SpringBoot（八） --- SpringBoot原理

一、配置优先级

二、Bean的管理

1. Bean的作用域

2. 第三方Bean

三、SpringBoot原理

1. 起步依赖

2. 自动配置

3. 自动配置原理分析

3.1 源码解析

3.2 @Conditional

一、配置优先级

SpringBoot项目当中支持三类配置文件：

application.properties
application.yml
application.yaml

如果这三种配置文件同时存在，并且都配置了同一属性，如：Tomcat端口号，到底哪一份配置文件生效呢？

如下图所示，在application.properties配置文件中端口号设置为8081，在application.yml和application.yaml中端口号设置为8082。发现运行的端口号为8081.

properties、yaml、yml三种配置文件，优先级最高的是properties。

当properties不存在时，yaml、yml两种配置文件同时存在。会发现端口号为8083。

yaml、yml 两种配置文件，优先级最高的是yml。

总结：

配置文件的优先级为：properties配置文件、yml配置文件、yaml配置文件。但是目前主流使用的的配置文件为yml格式的。

二、Bean的管理

IOC容器中管理的就是Bean对象。

1. Bean的作用域

IOC容器中，默认bean对象是单例的 (只有一个实例对象)。Spring中支持五种作用域，后三种作用域在Web环境下才生效。（Web环境指的是传统Web开发，Spring环境指的是利用SSM框架开发的Web项目）。

可以借助Spring中的@Scope注解来配置作用域。

当设置Bean对象为单例时，例如下述代码：

//默认bean的作用域为：singleton (单例)
@RestController
@RequestMapping("/depts")
public class DeptController {

    @Autowired
    private DeptService deptService;

    public DeptController(){
        System.out.println("DeptController constructor ....");
    }

    //省略其他代码...
}

测试类如下：

@SpringBootTest
class SpringbootWebConfig2ApplicationTests {

    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext; //IOC容器对象

    //bean的作用域
    @Test
    public void testScope(){
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            DeptController deptController = applicationContext.getBean(DeptController.class);
            System.out.println(deptController);
        }
    }
}

结果如下图，可以发现，每一次创建的Bean实例都是同一个。

如果设置Bean的作用域非单例：

@Scope("prototype") //bean作用域为非单例
@RestController
@RequestMapping("/depts")
public class DeptController {

    @Autowired
    private DeptService deptService;

    public DeptController(){
        System.out.println("DeptController constructor ....");
    }

    //省略其他代码...
}

结果如下图，可以发现，IOC容器创建了多个Bean实例，每一次使用Bean对象就会创建一个新的实例。

2. 第三方Bean

之前所配置的Bean，像controller、service，dao三层体系下编写的类，这些类都是我们在项目当中自己定义的类(自定义类)。当我们要声明这些bean，也非常简单，我们只需要在类上加上@Component以及它的这三个衍生注解（@Controller、@Service、@Repository），就可以来声明这个bean对象了。

当某个类不是我们自己编写的，而是我们引入的第三方依赖当中提供的，那么此时我们是无法使用 @Component 及其衍生注解来声明bean的，此时就需要使用@Bean注解来声明bean 了。

此时有两种方式来声明第三方类的Bean，一种是在启动类中直接声明这个Bean【不推荐】，另一种是将第三方的Bean对象进行集中管理，通过@Configuration 注解声明一个配置类。【推荐】。

这里只介绍第二种方式。创建一个包，专门用来存在配置类，下面代码是将阿里云操作的工具类进行Bean注入。

@Configuration
public class OSSConfig {
    @Bean
    public AliyunOSSOperator aliyunOSSOperator(AliyunOSSProperties ossProperties) {
        return new AliyunOSSOperator(ossProperties);
    }
}

这是将Redis的相关第三方类进行Bean注入：

@Configuration
@Slf4j
public class RedisConfiguration {

    @Bean
    public RedisTemplate redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        log.info("开始创建redis模版对象..");

