面试题：SpringBoot 的自动装配是怎样实现的？

时间：2025-04-10 18:15:01

一、SpringBoot 的自动装配实现：

自动装配的入口是复合注解 @SpringBootApplication ，它主要是由以下三个注解组成：

  • @SpringBootConfiguration
  • @EnableAutoConfiguration
  • @ComponentScan

装配步骤如下：

  • @SpringBootConfiguration 里面是封装了一个@Configuration，作用就是将配置这个注解的类加载到 IOC 容器里面，主要是替换到 xml 配置文件
  • @ComponentScan 他的作用就是扫描指定的路径下需要装配的类, 自动装配到 spring 的 IOC 容器里面，标识需要装配的类的形式主要是 @Component、@Repository、 @Service、 @Controller 这一类注解的标识，@ComponentScan 默认会扫描当前类名所在包名下面所有的加了相关标识注解载入 IOC 容器里面
  • @EnableAutoConfiguration 里面包含 @Import()
    • @Impor 引入实现了 ImportSelector 接口的AutoConfigurationImportSelector类进行动态注入
    • AutoConfigurationImportSelector 类里面的 selectImport主要是扫描MATE-INF下面的和文件最后进行合并， 判断那些组件需要注入，进行动态条件生成， 判断那些组件不需要注入容器

二、从 SpringBootApplication 注解开始分析自动装配

打开 SpringBootApplication 这个注解，可以看到它实际上 是一个复合注解

@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 {
    //...
}

SpringBootApplication 本质上是由 3 个注解组成，分别是

  1. @Configuration
  2. @EnableAutoConfiguration
  3. @ComponentScan

我们可以直接用这三个注解也可以启动 springboot 应用， 只是每次配置三个注解比较繁琐，所以直接用一个复合注解更方便些。 然后仔细观察者三个注解，除了 EnableAutoConfiguration 可能稍微陌生一点，其他两个注解使用得都很多

三、简单分析@Configuration

Configuration 这个注解大家应该有用过，它是 JavaConfig 形式的基于 Spring IOC 容器的配置类使用的一种注解。因 为 SpringBoot 本质上就是一个 spring 应用，所以通过这 个注解来加载 IOC 容器的配置是很正常的。所以在启动类里面标注了 @Configuration，意味着它其实也是一个 IOC容器的配置类。

从 Spring3 开始，Spring 就支持了两种 bean 的配置方式：

  • 一种是基于 xml 文件方式
  • 另一种就是 JavaConfig 任何一个标注了@Configuration 的 Java 类定义都是一个 JavaConfig 配置类。而在这个配置类中，任何标注了 @Bean 的方法，它的返回值都会作为 Bean 定义注册到 Spring 的 IOC 容器，方法名默认成为这个 bean 的 id

四、简单分析 ComponentScan

ComponentScan 这个注解是大家接触得最多的了，相当 于 xml 配置文件中的。 它的主要作用就是扫描指定路径下的标识了需要装配的类，自动装配到 spring 的 IOC容器中。

标识需 要装配的类的 形式主要是： @Component 、 @Repository、@Service、@Controller 这类的注解标识的类。

ComponentScan 默认会扫描当前 package 下的的所有加 了相关注解标识的类到 IOC 容器中；

五、简单分析 EnableAutoConfiguration

是在 Spring 3.1 版本中，提供了一系列的@Enable 开头的注解，

Enable 注解应该是在 JavaConfig 框架上更进一 步的完善，是的用户在使用 Spring 相关的框架是，避免配 置大量的代码从而降低使用的难度

比如常见的一些 Enable 注解：

  • @EnableWebMvc：这个注 解引入了 MVC 框架在 Spring 应用中需要用到的所有 bean
  • @EnableScheduling：开启计划任务的支持；

