本文主要记录了学习SpringBoot启动原理及其相关注解知识

@SpringBootApplication

@SpringBootApplication注解是Spring Boot的核心注解，它其实是一个组合注解：

@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 {
}

虽然定义使用了多个Annotation进行了原信息标注，但实际上重要的只有三个Annotation：

@Configuration（@SpringBootConfiguration点开查看发现里面还是应用了@Configuration）
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan
即 @SpringBootApplication = (默认属性)@Configuration + @EnableAutoConfiguration + @ComponentScan。

@Configuration

@Configuration比较熟悉，就不详细赘述了，简单的记录一下。

它就是JavaConfig形式的Spring Ioc容器的配置类使用的那个@Configuration，SpringBoot社区推荐使用基于JavaConfig的配置形式，所以，这里的启动类标注了@Configuration之后，本身其实也是一个IoC容器的配置类。

@ComponentScan

@ComponentScan这个注解在Spring中很重要，它对应XML配置中的元素，@ComponentScan的功能其实就是自动扫描并加载符合条件的组件（比如@Component和@Repository等）或者bean定义，最终将这些bean定义加载到IoC容器中。

我们可以通过basePackages等属性来细粒度的定制@ComponentScan自动扫描的范围，如果不指定，则默认Spring框架实现会从声明@ComponentScan所在类的package进行扫描。

注：所以SpringBoot的启动类最好是放在root package下，因为默认不指定basePackages。

@EnableAutoConfiguration

@EnableAutoConfiguration这个注解比较重要，所以着重了解下该注解。

Spring框架中有很多@Enable开头的自定义注解。比如@EnableScheduling、@EnableCaching、@EnableMBeanExport

@EnableScheduling是通过@Import将Spring调度框架相关的bean定义都加载到IoC容器。
@EnableMBeanExport是通过@Import将JMX相关的bean定义加载到IoC容器。

@EnableAutoConfiguration其实原理也是类似的，借助@Import的支持，收集和注册特定场景相关的bean定义。借助@Import的帮助，将所有符合自动配置条件的bean定义加载到IoC容器。

@EnableAutoConfiguration会根据类路径中的jar依赖为项目进行自动配置，如：添加了spring-boot-starter-web依赖，会自动添加Tomcat和Spring MVC的依赖，Spring Boot会对Tomcat和Spring MVC进行自动配置。

@EnableAutoConfiguration作为一个复合注解，其自身定义关键信息如下

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

    Class<?>[] exclude() default {};

    String[] excludeName() default {};
}

@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，借助EnableAutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以帮助SpringBoot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。借助于Spring框架原有的一个工具类：SpringFactoriesLoader的支持，@EnableAutoConfiguration可以智能的自动配置

SpringFactoriesLoader

SpringFactoriesLoader属于Spring框架私有的一种扩展方案，主要功能就是从指定的配置文件META-INF/spring.factories加载配置。

/**
 * General purpose factory loading mechanism for internal use within the framework.
 *
 * <p>{@code SpringFactoriesLoader} {@linkplain #loadFactories loads} and instantiates
 * factories of a given type from {@value #FACTORIES_RESOURCE_LOCATION} files which
 * may be present in multiple JAR files in the classpath. The {@code spring.factories}
 * file must be in {@link Properties} format, where the key is the fully qualified
 * name of the interface or abstract class, and the value is a comma-separated list of
 * implementation class names. For example:
 *
 * <pre class="code">example.MyService=example.MyServiceImpl1,example.MyServiceImpl2</pre>
 *
 * where {@code example.MyService} is the name of the interface, and {@code MyServiceImpl1}
 * and {@code MyServiceImpl2} are two implementations.
 *
 * @author Arjen Poutsma
 * @author Juergen Hoeller
 * @author Sam Brannen
 * @since 3.2
 */
public final class SpringFactoriesLoader {

	/**
	 * The location to look for factories.
	 * <p>Can be present in multiple JAR files.
	 */
	public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";

