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配置类需要标注@Configuration却不知原因?那这次就不能给你涨薪喽

Java方向盘 2020-05-17
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当大潮退去,才知道谁在裸泳。
作者:A哥(YourBatman)
公众号:BAT的乌托邦(ID:BAT-utopia)
文末是否有彩蛋:有






前言


各位小伙伴大家好,我是A哥。这是继上篇文章:真懂Spring的@Configuration配置类?你可能自我感觉太良好 的原理/源码解释篇。按照本公众号的定位,原理一般跑不了,虽然很枯燥,但还得做,毕竟做难事必有所得,真的掌握了才有底气谈涨薪嘛。


Tips:鉴于经常有些同学无法区分某个功能/某项能力属于Spring Framework
的还是Spring Boot
,你可以参考文章里的【版本约定】目录,那里会说明本文的版本依赖,也就是功能所属喽。比如本文内容它就属于Spring Framework
,和Spring Boot
木有关系。


版本约定


本文内容若没做特殊说明,均基于以下版本:

  • JDK:1.8

  • Spring Framework:5.2.2.RELEASE







正文


Spring的IoC就像个“大熔炉”,什么都当作Bean放在里面。然而,虽然它们都放在了一起,但是实际在功能上是有区别的,比如我们熟悉的BeanPostProcessor
就属于后置处理器功能的Bean,还有本文要讨论的@Configuration
配置Bean也属于一种特殊的组件。


判断一个Bean是否是Bean的后置处理器很方便,只需看它是否实现了BeanPostProcessor
接口即可;那么如何去确定一个Bean是否是@Configuration配置Bean呢?若是,如何区分是Full模式还是Lite模式呢?这便就是本文将要讨论的内容。


如何判断组件是@Configuration配置?


首先需要明确:@Configuration
配置前提必须是IoC管理的一个组件(也就是常说的Bean)。Spring使用BeanDefinitionRegistry
注册中心管理着所有的Bean定义信息,那么对于这些Bean信息哪些属于@Configuration
配置呢,这是需要甄选出来的。


判断一个Bean是否是@Configuration
配置类这个逻辑统一交由ConfigurationClassUtils
这个工具类去完成。


ConfigurationClassUtils工具类


见名之意,它是和配置有关的一个工具类,提供几个静态工具方法供以使用。Spring 3.1
新增类,对于作用,官方给的解释是:用于标识@Configuration
类的实用程序(Utilities)。它主要提供了是否是配置类的判断方法:checkConfigurationClassCandidate()
用于检查给定的Bean定义是否是配置类的候选对象(或者在配置/组件类中声明的嵌套组件类),并做相应的标记


checkConfigurationClassCandidate()


它是一个public static工具方法,用于判断某个Bean定义是否是@Configuration
配置。


ConfigurationClassUtils:

  public static boolean checkConfigurationClassCandidate(BeanDefinition beanDef, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) {
    ...
    // 根据Bean定义信息,拿到器对应的注解元数据
    AnnotationMetadata metadata = xxx;
    ...
    
    // 根据注解元数据判断该Bean定义是否是配置类。若是:那是Full模式还是Lite模式
    Map<String, Object> config = metadata.getAnnotationAttributes(Configuration.class.getName());
    if (config != null && !Boolean.FALSE.equals(config.get("proxyBeanMethods"))) {
      beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
    } else if (config != null || isConfigurationCandidate(metadata)) {
      beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
    } else {
      return false;
    }
    
    ...
    
    // 到这。它肯定是一个完整配置(Full or Lite) 这里进一步把@Order排序值放上去
    Integer order = getOrder(metadata);
    if (order != null) {
      beanDef.setAttribute(ORDER_ATTRIBUTE, order);
    }

    return true;
  }


步骤总结:


  1. 根据Bean定义信息解析成为一个注解元数据对象AnnotationMetadata metadata

    1. 可能是个AnnotatedBeanDefinition
      ,也可能是个StandardAnnotationMetadata

  2. 根据注解元数据metadata判断是否是个@Configuration
    配置类,有如下三种可能case:

    1. 标注有@Configuration
      注解并且该注解的proxyBeanMethods = false
      ,那么mark一下它是Full模式的配置。否则进入下一步判断

    2. 标注有@Configuration
      注解或者符合Lite模式的条件(上文有说一共有5种可能是Lite模式,源码处在isConfigurationCandidate(metadata)
      这个方法里表述),那么mark一下它是Lite模式的配置。否则进入下一步判断

    3. 不是配置类,并且返回结果return false

  3. 能进行到这一步,说明该Bean肯定是个配置类了(Full模式或者Lite模式),那就取出其@Order
    值(若有的话),然后mark进Bean定义里面去


这个mark动作很有意义:后面判断一个配置类是Full模式还是Lite模式,甚至判断它是否是个配置类均可通过beanDef.getAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE)
这样完成判断




