Spring Boot Conditional
麦神-mirson 人气:01. Spring Boot Condition功能与作用
@Conditional是基于条件的自动化配置注解， 由Spring 4框架推出的新特性。
在一个服务工程， 通常会存在多个配置环境， 比如常见的DEV（开发环境）、SIT(系统内部集成测试环境)、UAT(用户验收测试环境)、PRD(生产环境)等。在Spring3系列版本中通过@Profile实现，传入对应的环境标识， 系统自动加载不同环境的配置。spring4版本正式推出Condition功能， 在spring5版本， @Profile做了改进，底层是通过Condition实现， 看下Condition接口的UML结构：
可以看到两个抽象类应用实现了Condition接口， 一个是Spring Context下的ProfileCondition， 另一个就是SpringBootCondition。
SpringBootCondition下面有很多实现类，也是满足Spring
Boot的各种Condition需要， 图中只是列出了部分实现， 每个实现类下面， 都会有对应的注解来协助处理。
2. Conditional条件化系列注解介绍
| Conditional的注解 | Conditional的处理类 | Conditional的说明 |
|---|---|---|
| @ConditionalOnBean | OnBeanCondition | Spring容器中是否存在对应的实例。可以通过实例的类型、类名、注解、昵称去容器中查找(可以配置从当前容器中查找或者父容器中查找或者两者一起查找) |
| @ConditionalOnClass | OnClassCondition | 类加载器中是否存在对应的类。可以通过Class指定(value属性)或者Class的全名指定(name属性)如果是多个类或者多个类名的话，关系是”与”关系，也就是说这些类或者类名都必须同时在类加载器中存在 |
| @ConditionalOnExpression | OnExpressionCondition | 判断SpEL 表达式是否成立 |
| @ConditionalOnMissingBean | OnBeanCondition | Spring容器中是否缺少对应的实例。可以通过实例的类型、类名、注解、昵称去容器中查找(可以配置从当前容器中查找或者父容器中查找或者两者一起查找) |
| @ConditionalOnMissingClass | OnClassCondition | 跟ConditionalOnClass的处理逻辑一样，只是条件相反，在类加载器中不存在对应的类 |
| @ConditionalOnProperty | OnPropertyCondition | 应用环境中的屬性是否存在。提供prefix、name、havingValue以及matchIfMissing属性。prefix表示属性名的前缀，name是属性名，havingValue是具体的属性值，matchIfMissing是个boolean值，如果属性不存在，这个matchIfMissing为true的话，会继续验证下去，否则属性不存在的话直接就相当于匹配不成功 |
| @ConditionalOnResource | OnResourceCondition | 是否存在指定的资源文件。只有一个属性resources，是个String数组。会从类加载器中去查询对应的资源文件是否存在 |
| @ConditionalOnSingleCandidate | OnBeanCondition | Spring容器中是否存在且只存在一个对应的实例。只有3个属性value、type、search。跟ConditionalOnBean中的这3种属性值意义一样 |
| @ConditionalOnWebApplication | OnWebApplicationCondition | 应用程序是否是Web程序，没有提供属性，只是一个标识。会从判断Web程序特有的类是否存在，环境是否是Servlet环境，容器是否是Web容器等 |
SpringBootCondition下面包含的主要条件化注解说明：
- @ConditionalOnBean： 当Spring容器存在某个Bean则触发实现。
- @ConditionalOnMissingBean： 当Spring容器不存在某个Bean则不触发。
- @ConditionalOnSingleCandidate： 当Spring容器中只有一个指定Bean，或者多个时是首选 Bean。
- @ConditionalOnClass： 当环境路径下有指定的类， 则触发实现。
- @ConditionalOnMissingClass: 当环境路径下没有指定类则不触发实现。
- @ConditionalOnProperty: 判断属性如果存在指定的值则触发实现。
- @ConditionalOnResource: 判断存在指定的资源则触发实现。
- @ConditionalOnExpression: 基于 某个SpEL 表达式作判断实现。
- @ConditionalOnJava：基于JDK的版本作判断实现。
- @ConditionalOnJndi：基于指定的 JNDI 作判断实现。
- @ConditionalOnNotWebApplication：判断当前项目定义如果不是 Web 应用则不触发实现。
- @ConditionalOnWebApplication：判断当前项目定义如果是 Web 应用则触发实现。
它们内部都是基于@Conditional实现。
3. Conditional条件化注解的实现原理
上面看到， Spring Boot 有很多内置的多条件化注解， 都是基于@Conditional实现，
那么@Conditionnal又是如何实现？ 它的作用范围是什么？ 是如何生效的？
Conditional源码
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Conditional {
/**
* contion条件的具体实现类， 必须实现Condition接口
*/
Class<? extends Condition>[] value();
}@Target标示它的作用范围是在类或方法上。它是如何被调用生效的？ 我们来写下测试类， 进行调试，
分析调用栈。
自定义Conditional
创建com.mirson.spring.boot.research.condition.CustomerMatchCondition