        RedisTemplate redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        // 设置redis的连接工厂对象
        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        // 设置redis key的序列化器
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        return redisTemplate;
    }
}

然后，就可以直接在Controller层使用这个第三方类，例如下面代码：

@RestController("userShopController")
@RequestMapping("/user/shop")
@Slf4j
public class ShopController {

    private static final String KET = "SHOP_STATUS";

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * 获取店铺营业状态
     */
    @GetMapping("/status")
    public Result getStatus() {
        Integer status = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(KET);
        log.info("获取营业状态为:{}", status == 1? "营业中" : "已打样");
        return Result.success(status);
    }
}

三、SpringBoot原理

Spring中的所有框架都是基于一个基础框架SpringFramework(也就是Spring框架)。SpringBoot框架的底层同样也是SpringFramework。

SpringBoot框架之所以使用起来更简单更快捷，是因为SpringBoot框架底层提供了两个非常重要的功能：一个是起步依赖，一个是自动配置。

通过SpringBoot所提供的起步依赖，就可以大大的简化pom文件当中依赖的配置，从而解决了Spring框架当中依赖配置繁琐的问题。通过自动配置的功能就可以大大的简化框架在使用时bean的声明以及bean的配置。我们只需要引入程序开发时所需要的起步依赖，项目开发时所用到常见的配置都已经有了，我们直接使用就可以了。

1. 起步依赖

假如我们没有使用SpringBoot，用的是Spring框架进行web程序的开发，此时我们就需要引入web程序开发所需要的一些依赖。

但是如果使用SpringBoot，当我们引入了 spring-boot-starter-web 之后，maven会通过依赖传递特性，将web开发所需的常见依赖都传递下来。就不需要我们一个一个的去引用了。

简单理解就是，假如你想吃一份火锅。传统方式（老Spring）下，你需要单独下单锅底、肉、蔬菜等等东西，同时还要考虑选的菜品适不适合这个锅底等等。但是如果有了SpringBoot的起步依赖，就相当于你直接点了一个火锅套餐，你不需要考虑任何东西，只需要说一声“我要一个spring-boot-starter-web套餐”，后台就会自动将Web开发所需要的东西打包好。不需要一个一个找依赖，也不用担心版本冲突。

2. 自动配置

SpringBoot的自动配置就是当spring容器启动后，一些配置类、bean对象就自动存入到了IOC容器中，不需要我们手动去声明，从而简化了开发，省去了繁琐的配置操作。

例如，我们要将一个对象转为json，直接注入一个Gson，然后就可以直接使用了。而我们在我们整个项目中，也并未配置Gson这个类型的bean，为什么可以直接注入使用呢？原因就是因为这个bean，springboot中已经帮我们自动配置完毕了，我们是可以直接使用的。

自动配置是Spring Boot在启动时，根据你项目的实际依赖（类路径上有啥）和当前环境（比如有没有配数据源URL），自动判断并创建好一大堆常用的Bean（对象）和配置。它背后靠一堆@ConditionalOn...（条件满足才生效）的智能开关实现。

3. 自动配置原理分析

3.1 源码解析

要搞清楚SpringBoot的自动配置原理，要从SpringBoot启动类上使用的核心注解@SpringBootApplication开始分析：

元注解就是在注解上的注解，是必需的，不再解释。

先来看第一个注解：@SpringBootConfiguration：

@SpringBootConfiguration注解上使用了@Configuration，表明SpringBoot启动类就是一个配置类。

@Indexed注解，是用来加速应用启动的（不用关心）。

再来看@ComponentScan注解：

@ComponentScan注解是用来进行组件扫描的，扫描启动类所在的包及其子包下所有被@Component及其衍生注解声明的类。

SpringBoot启动类，之所以具备扫描包功能，就是因为包含了@ComponentScan注解。

最后来看@EnableAutoConfiguration注解（自动配置核心注解）：

@EnableXxxxx这种格式的注解说白了就是第三方依赖中提供的注解，指定要导入哪些Bean对象或配置类，在使用的时候在启动类上加上@EnableXxxxx注解即可，@SpringBootApplication注解上加了@EnableAutoConfiguration注解，就会自动传递到启动类上。

