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Configuration 注解

主要面向 Spring Boot 介绍。

Configuration 注解的作用

从 Spring3.0 开始，@Configuration 可用于定义配置类，可替换 xml 配置文件，配置类中声明了一个或多个被 @Bean 注解的方法，Spring 容器会处理这些方法以构建 bean 定义和处理 bean 的请求。
配置类会被 AnnotationConfigApplicationContext 或 AnnotationConfigWebApplicationContext （web 环境）处理[1]，SpringBoot Web 环境下由 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 处理配置类。

什么是 Spring 配置类

Spring 配置类用来注册 bean，它效果与 xml 文件是一样的，只是创建 Spring IoC 容器的方式不同：

//通过xml文件创建springIOC容器
ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("/spring-beans.xml");
//通过配置类创建springIOC容器
ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(BeanConfig.class);

如果一个类中有以下任意注解之一就属于配置类：

  • 类上有 @Configuration 注解
  • 类上有 @Compontent 注解
  • 类上有 @CompontentScan 注解
  • 类上有 @Import 注解
  • 类上有 @ImportResource 注解
  • 类中有 @Bean 标注的方法

判断一个类是否为一个配置类，可以看一下 org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassUtils#isConfigurationCandidate 方法，Spring 中处理这个过程会循环进行，直到完成所有配置类的解析及所有bean的注册。

@Configuration 的 Java Doc 知道 @Configuration 由 @Component 注解，因此被 @Configuration 注解的类会被自动检测（auto-detection）处理。

@Configuration is meta-annotated with @Component, therefore @Configuration classes are candidates for component scanning (typically using Spring XML's context:component-scan/ element) and therefore may also take advantage of @Autowired/@Inject like any regular @Component.

配置类处理器

ConfigurationClassPostProcessor 负责解析和处理被 @Configuration 注解的类（更具体的讲是 postProcessBeanDefinitionRegistry 方法）。

BeanFactoryPostProcessor used for bootstrapping processing of @Configuration classes.
Registered by default when using <context:annotation-config/> or <context:component-scan/>. Otherwise, may be declared manually as with any other BeanFactoryPostProcessor.
This post processor is priority-ordered as it is important that any Bean methods declared in @Configuration classes have their corresponding bean definitions registered before any other BeanFactoryPostProcessor executes.

这里先埋下一个知识点： ConfigurationClassPostProcessor 需要配置 <context:annotation-config/> 、<context:component-scan/>，或者手动声明 <bean class='org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor'/>。

解析配置类的过程

ConfigurationClassPostProcessor 首先会判断在 ApplicationContext 中的 bean 是否被 @Configuration 注解标记，然后使用 ConfigurationClassParser 来解析 @Configuration。

ConfigurationClassPostProcessor 解析配置类的大致流程：

  1. 使用 ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate 检查 BeanDefinition 是否有 @Configuration 注解标记
  2. 对配置类进行排序
  3. 使用 ConfigurationClassParser 解析 @Configuration 注解的信息
  4. 使用 ConfigurationClassBeanDefinitionReader 解析 BeanDefinition

其中 ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate 的判断逻辑与下列代码类似，AnnotatedElementUtils.isAnnotated 递归遍历所有注解：

//MyApplication 是启动类
AnnotatedElementUtils.isAnnotated(MyApplication.class, Configuration.class.getName());

Spring何时处理配置类

ConfigurationClassPostProcessor 又由谁来调用呢？

ApplicationContext 在 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#invokeBeanFactoryPostProcessors 中触发 ConfigurationClassPostProcessor#postProcessBeanDefinitionRegistry 的调用。

具体是哪个 ApplicationContext 是由 org.springframework.boot.SpringApplication#createApplicationContext 判断并创建，这里以 SpringBoot 为例：

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
  Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
  if (contextClass == null) {
    try {
      switch (this.webApplicationType) {
      case SERVLET:
        contextClass = Class.forName(DEFAULT_SERVLET_WEB_CONTEXT_CLASS);
        break;
      case REACTIVE:
        contextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS);
        break;
      default:
        contextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
      }
    }
    catch (ClassNotFoundException ex) {
      throw new IllegalStateException(
          "Unable create a default ApplicationContext, "
              + "please specify an ApplicationContextClass",
          ex);
    }
  }
  return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
}

SpringBootApplication 注解

在SpringBoot 中额外提供了一些配置类相关的注解，例如 SpringBoot 应用的入口启动类一般是如下形式：

@SpringBootApplication
public class MyApplication {
  SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
}

在 SpringBoot 设计中 SpringBootConfiguration 来代替 Configuration，在使用 SpringBootApplication 时会自动带入 SpringBootConfiguration 注解

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {}

@SpringBootApplication 由如下几个注解构成：

graph TD
  A(SpringBootApplication)-->B1(SpringBootConfiguration)
  A-->B2(EnableAutoConfiguration)
  A-->B3(ComponentScan)
  A-->B4(Inherited)
  B1-->C1(Configuration)
  C1-->C2(Component)
Loading