方法使用处



知晓了checkConfigurationClassCandidate()
能够判断一个Bean(定义)是否是一个配置类,那么它在什么时候会被使用呢?通过查找可以发现它被如下两处使用到:


  • 使用处:ConfigurationClassPostProcessor.processConfigBeanDefinitions()
    处理配置Bean定义阶段。


ConfigurationClassPostProcessor:

  public void processConfigBeanDefinitions(BeanDefinitionRegistry registry) {
    
    // 拿出当前所有的Bean定义信息,一个个的检查是否是配置类
    String[] candidateNames = registry.getBeanDefinitionNames();
    for (String beanName : candidateNames) {
      BeanDefinition beanDef = registry.getBeanDefinition(beanName);
      if (beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE) != null) {
        logger.debug("Bean definition has already been processed as a configuration class: " + beanDef);
      }
      // 如果该Bean定义不是配置类,那就继续判断一次它是否是配置类,若是就加入结果集合里
      else if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(beanDef, this.metadataReaderFactory)) {
        configCandidates.add(new BeanDefinitionHolder(beanDef, beanName));
      }
    }
    ...
  }



ConfigurationClassPostProcessor
是个BeanDefinitionRegistryPostProcessor
,会在BeanFactory
准备好后执行生命周期方法。因此自然而然的,checkConfigurationClassCandidate()
会在此阶段调用,用于区分出哪些是配置Bean。


值得注意的是ConfigurationClassPostProcessor
的执行时期是非常早期的(BeanFactory
准备好后就执行嘛),这个时候容器内的Bean定义很少。此时只有主配置类才被注册了进来,那些想通过@ComponentScan
扫进来的配置类都还没到“时间”,这个时间节点很关键,请注意区分。为了方便你理解,我分别把Spring和Spring Boot在此阶段的Bean定义信息截图展示如下:


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以上是Spring环境,对应代码为:


new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);


135


以上是Spring Boot环境,对应代码为:


@SpringBootApplication
public class Boot2Demo1Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Boot2Demo1Application.class, args);
    }
}


相比之下,Spring Boot里多了internalCachingMetadataReaderFactory
这个Bean定义。原因是SB定义了一个CachingMetadataReaderFactoryPostProcessor
把它放进去的,由于此Processor也是个BeanDefinitionRegistryPostProcessor
并且order值为Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE
,所以它会优先于ConfigurationClassPostProcessor
执行把internalCachingMetadataReaderFactory注册进去~


  • 使用处:ConfigurationClassParser.doProcessConfigurationClass()
    解析 @Configuration
    配置类阶段。所处的大阶段同上使用处,仍旧是ConfigurationClassPostProcessor#postProcessBeanDefinitionRegistry()
    阶段


ConfigurationClassParser:

  @Nullable
  protected final SourceClass doProcessConfigurationClass(ConfigurationClass configClass, SourceClass sourceClass) throws IOException {
    ... // 先解析nested内部类(内部类会存在@Bean方法嘛~)
    ... // 解析@PropertySource资源,加入到environment环境
    ... // 解析@ComponentScan注解,把组件扫描进来
    scannedBeanDefinitions = ComponentScanAnnotationParser.parse(componentScan, ...);
      // 把扫描到的Bean定义信息依旧需要一个个的判断,是否是配置类
      // 若是配置类,就继续当作一个@Configuration配置类来解析parse() 递归嘛
      for (BeanDefinitionHolder holder : scannedBeanDefinitions) {
        ...
        if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(bdCand, this.metadataReaderFactory)) {
          parse(bdCand.getBeanClassName(), holder.getBeanName());
        }
      }
    ... // 解析@Import注解
    ... // 解析@ImportResource注解
    ... // 解析当前配置里配置的@Bean方法
    ... // 解析接口默认方法(因为配置类可能实现接口,然后接口默认方法可能标注有@Bean )
    ... // 处理父类(递归,直到父类为java.打头的为止)
  }


这个方法是Spring对配置类解析的最核心步骤,通过它顺带也能够解答你的这个疑惑:为何你仅需在类上标注一个@Configuration
注解即可让它成为一个配置类?答:因为被Scan扫描进去当作配置类来使用了~


通过以上两个使用处的分析和对比,对于@Configuration
配置类的理解,你至少应该掌握了如下讯息:


  1. @Configuration
    配置类肯定是个组件,存在于IoC容器里

  2. @Configuration
    配置类是有主次之分的,主配置类是驱动整个程序的入口,可以是一个,也可以是多个(若存在多个,支持使用@Order排序)

  3. 我们平时一般只书写次配置类(而且一般写多个),它一般是借助主配置类的@ComponentScan
    能力完成加载进而解析的(当然也可能是@Import
    、又或是被其它次配置类驱动的)

  4. 配置类可以存在嵌套(如内部类),继承,实现接口等特性


聊完了最为重要的checkConfigurationClassCandidate()
方法,当然还有必要看看ConfigurationClassUtils
的另一个工具方法isConfigurationCandidate()


isConfigurationCandidate()


