要用什么功能就导入什么样的场景启动器即可 ；我们未来也可以自己自定义 starter；

### 2.2. 主启动类的配置 ###

//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类
    //说明这是一个Spring Boot应用
    @SpringBootApplication
    public class SpringbootApplication {
       public static void main(String[] args) {
         //以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
          SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
       }
    }

**@SpringBootApplication**

> 作用：
> 
> 标注在某个类上说明这个类是SpringBoot的主配置类 ， SpringBoot就应该运行这个类的main方法来启动SpringBoot应用；  
> 进入这个注解：可以看到上面还有很多其他注解！

@SpringBootConfiguration
    @EnableAutoConfiguration
    @ComponentScan(
        excludeFilters = {@Filter(
        type = FilterType.CUSTOM,
        classes = {TypeExcludeFilter.class}
    ), @Filter(
        type = FilterType.CUSTOM,
        classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
    )}
    )
    public @interface SpringBootApplication {
        // ......
    }

**@ComponentScan**

> 这个注解在Spring中很重要 ,它对应XML配置中的元素。  
> 作用：自动扫描并加载符合条件的组件或者bean ， 将这个bean定义加载到IOC容器中

**@SpringBootConfiguration**

> 作用：SpringBoot的配置类 ，标注在某个类上 ， 表示这是一个SpringBoot的配置类；

// 点进去得到下面的 @Component
    @Configuration
    public @interface SpringBootConfiguration {}
    
    @Component
    public @interface Configuration {}

**@Configuration**

> 说明这是一个配置类 ，配置类就是对应Spring的xml 配置文件

**@Component**

> 这就说明，启动类本身也是Spring中的一个组件而已，负责启动应用

**@EnableAutoConfiguration**

> 开启自动配置功能，告诉SpringBoot开启自动配置功能，这样自动配置才能生效；  
> 以前我们需要自己配置的东西，而现在SpringBoot可以自动帮我们配置

**@AutoConfigurationPackage**

> 作用： 自动配置包

@Import({Registrar.class})
    public @interface AutoConfigurationPackage {
    }

> @import ：Spring底层注解@import ， 给容器中导入一个组件  
> Registrar.class 作用：将主启动类的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器 ；
> 
> 这个分析完了，退到上一步，继续看  
> @Import(\{AutoConfigurationImportSelector.class\}) ：给容器导入组件 ；  
> AutoConfigurationImportSelector ：自动配置导入选择器；
> 
> 获取：META-INF / spring.factories

**总结：**

>  *  SpringBoot在启动的时候从类路径下的META-INF/spring.factories中获取EnableAutoConfiguration指定的值
>  *  将这些值作为自动配置类导入容器，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作；
>  *  整个J2EE的整体解决方案和自动配置都在springboot-autoconfigure的jar包中；
>  *  它会给容器中导入非常多的自动配置类 （xxxAutoConfiguration）, 就是给容器中导入这个场景需要的所有组件，并配置好这些组件 ；
>  *  有了自动配置类，免去了我们手动编写配置注入功能组件等的工作；

### 3.3. 主启动类的运行 ###

**SpringApplication 类**  
最初以为就是运行了一个main方法，没想到却开启了一个服务；

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

分析该方法主要分两部分，一部分是SpringApplication的实例化，二是run方法的执行；

SpringApplication 这个类主要做了以下四件事情：

> 1、推断应用的类型是普通的项目还是Web项目  
> 2、查找并加载所有可用初始化器 ， 设置到initializers属性中  
> 3、找出所有的应用程序监听器，设置到listeners属性中  
> 4、推断并设置main方法的定义类，找到运行的主类

**查看构造器：**

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) {
        // ......
        this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
        this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances();
        this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
        this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
    }

**run 方法运行原理**

![317d4159f8df4513bf9f091933703ba3.png][]

## 三、自动配置原理 ##

### 3.1、启动类上注解的作用 ###

@SpringBootApplication

> 这个注解是springboot启动类上的一个注解，是一个组合注解，也就是由其他注解组合起来，它的主要作用就是标记说明这个类是springboot的主配置类，springboot应该运行这个类里面的main()方法来启动程序

@SpringBootApplication
    public class YunPiMdmServerApplication {
    	private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(YunPiMdmServerApplication.class);
    	public static void main(String[] args) {
    		SpringApplication.run(YunPiMdmServerApplication.class, args);
    		LOG.info(">>>>>>>>>>>>>>> 服务启动完毕 <<<<<<<<<<<<<<<<");
    	}
    
    }

**@SpringBootApplication 注解主要由三个子注解组成**

>  *  @SpringBootConfiguration
>  *  @EnableAutoConfiguration
>  *  @ComponentScan

**@SpringBootConfiguration**

> 这个注解包含了@[Configuration][]，@Configuration里面又包含了一个@Component注解，也就是说，这个注解标注在哪个类上，就表示当前这个类是一个配置类，而配置类也是spring容器中的组件

**@EnableAutoConfiguration**

> 这个注解是开启自动配置的功能，里面包含了两个注解
> 
>  *  @AutoConfigurationPackage
>  *  @Import（AutoConfigurationImportSelector.class）