找到 EnableAutoConfiguration，我们可以看到每一个涉及 到 Enable 开头的注解，都会带有一个@Import 的注解。

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    //...
}

5.1 Import 注解

import 就是把多个分来的容器配置合并在一个配置中。在 JavaConfig 中所表达的意义是一样的。

联想到 xml 形式下有一个<import resource/>形式的注解，就明白它的作用了。

5.2 深入分析 EnableAutoConfiguration

EnableAutoConfiguration 的 主 要 作 用 其 实 就 是 帮 助 springboot 应用把所有符合条件的@Configuration 配置 都加载到当前 SpringBoot 创建并使用的 IoC 容器中。

再回到 EnableAutoConfiguration 这个注解中，我们发现 它的 import 是这样：

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    //...
}
5.2.1 AutoConfigurationImportSelector 是什么？

Enable注解不仅仅可以像前面演示的案例一样很简单的实 现多个 Configuration 的整合，还可以实现一些复杂的场景，比如可以根据上下文来激活不同类型的 bean， @Import 注解可以配置三种不同的 class

  • 第一种基于普通 bean 或者带有 @Configuration 的 bean 进行注入
  • 实现 ImportSelector 接口进行动态注入
  • 实现 ImportBeanDefinitionRegistrar 接口进行动态注入
5.2.2 @EnableAutoConfiguration 注解的实现原理

了解了 ImportSelector 和 ImportBeanDefinitionRegistrar 后，对于 EnableAutoConfiguration 的理解就容易一些了

它会通过 import 导入第三方提供的 bean 的配置类：AutoConfigurationImportSelector

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})

从名字来看，可以猜到它是基于 ImportSelector 来实现 基于动态 bean 的加载功能。

首先我们要知道 Springboot @Enable*注解的工作原理 ImportSelector 接口 selectImports 返回的数组（类的全类名）都会被纳入到 spring 容器中。

那么可以猜想到这里的实现原理也一定是一样的，定位到 AutoConfigurationImportSelector 这个类中的 selectImports 方法

//动态注入bean的方法
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
        return NO_IMPORTS;
    } else {
        //扫描  文件,会结合前面的元数据进行过滤
        AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);
        //获取所有的动态注入的bean
        AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = this.getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
        //返回beanName的String[]
        return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
    }
}

本质上来说，其实 EnableAutoConfiguration 会帮助 springboot 应用把所有符合@Configuration 配置都加载 到当前 SpringBoot 创建的 IOC容器，而这里面借助了 Spring 框架提供的一个工具类 SpringFactoriesLoader 的 支持。以及用到了 Spring 提供的条件注解 @Conditional，选择性的针对需要加载的 bean 进行条件过滤

5.2.3 SpringFactoriesLoader

SpringFactoriesLoader 这个工具类它其实和 java 中的 SPI 机制的原理是一样的，不过它比 SPI 更好的 点在于不会一次性加载所有的类，而是根据 key 进行加载。

首先， SpringFactoriesLoader 的作用是从 classpath/META-INF/ 文件中，根据 key 来 加载对应的类到 Spring IOC容器中。

5.2.4 深入理解条件过滤

在分析 AutoConfigurationImportSelector 的源码时，会 先扫描文件，最后在扫描 s 对应的类时，会结合前面的元数据进行过滤

为什么要过滤呢？

原因是很多的 @Configuration 其实是依托于其他的框架来加载的， 如果当前的 classpath 环境下没有相关联的依赖，则意味着这些类没必要进行加载，所以，通过这种条件过滤可以有效的减少 @configuration 类的数量从而降低 SpringBoot 的启动时间。

5.2.5 Conditional 中的其他注解
Conditions 描述
@ConditionalOnBean 在存在某个 bean 的时候
@ConditionalOnMissingBean 不存在某个 bean 的时候
@ConditionalOnClass 当前 classpath 可以找到某个类型的类时
@ConditionalOnMissingClass 当前 classpath 不可以找到某个类型的类时
@ConditionalOnResource 当前 classpath 是否存在某个资源文件
@ConditionalOnProperty 当前 jvm 是否包含某个系统属性为某个值
@ConditionalOnWebApplication 当前 spring context 是否是 web 应用程序

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