    ...
}

配合@EnableAutoConfiguration使用的话，它更多是提供一种配置查找的功能支持，即根据@EnableAutoConfiguration的完整类名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration作为查找的Key，获取对应的一组@Configuration类。

SPI机制

全称为Service Provider Interface，java.util.ServiceLoader的文档里有比较详细的介绍。

简单的总结下java SPI机制的思想。我们系统里抽象的各个模块，往往有很多不同的实现方案，比如日志模块的方案，xml解析模块、jdbc模块的方案等。面向的对象的设计里，我们一般推荐模块之间基于接口编程，模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及具体的实现类，就违反了可拔插的原则，如果需要替换一种实现，就需要修改代码。为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明，这就需要一种服务发现机制。

java SPI就是提供这样的一个机制：为某个接口寻找服务实现的机制。有点类似IOC的思想，就是将装配的控制权移到程序之外，在模块化设计中这个机制尤其重要。

Spring Factories实现原理

loadFactories 根据接口类获取其实现类的实例，这个方法返回的是对象列表。
loadFactoryNames 根据接口获取其接口类的名称，这个方法返回的是类名的列表。
以上两个方法的关键都是从指定的ClassLoader中获取spring.factories文件，并解析得到类名列表。

private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
    MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
    if (result != null) {
        return result;
    }

    try {
        Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
                classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
                ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
        result = new LinkedMultiValueMap<>();
        while (urls.hasMoreElements()) {
            URL url = urls.nextElement();
            UrlResource resource = new UrlResource(url);
            Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
            for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
                String factoryClassName = ((String) entry.getKey()).trim();
                for (String factoryName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
                    result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                }
            }
        }
        cache.put(classLoader, result);
        return result;
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
                FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
    }
}

从代码中我们可以知道，在这个方法中会遍历整个ClassLoader中所有jar包下的spring.factories文件。也就是说我们可以在自己的jar中配置spring.factories文件，不会影响到其它地方的配置，也不会被别人的配置覆盖。

spring.factories的是通过Properties解析得到的，所以我们在写文件中的内容都是安装下面这种方式配置的：

1	com.xxx.interface=com.xxx.classname1,com.xxx.classname2

如果一个接口希望配置多个实现类，可以使用’,’进行分割。

下面是spring-boot包中的配置信息，其中”\”反斜杠是properties中的换行符。

# PropertySource Loaders
org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=\
org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,\
org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader

# Run Listeners
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=\
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener

# Error Reporters
org.springframework.boot.SpringBootExceptionReporter=\
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzers

# Application Context Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.context.ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.web.context.ServerPortInfoApplicationContextInitializer

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.ClearCachesApplicationListener,\
org.springframework.boot.builder.ParentContextCloserApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.FileEncodingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.AnsiOutputApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.ClasspathLoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.LoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.liquibase.LiquibaseServiceLocatorApplicationListener

# Environment Post Processors
org.springframework.boot.env.EnvironmentPostProcessor=\
org.springframework.boot.cloud.CloudFoundryVcapEnvironmentPostProcessor,\
org.springframework.boot.env.SpringApplicationJsonEnvironmentPostProcessor,\
org.springframework.boot.env.SystemEnvironmentPropertySourceEnvironmentPostProcessor

# Failure Analyzers
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzer=\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BeanCurrentlyInCreationFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BeanDefinitionOverrideFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BeanNotOfRequiredTypeFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BindFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BindValidationFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.UnboundConfigurationPropertyFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.ConnectorStartFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.NoSuchMethodFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.NoUniqueBeanDefinitionFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.PortInUseFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.ValidationExceptionFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.InvalidConfigurationPropertyNameFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.InvalidConfigurationPropertyValueFailureAnalyzer

# FailureAnalysisReporters
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalysisReporter=\
org.springframework.boot.diagnostics.LoggingFailureAnalysisReporter

总结

一张图概括下自动配置流程

springboot_01-photo

SpringBoot自动装配原理