Spring Boot 自动加载流程详解

news2025/4/18 22:14:41

前言

Spring Boot 是一个基于约定优于配置理念的框架，它通过自动加载机制大大简化了开发者的配置工作。本文将深入探讨 Spring Boot 的自动加载流程，并结合源码和 Mermaid 图表进行详细解析。

一、Spring Boot 自动加载的核心机制

Spring Boot 的自动加载主要依赖以下几个核心注解和机制：

@SpringBootApplication
- 这是 Spring Boot 应用程序的入口点注解。
- 它是一个组合注解，包含以下三个核心注解：
  - @Configuration：声明该类是一个配置类，可以定义 Bean。
  - @EnableAutoConfiguration：启用自动配置功能。
  - @ComponentScan：扫描指定包及其子包下的组件（如 @Controller、@Service 等）。
@EnableAutoConfiguration
- 通过读取 META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports 文件中的类列表，加载符合条件的自动配置类。
条件注解
- Spring Boot 使用条件注解（如 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean 等）来判断是否加载某个自动配置类。
spring.factories 文件（旧版机制）
- 在 Spring Boot 3.x 及之前版本中，spring.factories 文件用于注册自动配置类。
AutoConfiguration.imports 文件（新版机制）
- 从 Spring Boot 3.x 开始，推荐使用 AutoConfiguration.imports 文件替代 spring.factories。

二、Spring Boot 自动加载流程

以下是 Spring Boot 自动加载的主要流程，分为以下几个步骤：

1. 启动类加载

当应用程序启动时，Spring Boot 会从主类（带有 @SpringBootApplication 注解的类）开始加载。

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

SpringApplication.run() 方法会初始化 Spring 容器并启动应用。

2. 加载自动配置类

Spring Boot 会根据以下步骤加载自动配置类：

(1) 扫描 `AutoConfiguration.imports` 文件

Spring Boot 会读取 META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports 文件，加载其中定义的自动配置类。

示例文件内容：

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

(2) 条件判断

每个自动配置类都会通过条件注解（如 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean 等）进行判断，只有满足条件的配置类才会被加载。

示例代码：

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

3. 注册 Bean 到容器

满足条件的自动配置类会被实例化，并将其定义的 Bean 注册到 Spring 容器中。

三、源码解析

以下是 Spring Boot 自动加载流程的关键源码分析：

1. `SpringApplication.run()` 方法

这是 Spring Boot 应用程序启动的入口方法。

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    // 初始化应用上下文
    ConfigurableApplicationContext context = createApplicationContext();
    
    // 准备环境、加载配置、刷新上下文
    refreshContext(context);
    
    return context;
}

2. `AutoConfigurationImportSelector` 类

该类负责加载 AutoConfiguration.imports 文件中的自动配置类。

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(
        getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader());
    return configurations;
}

3. 条件注解的实现

以 @ConditionalOnClass 为例，其核心逻辑在 OnClassCondition 类中实现。

public ConditionOutcome getMatchOutcome(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
    String className = (String) metadata.getAnnotationAttributes(ConditionalOnClass.class.getName()).get("value");
    try {
        Class.forName(className);
        return ConditionOutcome.match("Class " + className + " is present");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        return ConditionOutcome.noMatch("Class " + className + " is not present");
    }
}