springboot底层怎么自动装配（面试被问Springboot自动装配原理）

Debug路线图

说多都是泪，大家看图。

让我们从run说起

用了这么多年的的Springboot，这个 run() 方法到底做了些什么事呢？

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

归属

run() 方法归属于 SpringApplication.class 对象，所以在调用run() 方法前，需要先实例化 SpringApplication.class 对象：

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) { return new SpringApplication(primarySources).run(args); }

SpringApplication.class 对象实例化时，都做了些什么事呢？这里主要看需要注意两个方法：①getSpringFactoriesInstances() 和 ②deduceMainApplicationClass()

/** * 实例化时，实际调用的构造方法 */ public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) { this.resourceLoader = resourceLoader; Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null"); this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources)); // 这里将spring. this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath(); this.bootstrapRegistryInitializers = getBootstrapRegistryInitializersFromSpringFactories(); // 设置初始化器 setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class)); // 设置监听器 setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class)); this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass(); }

①getSpringFactoriesInstances()方法主要加载整个应用程序中的 spring.factories 文件，将文件的内容放到缓存对象中，方便后续获取使用。

private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(ClassLoader classLoader) { // 初次加载，cache中获取不到数据，所以为null Map<String, List<String>> result = cache.get(classLoader); if (result != null) { return result; } result = new HashMap<>(); try { // FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories"，这个配置类眼熟吧 // 加载配置类 Enumeration<URL> urls = classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION); while (urls.hasMoreElements()) { URL url = urls.nextElement(); UrlResource resource = new UrlResource(url); // 这里加载资源 Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource); for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) { String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim(); String[] factoryImplementationNames = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue()); for (String factoryImplementationName : factoryImplementationNames) { result.computeIfAbsent(factoryTypeName, key -> new ArrayList<>()) .add(factoryImplementationName.trim()); } } } // Replace all lists with unmodifiable lists containing unique elements result.replaceAll((factoryType, implementations) -> implementations.stream().distinct() .collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), Collections::unmodifiableList))); // 这里将获取到资源放入cache中 cache.put(classLoader, result); } catch (IOException ex) { throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" FACTORIES_RESOURCE_LOCATION "]", ex); } return result; }

②deduceMainApplicationClass() 方法返回了启动类的类信息：

总结

实例化SpringApplication.class 对象完成了两件事：

1.加载整个应用程序中的 spring.factories 文件，将文件的内容放到缓存对象中，方便后续获取使用。2.返回了启动类的类信息。

run

有了SpringApplication.class 对象实例对象，接下来就可以调用run() 方法。

在run() 方法中，我们主要关注两个方法prepareContext() 和 refreshContext()

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) { // 省略部分代码 try { prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); refreshContext(context); } // 省略部分代码

prepareContext()方法准备上下文环境，通过调用load()方法加载启动类，为获取启动类上的注解做准备；

private void load(Class<?> source) { if (isGroovyPresent() && GroovyBeanDefinitionSource.class.isAssignableFrom(source)) { // Any GroovyLoaders added in beans{} DSL can contribute beans here GroovyBeanDefinitionSource loader = BeanUtils.instantiateClass(source, GroovyBeanDefinitionSource.class); ((GroovyBeanDefinitionReader) this.groovyReader).beans(loader.getBeans()); } // 这里会判断启动类不是一个groovy闭包也不是一个匿名类 if (isEligible(source)) { // 注册读取启动类的注解信息 // 注意，这里将启动类型注册为AnnotatedBeanDefinition类型，后面parse()解析时会用到。 this.annotatedReader.register(source); } }

refreshContext() 方法最终调用了AbstractApplicationContext.class 类的 refresh()，这里相信看过spring源码的小伙伴都很熟悉 refresh() 这个方法。

自动装配操作的主战场主要是在 ①invokeBeanFactoryPostProcessors() 方法，①调用了②invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors() 方法，②调用了ConfigurationClassPostProcessor.class 的③postProcessBeanDefinitionRegistry()方法，③调用了 ④processConfigBeanDefinitions() 方法；

④ processConfigBeanDefinitions() 方法中：

public void processConfigBeanDefinitions(BeanDefinitionRegistry registry) { List<BeanDefinitionHolder> configCandidates = new ArrayList<>(); String[] candidateNames = registry.getBeanDefinitionNames(); // 这里会循环匹配到启动类，并且添加到上面的configCandidates集合中。 for (String beanName : candidateNames) { BeanDefinition beanDef = registry.getBeanDefinition(beanName); if (beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE) != null) { if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Bean definition has already been processed as a configuration class: " beanDef); } } else if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(beanDef, this.metadataReaderFactory)) { configCandidates.add(new BeanDefinitionHolder(beanDef, beanName)); } } // ... // 解析每一个标注了@Configuration注解的类，启动类上的@SpringBootApplication就包含了@Configuration注解 ConfigurationClassParser parser = new ConfigurationClassParser( this.metadataReaderFactory, this.problemReporter, this.environment, this.resourceLoader, this.componentScanBeanNameGenerator, registry); Set<BeanDefinitionHolder> candidates = new LinkedHashSet<>(configCandidates); Set<ConfigurationClass> alreadyParsed = new HashSet<>(configCandidates.size()); do { StartupStep processConfig = this.applicationStartup.start("spring.context.config-classes.parse"); // 开始解析 parser.parse(candidates); parser.validate(); } // ============ 分割线 ================= /** * 为了方便阅读，这里将parse()方法接入 */ public void parse(Set<BeanDefinitionHolder> configCandidates) { for (BeanDefinitionHolder holder : configCandidates) { BeanDefinition bd = holder.getBeanDefinition(); try { // 在前面prepareContext()方法中的load()方法中已经说过，所以这会进入这个判断解析 if (bd instanceof AnnotatedBeanDefinition) { parse(((AnnotatedBeanDefinition) bd).getMetadata(), holder.getBeanName()); } // ... } // 注意！！这里，parse()解析完成后，会回到这里执行process()方法； this.deferredImportSelectorHandler.process(); }

