SpringBoot实例化Bean

时间:2022-06-03 CoderJ 人气:0

1. 前言

SpringBoot在包扫描时，并不会扫描子模块下的内容，这样就使得我们的子模块中的Bean无法注入到Spring容器中。SpringBoot就为我们提供了spring.factories这个文件，让我们可以轻松的将子模块的Bean注入到我们的Spring容器中，本篇文章我们就一起探究一下spring.factories 跨模块实例化Bean的原理。

我们在SpringBoot项目为何引入大量的starter?如何自定义starter?文章中也讲到构建自己构建starter，其中spring.factories就起到重要的作用，我们是通过spring.factories让starer项目中的Bean注入到Web模块的Spring容器中。本篇文章就来探究一下spring.factories文件，更深层次的东西，以及我们是如何借助该文件实例化Bean的。

2. 配置

spring.factories文件一般都是配置在src/main/resources/META-INF/ 目录下。

也就是说我们在IDEA新建的SpringBoot项目或者Maven项目的资源文件resources目录下新建一个META-INF文件夹，再建一个spring.factories文件即可，新建的文件没有问题的化，一般IDEA都能自动识别，如下图所示。

spring.factories 的文件内容就是接口对应其实现类，实现类可以有多个

文件内容必须是kv形式，即properties类型

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.zhj.config.AutoConfiguration

如其一个接口有多个实现，如下配置:

org.springframework.boot.logging.LoggingSystemFactory=\
org.springframework.boot.logging.logback.LogbackLoggingSystem.Factory,\
org.springframework.boot.logging.log4j2.Log4J2LoggingSystem.Factory,\
org.springframework.boot.logging.java.JavaLoggingSystem.Factory

3. 原理

在spring -core 中定义了SpringFactoriesLoader 类，这个类就是让spring.factories文件发挥作用的类。SpringFactoriesLoader类的作用就是检索META-INF/spring.factories文件，并获取指定接口将其实现实例化。在这个类中定义了两个对外的方法：

loadFactories 根据给定的接口类获取其实现类的实例，这个方法返回的是对象列表
loadFactoryNames 根据给定的类型加载类路径的全限定类名，这个方法返回的是全限定类名的列表。

源码如下：

public final class SpringFactoriesLoader {
    
    // 文件位置
    public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";
    
    // 缓存
    private static final Map<ClassLoader, MultiValueMap<String, String>> cache = new ConcurrentReferenceHashMap<>();


    private SpringFactoriesLoader() {
    }


    /**
     * 根据给定的类型加载并实例化工厂的实现类
     */
    public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
        Assert.notNull(factoryType, "'factoryType' must not be null");
        // 获取类加载器
        ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
        if (classLoaderToUse == null) {
            classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
        }
        // 加载类的全限定名
        List<String> factoryImplementationNames = loadFactoryNames(factoryType, classLoaderToUse);
        if (logger.isTraceEnabled()) {
            logger.trace("Loaded [" + factoryType.getName() + "] names: " + factoryImplementationNames);
        }
        List<T> result = new ArrayList<>(factoryImplementationNames.size());
        for (String factoryImplementationName : factoryImplementationNames) {
            // 实例化Bean,并将Bean放入到List集合中
            result.add(instantiateFactory(factoryImplementationName, factoryType, classLoaderToUse));
        }
        AnnotationAwareOrderComparator.sort(result);
        return result;
    }
    
    /**
     * 根据给定的类型加载类路径的全限定类名
     */
    public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
        
        // 获取工厂类型名称
        String factoryTypeName = factoryType.getName();
        // 加载所有META-INF/spring.factories中的value
        return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());
    }
    
    private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
        // 根据类加载器从缓存中获取，如果缓存中存在,就直接返回，如果不存在就去加载
        MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
        if (result != null) {
            return result;
        }
    
        try {
            // 获取所有jar中classpath路径下的META-INF/spring.factories
            Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
                    classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
                    ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
            result = new LinkedMultiValueMap<>();
            // 遍历所有的META-INF/spring.factories
            while (urls.hasMoreElements()) {
                URL url = urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                // 将META-INF/spring.factories中的key value加载为Prpperties对象
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
                    // key就是接口的类名称
                    String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim();
                    for (String factoryImplementationName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
                        // 以factoryTypeName为key,实现类为value放入map集合中
                        result.add(factoryTypeName, factoryImplementationName.trim());
                    }
                }
            }
            // 加入缓存
            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        }
        catch (IOException ex) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
                    FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
        }
    }
    
    // 通过反射实例化Bean对象
    @SuppressWarnings("unchecked")
    private static <T> T instantiateFactory(String factoryImplementationName, Class<T> factoryType, ClassLoader classLoader) {
        try {
            Class<?> factoryImplementationClass = ClassUtils.forName(factoryImplementationName, classLoader);
            if (!factoryType.isAssignableFrom(factoryImplementationClass)) {
                throw new IllegalArgumentException(
                        "Class [" + factoryImplementationName + "] is not assignable to factory type [" + factoryType.getName() + "]");
            }
            return (T) ReflectionUtils.accessibleConstructor(factoryImplementationClass).newInstance();
        }
        catch (Throwable ex) {
            throw new IllegalArgumentException(
                "Unable to instantiate factory class [" + factoryImplementationName + "] for factory type [" + factoryType.getName() + "]",
                ex);
        }
    }

}

4. 总结

Spring通过SpringFactoriesLoader实例化Bean的过程

获取SpringFactoriesLoader对应的类加载器
查找缓存，查看缓存中是否已经读取到所有jar中classpath路径下的META-INF/spring.factories的内容
如果缓存已经存在，根据/spring.factories文件中配置的全限定类名通过反射实例化Bean
如果缓存中没有值，则扫描所有jar中的这个META-INF/spring.factories文件，并将其以读取到缓存中，并返回这个配置列表
然后根据这个全限定类名的列表再通过反射实例化Bean

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