SpringBoot 源碼解析（一）—– SpringBoot核心原理入門

Posted on 2020-06-112020-06-11 by admin

Spring Boot 概述

Build Anything with Spring Boot：Spring Boot is the starting point for building all Spring-based applications. Spring Boot is designed to get you up and running as quickly as possible, with minimal upfront configuration of Spring.

上面是引自官網的一段話，大概是說： Spring Boot 是所有基於 Spring 開發的項目的起點。Spring Boot 的設計是為了讓你盡可能快的跑起來 Spring 應用程序並且盡可能減少你的配置文件。

什麼是 Spring Boot

它使用 “習慣優於配置” （項目中存在大量的配置，此外還內置一個習慣性的配置，讓你無須手動配置）的理念讓你的項目快速運行起來。
它並不是什麼新的框架，而是默認配置了很多框架的使用方式，就像 Maven 整合了所有的 jar 包一樣，Spring Boot 整合了所有框架

使用 Spring Boot 有什麼好處

回顧我們之前的 SSM 項目，搭建過程還是比較繁瑣的，需要：

1）配置 web.xml，加載 spring 和 spring mvc
2）配置數據庫連接、配置日誌文件
3）配置家在配置文件的讀取，開啟註解
4）配置mapper文件
…..

而使用 Spring Boot 來開發項目則只需要非常少的幾個配置就可以搭建起來一個 Web 項目，並且利用 IDEA 可以自動生成生成

划重點：簡單、快速、方便地搭建項目；對主流開發框架的無配置集成；極大提高了開發、部署效率。

Spring Boot HelloWorld

導入依賴spring boot相關的依賴

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<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">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>cn.chenhao</groupId>
    <artifactId>springboot</artifactId>
    <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>springboot</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.0.1.RELEASE</version>
        <relativePath/>
    </parent>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

編寫主程序

/**
 * @SpringBootApplication來標註一個主程序類，說明這是一個SpringBoot應用
 */ @SpringBootApplication public class HelloWorldMainApplication {

    public static void main(String[] args) {
        //Spring應用啟動
        SpringApplication.run(HelloWorldMainApplication.class, args);
    }
}

編寫Controller、Service

@RestController
public class HelloController {

    @RequestMapping("/hello")
    public String hello(){
        return "Hello world";
    }
}

運行主程序測試

使用maven打包命令將其打包成jar包后，直接使用命令：

java -jar xxx.jar

Hello World探究

POM文件

父項目

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
    <relativePath/>
</parent>

其父項目是

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
    <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

該父項目是真正管理Spring Boot應用裏面的所有依賴的版本：Spring Boot的版本仲裁中心，所以以後導入的依賴默認是不需要版本號。如下

還有很多版本號沒有截圖出來

啟動器

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

spring-boot-starter : spring boot場景啟動器；幫助導入web模塊正常運行所依賴的組件；

Spring Boot將所有的功能場景抽取出來，做成一個個的starter(啟動器)，只需要在項目中引入這些starter，那麼相關的場景的所有依賴都會導入進項目中。要用什麼功能就導入什麼場景的啟動器。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
</dependency>

添加了 spring-boot-starter-web 依賴，會自動添加 Tomcat 和 Spring MVC 的依賴

spring-boot-starter-web中又引入了spring-boot-starter-tomcat

主程序類（主入口類）

@SpringBootApplication public class HelloWorldMainApplication {

    public static void main(String[] args) {
        //Spring應用啟動
        SpringApplication.run(HelloWorldMainApplication.class, args);
    }
}

@SpringBootApplication

Spring Boot應用標註在某個類上，說明這個類是SpringBoot的主配置類，SpringBoot就應該運行這個類的main方法來啟動SpringBoot應用。

