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【SpringBoot】深入剖析 Spring Boot 自动装配原理（附源码与实战）

article 2025/3/10 20:03:53

深入剖析 Spring Boot 自动装配原理（附源码与实战）

Spring Boot 的**自动装配（Auto Configuration）是其核心特性之一，使得开发者无需手动配置复杂的 Bean，即可快速构建应用。但Spring Boot 是如何实现自动装配的？它的底层原理是什么？我们又该如何自定义自动装配？**本文将从源码入手，深入剖析 Spring Boot 的自动装配原理，并通过代码实战加深理解。

1. 什么是自动装配？

在传统的 Spring 项目中，我们需要手动配置 Bean，例如 XML 或 Java 配置：

@Bean
public DataSource dataSource() {
    return new HikariDataSource();
}

而在 Spring Boot 中，这些 Bean 可以不写，Spring Boot 会自动装配合适的 Bean。例如，添加 spring-boot-starter-data-jpa 依赖后，Spring Boot 会自动配置 DataSource，但我们从未在代码中显式定义它！

2. 自动装配的底层原理

Spring Boot 的自动装配基于**@EnableAutoConfiguration**，该注解的核心逻辑如下：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class) // 导入自动装配选择器
public @interface EnableAutoConfiguration {
}

2.1 `@EnableAutoConfiguration` 做了什么？

@AutoConfigurationPackage：自动扫描并注册包路径下的组件。
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)：加载所有自动配置类。

其中，AutoConfigurationImportSelector 是 Spring Boot 自动装配的核心，负责加载 META-INF/spring.factories 里的自动配置类。

3. Spring Boot 如何加载自动配置类？

3.1 `AutoConfigurationImportSelector` 源码分析

AutoConfigurationImportSelector 通过 getAutoConfigurationEntry() 方法加载所有自动配置类：

@Override
protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata metadata, AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, metadata);
    configurations = removeDuplicates(configurations);
    return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
}

其中，getCandidateConfigurations() 方法会加载 spring.factories 文件：

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata) {
    return SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader());
}

3.2 `spring.factories` 文件

Spring Boot 的 spring-boot-autoconfigure.jar 包含 META-INF/spring.factories，里面定义了所有的自动装配类。例如：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletWebServerFactoryAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.orm.jpa.HibernateJpaAutoConfiguration

这意味着：Spring Boot 会自动加载 DataSourceAutoConfiguration、HibernateJpaAutoConfiguration 等自动配置类。

4. 代码实战：自定义自动装配

假设我们希望 Spring Boot 在项目启动时自动装配一个自定义的 HelloService，而无需手动配置 Bean，我们可以按照以下步骤实现。

4.1 定义 `HelloService`

首先，创建一个简单的服务类：

public class HelloService {
    public String sayHello() {
        return "Hello, Spring Boot AutoConfiguration!";
    }
}

4.2 创建自动配置类

在 com.example.config 包下创建 HelloServiceAutoConfiguration，使用 @Configuration 和 @ConditionalOnMissingBean，确保仅在没有用户手动定义 HelloService 时才进行装配：

@Configuration
public class HelloServiceAutoConfiguration {

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public HelloService helloService() {
        return new HelloService();
    }
}

4.3 注册到 `spring.factories`

在 resources/META-INF/spring.factories 文件中，加入：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.example.config.HelloServiceAutoConfiguration

这样，Spring Boot 启动时，会自动加载 HelloServiceAutoConfiguration，并装配 HelloService。

4.4 测试自动装配

创建 Spring Boot 启动类：

@SpringBootApplication
public class AutoConfigDemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = SpringApplication.run(AutoConfigDemoApplication.class, args);
        HelloService helloService = context.getBean(HelloService.class);
        System.out.println(helloService.sayHello());
    }
}

运行后，输出：

Hello, Spring Boot AutoConfiguration!

这证明我们的 HelloService 已经被 Spring Boot 自动装配！

5. 自动装配的排除与自定义

5.1 排除特定的自动配置

如果不想让某些自动配置生效，可以使用 exclude：

@SpringBootApplication(exclude = DataSourceAutoConfiguration.class)
public class MyApplication {
}

或者在 application.properties 中排除：

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

5.2 查看已加载的自动配置

Spring Boot 提供 spring-boot-actuator 依赖，可以使用 /actuator/beans 查看已加载的自动配置 Bean：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

然后访问：

http://localhost:8080/actuator/beans

可以看到当前应用加载了哪些自动装配的 Bean。

6. 总结

Spring Boot 通过 @EnableAutoConfiguration 和 AutoConfigurationImportSelector 加载 spring.factories 中的自动配置类。
自动配置类使用 @ConditionalOnMissingBean 等注解，确保只有在必要时才进行装配。
可以自定义自动装配组件，让 Spring Boot 在启动时自动加载自定义 Bean。
可以使用 exclude 配置排除特定的自动装配类，避免不必要的 Bean 加载。

Spring Boot 的自动装配机制极大地简化了 Spring 应用的开发，同时提供了足够的扩展性，使开发者能够轻松地自定义和管理 Bean 配置。希望本文能帮助你深入理解 Spring Boot 自动装配的底层原理！🚀

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