@Log4j2
public class CustomerMatchCondition implements Condition {
@Override
public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
log.info("Process in CustomerMatchCondition.matches method. ");
return false;
}
}创建引用该Condition的配置类，
com.mirson.spring.boot.research.startup.CusomterConditional
@Configuration
@Conditional(CustomerMatchCondition.class)
@Log4j2
public class CusomterConditional {
public Object newObj() {
log.info("Process in CusomterConditional.newObj method.");
return new Object();
}
}启动调试，分析调用栈：
可以看到， 先从第一步调用refresh调用容器初始化，再到第二步处理Bean配置定义信息， 最后调用注解的doScan扫描方法，这样就能够找到我们自定义的CustomerMatchCondition，调用Condtion定义的matches接口实现， 决定是否要执行CustomerConditional 的newObject方法。
4. Conditional核心之matches匹配接口
matchs方法是做规则校验处理， SpringBootCondition源码：
public abstract class SpringBootCondition implements Condition {
private final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());
@Override
public final boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
// 根据注解信息， 获取类或方法名称
String classOrMethodName = getClassOrMethodName(metadata);
try {
// 获取实现类的处理匹配结果
ConditionOutcome outcome = getMatchOutcome(context, metadata);
// 日志打印匹配结果
logOutcome(classOrMethodName, outcome);
// ConditionEvaluationReport中记录处理结果信息
recordEvaluation(context, classOrMethodName, outcome);
return outcome.isMatch();
}
catch (NoClassDefFoundError ex) {
throw new IllegalStateException("Could not evaluate condition on " + classOrMethodName + " due to "
+ ex.getMessage() + " not " + "found. Make sure your own configuration does not rely on "
+ "that class. This can also happen if you are "
+ "@ComponentScanning a springframework package (e.g. if you "
+ "put a @ComponentScan in the default package by mistake)", ex);
}
catch (RuntimeException ex) {
throw new IllegalStateException("Error processing condition on " + getName(metadata), ex);
}
}
...
}- 获取使用了Conditional的类或方法名称信息。
- 根据Conditional条件规则判断， 获取返回处理结果。
- 判断是否开启日志记录功能，打印处理结果。
- 记录处理结果至ConditionEvaluationReport的outcomes属性中。最后返回布尔值的处理结果。它是通过 ConfigurationClassPostProcessor中的processConfigBeanDefinitions方法调用， 可以看到它是在Bean创建之前就先调用，归属Bean配置定义信息的逻辑处理，且在validate方法之前处理。调用机制要理解清楚，我们管理配置。
5. Conditional核心之条件化注解具体实现
以ConditionalOnBean为例， 进行分析， 源码：
@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Conditional(OnBeanCondition.class)
public @interface ConditionalOnBean {
...
}采用Conditional注解， 具体条件判断逻辑在OnBeanCondition类中实现， 源码：
@Order(Ordered.LOWEST_PRECEDENCE)
class OnBeanCondition extends FilteringSpringBootCondition implements ConfigurationCondition {
/**
* Bean definition attribute name for factory beans to signal their product type (if
* known and it can't be deduced from the factory bean class).
*/
public static final String FACTORY_BEAN_OBJECT_TYPE = BeanTypeRegistry.FACTORY_BEAN_OBJECT_TYPE;
@Override
public ConfigurationPhase getConfigurationPhase() {
return ConfigurationPhase.REGISTER_BEAN;
}
...