@AutoConfigurationPackage 包扫描

> 这个注解的作用说白了就是将主配置类（@SpringBootApplication标注的类）所在包以及子包里面的所有组件扫描并加载到spring的容器中
> 
> 这也就是为什么我们在利用springboot进行开发的时候，无论是Controller还是Service的路径都是与主配置类同级或者次级的原因

@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

上一个注解我们把所有组件都加载到了容器里面，**这个注解就是将需要自动装配的类以全类名的方式返回**，那是怎么找到哪些是需要自动装配的类呢？

> 1、**AutoConfigurationImportSelector**这个类里面有一个方法**selectImports**()，如下
> 
> 2、在**selectImport**()方法里调用了一个**getAutoConfigurationEntry**()方法，这个方法里面又调用了一个**getCandidateConfigurations**()方法
> 
> 3、在**getCandidateConfigurations**()方法里面调用了**loadFactoryNames**()方法
> 
> 4、**loadFactoryNames**()方法里面又调用了一个**loadSpringFactories**()方法
> 
> 5、关键就在这个**loadSpringFactories**()方法里面，在这个方法里，它会查找所有在**META-INF**路径下的**spring.factories**文件
> 
> 6、在**META-INF/spring.factories**这个文件里面的数据是以**键=值**的方式存储，然后解析这些文件，找出以**EnableAutoConfiguration**为键的所有值，以列表的方式返回

@ComponentScan

> 这个注解的作用就是扫描当前包及子包的注解

### 3.2、springboot自动装配的流程 ###

> 1、在springboot启动的时候会创建一个SpringApplication对象，在对象的构造方法里面会进行一些参数的初始化工作，最主要的是判断当前应用程序的类型以及设置初始化器以及监听器，并在这个过程中会加载整个应用程序的spring.factories文件，将文件中的内容放到缓存当中，方便后续获取；

> 2、SpringApplication对象创建完成之后会执行run()方法来完成整个应用程序的启动，启动的过程中有两个最主要的方法prepareContext()和refreshContext()，在这两个方法中完成了自动装配的核心功能，在run()方法里还执行了一些包括上下文对象的创建，打印banner图，异常报告期的准备等各个准备工作，方便后续进行调用

> 3、在prepareContext()中主要完成的是对上下文对象的初始化操作，包括属性的设置，比如设置环境变量。在整个过程中有一个load()方法，它主要是完成一件事，那就是将启动类作为一个beanDefinition注册到registry，方便后续在进行BeanFactoryPostProcessor调用执行的时候，可以找到对应执行的主类，来完成对@SpringBootApplication、@EnableAutoConfiguration等注解的解析工作

> 4、在refreshContext()方法中会进行整个容器的刷新过程，会调用spring中的refresh()方法，refresh()方法中有13个非常关键的方法，来完成整个应用程序的启动。而在自动装配过程中，会调用的关键的一个方法就是invokeBeanFactoryPostProcessors()方法，在这个方法中主要是对ConfigurationClassPostProcessor类的处理，这个类是BFPP（BeanFactoryPostProcessor）的子类，因为实现了BDRPP（BeanDefinitionRegistryPostProcessor）接口，在调用的时候会先调用BDRPP中的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法，然后再调用BFPP中的postProcessBeanFactory()方法，在执行postProcessBeanDefinitionRegistry()方法的时候会解析处理各种的注解，包含@PropertySource、@ComponentScan、@Bean、@Import等注解，最主要的是对@Import注解的解析；

> 5、在解析@Import注解的时候，会有一个getImport()方法，从主类开始递归解析注解，把所有包含@Import的注解都解析到，然后在processImport()方法中对import的类进行分类，例如AutoConfigurationImportSelect归属于ImportSelect的子类，在后续的过程中会调用DeferredImportSelectorHandler类里面的process方法，来完成整个EnableAutoConfiguration的加载

### 3.3.相关注解的作用 ###

#### @Conditional ####

> 这个注解主要作用在类上，表示**条件注入**，就是当满足某个条件的时候，这个类才会被注入到 **IOC** 容器中，例如@**ConditionalOnMissingBean**，这个注解就是当容器中没有配置特定的Bean的时候，这个组件才会被注册到ioc容器中，否则会直接忽略

自动配置中使用的条件化注解 
    ===============================================================================================================
    条件化注解 						    配置生效条件 
    ===============================================================================================================
    @ConditionalOnBean 					配置了某个特定Bean 
    @ConditionalOnMissingBean 			没有配置特定的Bean 
    @ConditionalOnClass 				Classpath里有指定的类 
    @ConditionalOnMissingClass 			Classpath里缺少指定的类 
    @ConditionalOnExpression 			给定的Spring Expression Language（SpEL）表达式计算结果为true 
    @ConditionalOnJava 					Java的版本匹配特定值或者一个范围值 
    @ConditionalOnJndi 					参数中给定的JNDI位置必须存在一个，如果没有给参数，则要有JNDI InitialContext 
    @ConditionalOnProperty 				指定的配置属性要有一个明确的值 
    @ConditionalOnResource 				Classpath里有指定的资源 
    @ConditionalOnWebApplication 		这是一个Web应用程序 
    @ConditionalOnNotWebApplication 	这不是一个Web应用程序 
    ===============================================================================================================

[317d4159f8df4513bf9f091933703ba3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/cd47ba75a4b042d39d18168e81a40b02.png
[Configuration]: https://so.csdn.net/so/search?q=Configuration&spm=1001.2101.3001.7020