进入判断后parse()方法会接着调用 ①processConfigurationClass()方法，①调用②doProcessConfigurationClass()方法；

②doProcessConfigurationClass()中又开始对注解进行进一步的解析，包括@PropertySource、@ComponentScan、@Import（咱们看这个）、@ImportResource、@Bean，解析之前，会通过getImports()方法调用collectImports()方法，统计出被@Import标注的类型信息；

protected final SourceClass doProcessConfigurationClass( ConfigurationClass configClass, SourceClass sourceClass, Predicate<String> filter) throws IOException { // ... // Process any @Import annotations processImports(configClass, sourceClass, getImports(sourceClass), filter, true); // ... // ============ 分割线 ================= private Set<SourceClass> getImports(SourceClass sourceClass) throws IOException { Set<SourceClass> imports = new LinkedHashSet<>(); Set<SourceClass> visited = new LinkedHashSet<>(); collectImports(sourceClass, imports, visited); return imports; } private void collectImports(SourceClass sourceClass, Set<SourceClass> imports, Set<SourceClass> visited) throws IOException { if (visited.add(sourceClass)) { for (SourceClass annotation : sourceClass.getAnnotations()) { String annName = annotation.getMetadata().getClassName(); if (!annName.equals(Import.class.getName())) { // 注意看这里，自调用递归查询 collectImports(annotation, imports, visited); } } imports.addAll(sourceClass.getAnnotationAttributes(Import.class.getName(), "value")); } } }

getImports() 方法查询结果展示：

当parse()方法解析完成 @Import 注解后（这里忘记的小伙伴，可看看上面的parse()方法，我有代码注释），接着开始调用①process()方法，①中调用②processGroupImports()方法，②中接着调用 ③grouping.getImports()方法，③调用DeferredImportSelector.Group 接口的 ④process()方法，这里我们看它的实现类 AutoConfigurationImportSelector.class 实现的 ④process()方法（这里需要留意一下，一会还会回来用到），④调用了 ⑤getAutoConfigurationEntry()，⑤中调用了⑥getCandidateConfigurations() 方法；

重点来了：经过上面的一系列方法调用，终于来到这个方法，相信大家在许多博客里都又看到过 ⑥getCandidateConfigurations() 这个方法，但又没有说清楚具体是怎么调用到这个方法的，只是说了这个类会得到待配置的class的类名集合等等；

在⑥这个方法中，显示通过 ⑦getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() 这个方法返回了一个EnableAutoConfiguration.class 注解对象，然后又通过调用 ⑧loadFactoryNames()，⑧又调用了 ⑨loadSpringFactories()；

⑧⑨方法看着是不是比较眼熟？ 是的，我们在初始化SpringApplication对象时，曾调用过这两个方法，在调用⑨时，将 spring.factories 文件的内容放到cache缓存对象中。

@Override protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) { // getSpringFactoriesLoaderFactoryClass()这个方法返回了一个EnableAutoConfiguration.class注解对象 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; } protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() { return EnableAutoConfiguration.class; } // ===========================分割线=========================== private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(ClassLoader classLoader) { Map<String, List<String>> result = cache.get(classLoader); if (result != null) { return result; } //

此时的cache对象中存在EnableAutoConfiguration对象，size=131个：

这131个就是 spring.factories 文件中的自动装配配置项：

当然，这里面有许多我们没有用到类信息也被装配了进来，这里不要着急接着往下看，装配完成后回到了⑤getAutoConfigurationEntry()方法中，且返回了一个List< String>的一个配置类信息集合，接着又做了些什么事？

从上图可以看出，131个配置信息，经过过滤移除后，最终变成13个需要使用的，拿到最终配置信息，（愣着干嘛，赶紧撒花呀！），到这里自动装配过程基本上就结束了。

这里的结束是指自动装配过程结束，也就是我们 refresh()中的invokeBeanFactoryPostProcessors() 方法执行结束，当然这个方法还做很多别的事，但是本文只关注自动装配相关，完成此方法后并不表示类就已经实例化完成，这里只是将类信息装配到了spring容器中，后续会有别的方法完成类的实例化。（实例化看它：finishBeanFactoryInitialization()）

再说说注解@SpringBootApplication 是的没错，这个注解大家都熟悉，springboot 项目启动类上都有：

@SpringBootApplication 中包含了两个注解：

@EnableAutoConfiguration（重点）：启用 SpringBoot 的自动配置机制；@ComponentScan： 扫描被@Component (@Service,@Controller)注解的 bean，注解默认会扫描该类所在的包下所有的类；@SpringBootConfiguration：允许在上下文中注册额外的 bean 或导入其他配置类；三个注解中，自动装配的核心 @EnableAutoConfiguration 就是这个注解：

@EnableAutoConfiguration 注解通过 Spring 提供的 @Import 注解导入了 AutoConfigurationImportSelector.class类（@Import 注解可以导入配置类或者 Bean 到当前类中），这个类的作用在上也说过（获取spring.factories文件中待配置的class的类名集合）。

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