註解定義如下：

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

@SpringBootConfiguration

Spring Boot的配置類
標註在某個類上，表示這是一個Spring Boot的配置類

註解定義如下：

@Configuration public @interface SpringBootConfiguration {}

其實就是一個Configuration配置類，意思是HelloWorldMainApplication最終會被註冊到Spring容器中

@EnableAutoConfiguration

開啟自動配置功能
以前使用Spring需要配置的信息，Spring Boot幫助自動配置；
@EnableAutoConfiguration通知SpringBoot開啟自動配置功能，這樣自動配置才能生效。

註解定義如下：

@AutoConfigurationPackage
@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class) public @interface EnableAutoConfiguration {}

@AutoConfigurationPackage

自動配置包註解

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

@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)：默認將主配置類(
@SpringBootApplication)所在的包及其子包裏面的所有組件掃描到Spring容器中。如下

@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {

    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata,
            BeanDefinitionRegistry registry) {
          //默認將會掃描@SpringBootApplication標註的主配置類所在的包及其子包下所有組件
        register(registry, new PackageImport(metadata).getPackageName());
    }

    @Override
    public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
        return Collections.<Object>singleton(new PackageImport(metadata));
    }
}

@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)

EnableAutoConfigurationImportSelector：導入哪些組件的選擇器，將所有需要導入的組件以全類名的方式返回，這些組件就會被添加到容器中。

 1 //EnableAutoConfigurationImportSelector的父類：AutoConfigurationImportSelector
 2 @Override
 3 public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
 4     if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
 5         return NO_IMPORTS;
 6     }
 7     try {
 8         AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
 9             .loadMetadata(this.beanClassLoader);
10         AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
11         List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes); 12         configurations = removeDuplicates(configurations);
13         configurations = sort(configurations, autoConfigurationMetadata);
14         Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
15         checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
16         configurations.removeAll(exclusions);
17         configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
18         fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
19         return configurations.toArray(new String[configurations.size()]);
20     }
21     catch (IOException ex) {
22         throw new IllegalStateException(ex);
23     }
24 }

我們主要看第11行List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);會給容器中注入眾多的自動配置類（xxxAutoConfiguration），就是給容器中導入這個場景需要的所有組件，並配置好這些組件。我們跟進去看看

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

protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() {
    return EnableAutoConfiguration.class;
}

public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
    String factoryClassName = factoryClass.getName();
    try {
        //從類路徑的META-INF/spring.factories中加載所有默認的自動配置類
        Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ? classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
                                 ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
        List<String> result = new ArrayList<String>();
        while (urls.hasMoreElements()) {
            URL url = urls.nextElement();
            Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(new UrlResource(url));
            //獲取EnableAutoConfiguration指定的所有值,也就是EnableAutoConfiguration.class的值
            String factoryClassNames = properties.getProperty(factoryClassName);
            result.addAll(Arrays.asList(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(factoryClassNames)));
        }
        return result;
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new IllegalArgumentException("Unable to load [" + factoryClass.getName() + "] factories from location [" + FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
    }
}

SpringBoot啟動的時候從類路徑下的
META-INF/spring.factories中獲取EnableAutoConfiguration指定的值，並將這些值作為自動配置類導入到容器中，自動配置類就會生效，最後完成自動配置工作。EnableAutoConfiguration默認在spring-boot-autoconfigure這個包中，如下圖

最終有96個自動配置類被加載並註冊進Spring容器中

J2EE的整體整合解決方案和自動配置都在spring-boot-autoconfigure-xxx.jar中。在這些自動配置類中會通過@ConditionalOnClass等條件註解判斷是否導入了某些依賴包，從而通過@Bean註冊相應的對象進行自動配置。後面我們會有單獨文章講自動配置的內容

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Spring Boot 概述

什麼是 Spring Boot

使用 Spring Boot 有什麼好處

Spring Boot HelloWorld

導入依賴spring boot相關的依賴

編寫主程序

編寫Controller、Service

運行主程序測試

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父項目

啟動器

主程序類（主入口類）

@EnableAutoConfiguration

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