@EnableAutoConfiguration注解上使用了@Import注解（Import注解才是真正用来导入类的注解，@EnableXxxx只是将其包装了一下）。

AutoConfigurationImportSelector类是ImportSelector接口的实现类。

AutoConfigurationImportSelector类中重写了ImportSelector接口的selectImports()方法，selectImports()方法底层调用getAutoConfigurationEntry()方法，获取可自动配置的配置类信息集合。

getAutoConfigurationEntry()方法通过调用getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes)方法获取在配置文件中配置的所有自动配置类的集合。

在META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports配置文件中会指定许多第三方的配置类，例如第三方依赖Gson的配置类：GsonAutoConfiguration。

打开第三方依赖中提供的GsonAutoConfiguration类，可以发现在GsonAutoConfiguration类上，添加了注解@AutoConfiguration，因此该类是个配置类：

自动配置的原理就是在配置类中定义一个@Bean标识的方法，而Spring会自动调用配置类中使用@Bean标识的方法，并把方法的返回值注册到IOC容器中。

自动配置源码小结：

自动配置原理源码入口就是 @SpringBootApplication 注解，在这个注解中封装了3个注解，分别是：

@SpringBootConfiguration
- 声明当前类是一个配置类
@ComponentScan
- 进行组件扫描（SpringBoot中默认扫描的是启动类所在的当前包及其子包）
@EnableAutoConfiguration

在实现类重写的selectImports()方法，读取当前项目下所有依赖jar包中META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports两个文件里面定义的配置类（配置类中定义了@Bean注解标识的方法）。
- 封装了@Import注解（Import注解中指定了一个ImportSelector接口的实现类）

当SpringBoot程序启动时，就会加载配置文件当中所定义的配置类，并将这些配置类信息(类的全限定名)封装到String类型的数组中，最终通过@Import注解将这些配置类全部加载到Spring的IOC容器中，交给IOC容器管理。

但是并不是把文件中的所有Bean都注册到IOC容器当中，因为在声明Bean对象的时候，会有一个@Conditional开头的注解，这个注解的作用就是按照指定的条件进行装配，只有满足条件，，响应的Bean才会注册到IOC容器当中。

3.2 @Conditional

作用：按照一定的条件进行判断，在满足给定条件后才会注册对应的bean对象到Spring的IOC容器中。
位置：方法、类
@Conditional本身是一个父注解，派生出大量的子注解：
- @ConditionalOnClass：判断环境中有对应字节码文件，才注册bean到IOC容器。
- @ConditionalOnMissingBean：判断环境中没有对应的bean(类型或名称)，才注册bean到IOC容器。
- @ConditionalOnProperty：判断配置文件中有对应属性和值，才注册bean到IOC容器。

@ConditionalOnClass注解

@Configuration
public class HeaderConfig {

    @Bean
    @ConditionalOnClass(name="io.jsonwebtoken.Jwts")//环境中存在指定的这个类，才会将该bean加入IOC容器
    public HeaderParser headerParser(){
        return new HeaderParser();
    }
    
    //省略其他代码...
}

@ConditionalOnMissingBean注解（最常用）

@Configuration
public class HeaderConfig {
        
    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean //不存在该类型的bean，才会将该bean加入IOC容器
    public HeaderParser headerParser(){
        return new HeaderParser();
    }
    
    //省略其他代码...
}

此时再来看看GsonAutoConfiguration这个配置类，@EnableConfigurationProperties(GsonProperties.class)，这个注解明确告知SpringBoot框架，GsonProperties类是一个配置属性类（标注了 @ConfigurationProperties），需要将配置文件（如application.yml）中前缀匹配的属性注入到该类的字段中：