它是一个public static工具方法,通过给定的注解元数据信息来判断它是否是一个Configuration


ConfigurationClassUtils:

  static {
    candidateIndicators.add(Component.class.getName());
    candidateIndicators.add(ComponentScan.class.getName());
    candidateIndicators.add(Import.class.getName());
    candidateIndicators.add(ImportResource.class.getName());
  }

  public static boolean isConfigurationCandidate(AnnotationMetadata metadata) {
    // 不考虑接口 or 注解 说明:注解的话也是一种“特殊”的接口哦
    if (metadata.isInterface()) {
      return false;
    }
    // 只要该类上标注有以上4个注解任意一个,都算配置类
    for (String indicator : candidateIndicators) {
      if (metadata.isAnnotated(indicator)) {
        return true;
      }
    }
    // 若一个注解都没标注,那就看有木有@Bean方法 若有那也算配置类
    return metadata.hasAnnotatedMethods(Bean.class.getName());
  }


步骤总结:


  1. 若是接口类型(含注解类型),直接不予考虑,返回false。否则继续判断

  2. 若此类上标注有@Component、@ComponentScan、@Import、@ImportResource
    任意一个注解,就判断成功返回true。否则继续判断

  3. 到此步,就说明此类上没有标注任何注解。若存在@Bean方法,返回true,否则返回false。


需要特别特别特别注意的是:此方法它的并不考虑@Configuration
注解,是“轻量级”判断,这是它和checkConfigurationClassCandidate()
方法的最主要区别
。当然,后者依赖于前者,依赖它来根据注解元数据判断是否是Lite模式的配置。


Spring 5.2.0版本变化说明


因为本文的讲解和代码均是基于Spring 5.2.2.RELEASE
的,而并不是所有小伙伴都会用到这么新的版本。关于此部分的实现,以Spring 5.2.0版本为分界线实现上有些许差异,所以在此处做出说明。


proxyBeanMethods属性的作用


proxyBeanMethods
属性是Spring 5.2.0版本为@Configuration
注解新增加的一个属性:


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

  @AliasFor(annotation = Component.class)
  String value() default "";
  // @since 5.2
  boolean proxyBeanMethods() default true;
}


它的作用是:是否允许代理@Bean方法。说白了:决定此配置使用Full模式还是Lite模式。为了保持向下兼容,proxyBeanMethods
的默认值是true,使用Full模式配置。


Spring 5.2提出了这个属性项,是期望你在已经了解了它的作用之后,显示的把它置为false的,因为在云原生将要到来的今天,启动速度方面Spring一直在做着努力,也希望你能配合嘛。这不Spring Boot
就“配合”得很好,它在2.2.0版本(依赖于Spring 5.2.0)起就把它的所有的自动配置类的此属性改为了false,即@Configuration(proxyBeanMethods = false)


Full模式/Lite模式实现上的差异


由于Spring 5.2.0新增了proxyBeanMethods
属性来控制模式,因此实现上也有些许诧异,请各位注意甄别:


  • Spring 5.2.0+版本判断实现:


ConfigurationClassUtils:

    Map<String, Object> config = metadata.getAnnotationAttributes(Configuration.class.getName());
    if (config != null && !Boolean.FALSE.equals(config.get("proxyBeanMethods"))) {
      beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
    } else if (config != null || isConfigurationCandidate(metadata)) {
      beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
    } else {
      return false;
    }


  • Spring 5.2.0-版本判断实现:


ConfigurationClassUtils:

    if (isFullConfigurationCandidate(metadata)) {
      beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
    } else if (isLiteConfigurationCandidate(metadata)) {
      beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
    } else {
      return false;
    }



思考题?


  1. 既然isConfigurationCandidate()
    判断方法是为checkConfigurationClassCandidate()
    服务,那Spring为何也把它设计为public static呢?

  2. ConfigurationClassUtils
    里还存在对@Order
    顺序的解析方法,不是说Spring的Bean是无序的吗?这又如何理解呢?







总结


本文作为上篇文章的续篇,解释了@Configuration配置的Full模式和Lite模式的判断原理,同时顺带的也介绍了什么叫主配置配和次配置类,这个概念(虽然官方并不这么叫)对你理解Spring Framework是非常有帮助的。如果你使用是基于Spring 5.2.0+的版本,在了解了这两篇文章内容的基础上,建议你的配置类均采用Lite模式去做,即显示设置proxyBeanMethods = false


另外关于此部分内容,有些更为感兴趣的小伙伴问到:为什么Full模式下通过方法调用指向的仍旧是原来的Bean,保证了只会执行一次呢?开启的是Full模式这只是表象原因,想要回答此问题需要涉及到CGLIB增强实现的深水区内容,为了满足这些好奇(好学)的娃子,计划会在下篇文章继续再拿一篇专程讲解(预计篇幅不短,万字以上),你可订阅我的公众号持续保持关注。

文末彩蛋


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