springboot自动配置原理

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文章标签： spring boot java

于 2025-02-24 16:10:25 首次发布

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1. 自动配置的核心思想

Spring Boot 的自动配置基于以下两个核心思想：

约定优于配置
- 提供一套默认的配置规则，开发者只需遵循这些约定即可快速构建应用。
条件化配置
- 根据运行时的条件（如类路径、Bean 是否存在等）动态决定是否启用某些配置。

2. 自动配置的工作机制

Spring Boot 的自动配置主要通过以下几个步骤实现：

(1) `@EnableAutoConfiguration` 注解

@EnableAutoConfiguration 是自动配置的入口注解，通常与 @SpringBootApplication 一起使用。它会触发自动配置的加载过程。

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

@SpringBootApplication 是一个复合注解，包含了以下三个注解：

@SpringBootConfiguration: 标记这是一个 Spring 配置类。
@EnableAutoConfiguration: 启用自动配置功能。
@ComponentScan: 扫描当前包及其子包中的组件。

(2) 加载自动配置类

从 Spring Boot 3 开始，自动配置类的加载方式发生了变化：

旧版（Spring Boot 2.x 及之前）：通过 META-INF/spring.factories 文件加载自动配置类。
新版（Spring Boot 3.x 及之后）：通过 META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports 文件加载自动配置类。

`.import` 文件的作用

.import 文件是一个简单的文本文件，列出了所有需要加载的自动配置类。

示例内容：

org.springframework.boot.autoconfigure.web.WebMvcAutoConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.security.servlet.SecurityAutoConfiguration

这些配置类定义了各种场景下的默认配置。

(3) 条件化配置

自动配置类通常使用条件注解（如 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean 等）来动态决定是否生效。

常见条件注解：
- @ConditionalOnClass：当类路径中存在某个类时生效。
- @ConditionalOnMissingClass：当类路径中不存在某个类时生效。
- @ConditionalOnBean：当容器中存在某个 Bean 时生效。
- @ConditionalOnMissingBean：当容器中不存在某个 Bean 时生效。
- @ConditionalOnProperty：当配置文件中存在某个属性时生效。
- @ConditionalOnWebApplication：当应用是 Web 应用时生效。

示例：

@Configuration
@ConditionalOnClass(DataSource.class)
@ConditionalOnMissingBean(DataSource.class)
public class DataSourceAutoConfiguration {
    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        return new EmbeddedDatabaseBuilder().build();
    }
}

上述配置会在类路径中存在 DataSource 类且容器中没有 DataSource Bean 时生效。

(4) 自动配置的执行顺序

Spring Boot 在启动过程中会按照以下顺序执行自动配置：

扫描并加载自动配置类
- 通过 .import 文件加载所有自动配置类。
过滤无效配置
- 根据条件注解过滤掉不符合条件的配置类。
注册 Bean
- 将符合条件的自动配置类中的 Bean 注册到 IOC 容器中。

3. 自动配置的核心组件

Spring Boot 的自动配置依赖于以下几个核心组件：

(1) `@EnableAutoConfiguration`

触发自动配置的核心注解。
内部通过 AutoConfigurationImportSelector 实现自动配置类的加载。

(2) `AutoConfigurationImportSelector`

负责从 .import 文件中加载自动配置类。
根据条件注解过滤掉无效的配置类。

(3) 条件注解

如前所述，条件注解用于动态控制自动配置类的生效条件。

(4) `.import` 文件

存储自动配置类的元信息。

示例：

org.springframework.boot.autoconfigure.web.WebMvcAutoConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration

(5) `@Conditional` 注解家族

提供灵活的条件控制能力，支持基于类路径、Bean 存在性、属性值等多种条件。

4. `.import` 文件的优势

相比于旧版的 spring.factories 文件，.import 文件具有以下优势：

性能优化
- .import 文件是纯文本格式，解析速度更快。
- 减少了反射操作，提高了启动性能。
模块化设计
- 每个 Starter 模块可以独立定义自己的 .import 文件，便于管理和维护。
简化配置
- 不再需要复杂的 Properties 格式，直接列出配置类即可。

5. 自动配置的扩展点

Spring Boot 提供了多种方式让开发者自定义或扩展自动配置：

(1) 自定义 Starter

开发者可以通过创建自己的 Starter 模块，提供自动配置功能。
示例：
- 创建 .import 文件，定义自动配置类。
- 示例内容：
```
com.example.MyCustomAutoConfiguration
```

(2) 覆盖默认配置

如果开发者需要覆盖默认的自动配置，可以通过以下方式实现：
- 定义自己的 Bean（如 @Bean 方法），覆盖自动配置中的默认 Bean。
- 使用 @ConditionalOnMissingBean 注解确保只有在没有用户定义的 Bean 时才使用默认配置。

(3) 禁用特定的自动配置

使用 @SpringBootApplication 的 exclude 属性禁用某些自动配置类。

示例：

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