}OnBeanCondition类的作用是判断容器中有无指定的Bean实例， 如果存在， 则条件生效。
它实现了抽象类FilteringSpringBootCondition的getOutcomes方法，同时实现了SpringBootCondition的getMatchOutcome方法， 两个核心方法接口，一个是获取定义的匹配条件，一个是返回匹配的结果信息， OnBeanCondition子类去实现具体的判断逻辑， 根据定义的条件输出判断结果。
getOutcomes方法
方法源码：
@Override
protected final ConditionOutcome[] getOutcomes(String[] autoConfigurationClasses,
AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata) {
// 创建数组， 记录自动化配置的类信息
ConditionOutcome[] outcomes = new ConditionOutcome[autoConfigurationClasses.length];
// 遍历处理
for (int i = 0; i < outcomes.length; i++) {
String autoConfigurationClass = autoConfigurationClasses[i];
if (autoConfigurationClass != null) {
// 获取具有ConditionalOnBean注解设置的Bean
Set<String> onBeanTypes = autoConfigurationMetadata.getSet(autoConfigurationClass, "ConditionalOnBean");
// 记录outcomes， 条件配置信息
outcomes[i] = getOutcome(onBeanTypes, ConditionalOnBean.class);
if (outcomes[i] == null) {
// 为空， 则降级获取ConditionalOnSingleCandidate配置信息
Set<String> onSingleCandidateTypes = autoConfigurationMetadata.getSet(autoConfigurationClass,
"ConditionalOnSingleCandidate");
outcomes[i] = getOutcome(onSingleCandidateTypes, ConditionalOnSingleCandidate.class);
}
}
}
return outcomes;
}该方法作用是扫描在META-INF的spring.factories文件中定义的配置类， 检测是否包含对应的条件标注，
也就是是否使用了@OnBeanCondition标注，存在则会记录， 进入后续方法逻辑处理。
可以看到， 通过outcomes数组来记录所有采用了Conditional的Autoconfiguration配置类。
扩展分析：
我们讲解的OnBeanCondition只是其中一个条件注解， 跟踪代码分析， 同组的还有OnClassConditional和OnWebApplicationCondition条件注解，启动处理顺序是：
OnClassConditional->OnWebApplicationCondition->OnBeanCondition，
spring.factories中大部份配置的Autoconfiguration都是采用OnClassConditional来作依赖类的条件判断。
getMatchOutcomes方法
@Override
public ConditionOutcome getMatchOutcome(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
ConditionMessage matchMessage = ConditionMessage.empty();
// 判断注解类型， ConditionalOnBean处理逻辑
if (metadata.isAnnotated(ConditionalOnBean.class.getName())) {
BeanSearchSpec spec = new BeanSearchSpec(context, metadata, ConditionalOnBean.class);
MatchResult matchResult = getMatchingBeans(context, spec);
if (!matchResult.isAllMatched()) {
String reason = createOnBeanNoMatchReason(matchResult);
return ConditionOutcome .noMatch(ConditionMessage.forCondition(ConditionalOnBean.class, spec).because(reason));
}
matchMessage = matchMessage.andCondition(ConditionalOnBean.class, spec).found("bean", "beans")
.items(Style.QUOTE, matchResult.getNamesOfAllMatches());
}
// ConditionalOnSingleCandidate注解处理逻辑
if (metadata.isAnnotated(ConditionalOnSingleCandidate.class.getName())) {
BeanSearchSpec spec = new SingleCandidateBeanSearchSpec(context, metadata,
ConditionalOnSingleCandidate.class);
MatchResult matchResult = getMatchingBeans(context, spec);
if (!matchResult.isAllMatched()) {
return ConditionOutcome.noMatch(ConditionMessage.forCondition(ConditionalOnSingleCandidate.class, spec)
.didNotFind("any beans").atAll());
}
else if (!hasSingleAutowireCandidate(context.getBeanFactory(), matchResult.getNamesOfAllMatches(),
spec.getStrategy() == SearchStrategy.ALL)) {
return ConditionOutcome.noMatch(ConditionMessage.forCondition(ConditionalOnSingleCandidate.class, spec)
.didNotFind("a primary bean from beans")
.items(Style.QUOTE, matchResult.getNamesOfAllMatches()));
}
matchMessage = matchMessage.andCondition(ConditionalOnSingleCandidate.class, spec)
.found("a primary bean from beans").items(Style.QUOTE, matchResult.getNamesOfAllMatches());
}
// ConditionalOnMissingBean注解处理逻辑
if (metadata.isAnnotated(ConditionalOnMissingBean.class.getName())) {
BeanSearchSpec spec = new BeanSearchSpec(context, metadata, ConditionalOnMissingBean.class);