即一个 SpringBootApplication 注解具备 Configuration、ComponentScan、EnableAutoConfiguration 三者的功能：注册Bean、组件自动扫描、自动配置。

ComponentScan 注解

这里填下前文的一个知识点：ConfigurationClassPostProcessor 是需要配置的，例如在 xml 中添加 <context:component-scan/> 元素，是不是仅能通过 xml 配置呢? 答案自然是否定的。

这里引用下 @ComponentScan 的注释：

Configures component scanning directives for use with @Configuration classes. Provides support parallel with Spring XML's context:component-scan element.
Note that the <context:component-scan> element has an annotation-config attribute; however, this annotation does not. This is because in almost all cases when using @ComponentScan, default annotation config processing (e.g. processing @Autowired and friends) is assumed. Furthermore, when using AnnotationConfigApplicationContext, annotation config processors are always registered, meaning that any attempt to disable them at the @ComponentScan level would be ignored.

@ComponentScan 注解可以代替 <context:component-scan/> 配置，@ComponentScan 同样会注册 Annotation Config 相关的处理器。

我们结合前文中提及 @SpringBootApplication 同时被 @SpringBootConfiguration 和 @ComponentScan 两个注解所标记，这就可以理解在使用 SpringBoot 的过程中，我们通常无需关心 ConfigurationClassPostProcessor 的配置了。

EnableAutoConfiguration 注解

Spring Boot 提供了 @EnableAutoConfiguration 用于激活自动配置（auto-configuration），简单理解 @Configuration 标识了 Spring 配置类，@ComponentScan 告诉 Spring 扫描哪些配置类，而 @EnableAutoConfiguration 则告诉 Spring 可以使用或者不使用哪些配置类。 我理解这三者分别表述了：配置类是什么？有哪些？用哪些？

再谈 SpringBootApplication 注解

@SpringBootApplication(scanBasePackages={}, 
  exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class, DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class, HibernateJpaAutoConfiguration.class},)
public class MyApplication {}
  • scanBasePackages 属性对应 ComponentScan 的 basePackages 属性；
  • exclude 属性对应 EnableAutoConfiguration 的 exclude 属性；

简单的实现了 ComponentScan、EnableAutoConfiguration 的组件扫描和自动配置的能力。

扫描配置类的其他方式

不论是 XML 或者配置类均是 ConfigurationClassPostProcessor 等处理的，配置类的扫描是按照 <context:component-scan/> 和 @ComponentScan 的 basePackages 属性值来取得扫描路径，从而扫描出 classpath 下所有需要解析的配置类。

如果需要被 Ioc 容器管理的 Bean 的路径不在 SpringBoot 的包扫描路径下怎么办呢，即如何加载第三方的 Bean 呢？

方式1：spring.factories

一种类似 spi 方式来引入配置类：spring.factories，该文件位于 classpatch:META-INF 目录中，里面的内容如下：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
  elseifer.example.service.MyAutoConfiguraion

org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
  org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer

它不单单可以指定配置类，还可以指定其他 Spring 提供的扩展类，例如 ApplicationContextInitializer 等等。

方式2：@Import

在 SpringBoot Application 启动类（或者 Spring 配置类）上使用 @Import 注解，它的等价于 <import/>

@Import({MyConfig.class})
@SpringBootApplication
public class MyApplication {...}

额外提及下 @ImportResource，同 @Import 的使用方式，用于加载 xml 配置，提供类似 xml 中的 标签。

@ImportResource({"classpath*:test/META-INF/example/*.xml"})
@SpringBootApplication
public class MyApplication {...}

排除配置类

除了使用 EnableAutoConfiguration 和 SpringBootApplication 的 exclude 属性进行排除配置类，还可以通过配置文件指定参数的形式：

properties 文件指定

spring.autoconfigure.exclude=org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration

yml 文件指定：

spring:     
  autoconfigure:
    exclude:
      - org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration

End

到此，我们介绍了配置类、配置类的注解及其原理等内容，简单回顾：

  1. 配置类可以代替 xml 来注册 Bean，使用 @Configuration 等注解声明配置类；
    • @Configuation 等价于 <Beans></Beans>
    • @Bean 等价于 <Bean></Bean>
    • @ComponentScan 等价于 <context:component-scan/>
  2. 配置类由 ConfigurationClassPostProcessor 负责解析；
  3. 使用 @ComponentScan 时 SpringBoot 将默认注册 ConfigurationClassPostProcessor；
  4. 第三方或者非默认路径的配置类需要引入时，可以使用 spring.factories、@Import；

REF

  1. Spring Framework Reference
  2. componentscan&enableautoconfiguration
  3. Aggregating @Configuration classes with @Import