MatchResult matchResult = getMatchingBeans(context, spec);
if (matchResult.isAnyMatched()) {
String reason = createOnMissingBeanNoMatchReason(matchResult);
return ConditionOutcome
.noMatch(ConditionMessage.forCondition(ConditionalOnMissingBean.class, spec).because(reason));
}
matchMessage = matchMessage.andCondition(ConditionalOnMissingBean.class, spec).didNotFind("any beans")
.atAll();
}
return ConditionOutcome.match(matchMessage);
}上面的getOutcomes方法记录了需要匹配处理的条目，该方法是作具体判断实现。 这里支持三种条件注解： ConditionalOnBean、ConditionalOnSingleCandidate和ConditionalOnMissingBean。实际内部逻辑都会调用getMatchingBeans方法。处理完成之后， 返回ConditionMessage对象，最后通过ConditionOutcome包装返回处理结果。
getMatchingBeans方法
该方法是做具体检测是否符合条件注解所配置的信息，主要包含三种类型判断，
一种是Bean Type 也就是class类型， 第二种是annotation标注， 最后一种是Name属性判断。
protected final MatchResult getMatchingBeans(ConditionContext context, BeanSearchSpec beans) {
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
// 判断bean的搜寻策略， ANCESTORS为搜索所有父容器的上下文定义
if (beans.getStrategy() == SearchStrategy.ANCESTORS) {
BeanFactory parent = beanFactory.getParentBeanFactory();
Assert.isInstanceOf(ConfigurableListableBeanFactory.class, parent, "Unable to use SearchStrategy.PARENTS");
// 父容器转换
beanFactory = (ConfigurableListableBeanFactory) parent;
}
MatchResult matchResult = new MatchResult();
// 判断bean的搜寻策略， 是否为CURRENT当前上下文
boolean considerHierarchy = beans.getStrategy() != SearchStrategy.CURRENT;
TypeExtractor typeExtractor = beans.getTypeExtractor(context.getClassLoader());
List<String> beansIgnoredByType = getNamesOfBeansIgnoredByType(beans.getIgnoredTypes(), typeExtractor,
beanFactory, context, considerHierarchy);
// 根据bean的类型遍历判断是否符合规则
for (String type : beans.getTypes()) {
// type类型的具体处理逻辑， 内部为嵌套调用
Collection<String> typeMatches = getBeanNamesForType(beanFactory, type, typeExtractor,
context.getClassLoader(), considerHierarchy);
typeMatches.removeAll(beansIgnoredByType);
if (typeMatches.isEmpty()) {
matchResult.recordUnmatchedType(type);
}
else {
matchResult.recordMatchedType(type, typeMatches);
}
}
// 根据bean的注解遍历判断是否符合规则
for (String annotation : beans.getAnnotations()) {
List<String> annotationMatches = Arrays.asList(
// Annotation类型的具体处理逻辑， 内部为嵌套调用
getBeanNamesForAnnotation(beanFactory, annotation, context.getClassLoader(), considerHierarchy));
annotationMatches.removeAll(beansIgnoredByType);
if (annotationMatches.isEmpty()) {
matchResult.recordUnmatchedAnnotation(annotation);
}
else {
matchResult.recordMatchedAnnotation(annotation, annotationMatches);
}
}
// 根据bean的名称遍历判断是否符合规则
for (String beanName : beans.getNames()) {
if (!beansIgnoredByType.contains(beanName) && containsBean(beanFactory, beanName, considerHierarchy)) {
matchResult.recordMatchedName(beanName);
}
else {
matchResult.recordUnmatchedName(beanName);
}
}
return matchResult;
}
1） 首先会判断搜寻策略，是否需要搜寻父容器上下文， 支持三种模式，CURRENT: 当前上下文； ANCESTORS: 所有父容器的上下文定义； ALL: 就是支持以上两种搜寻策略。
2） 其次就是根据注解的定义信息， 按三种方式进行判断， 内部按这三种， 类型、注解和名称做处理，如果是父级搜索，会采用递归调用， 检测是否存在， 进行匹配判断。方法调用层级：
getBeanNamesForType(…) -》collectBeanNamesForType(…)
getBeanNamesForAnnotation(…) -》collectBeanNamesForAnnotation(…)
以上就是以ConditionalOnBean为例， 对ConditionOnXXX的实现原理做了剖析， SpringBootCondition的其他实现类还有很多， 本章只抽取代表性常见的条件注解作分析，大家有兴趣可再研究其他条件注解的实现机制， 这里就不一一例举。
6. 总结
基于Conditional条件的自动化配置， 从SpringBootCondition实现原理到OnBeanCondition、AutoConfigurationImportFilter的剖析， 综合可以看出Spring Boot对于条件化注解的实现， 无论从层次结构， 还是内部逻辑处理的关联性， 都比较清晰明了，值得借鉴的是它的良好的扩展性设计，比如策略模式， 模板模式等，抽象类的合理运用设计， 没有出现接口泛滥， 强耦合性等问题， 也便于Spring Boot后续版本的功能扩展。
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