SpringBoot超详细深入讲解底层原理

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• 手写springboot
• Springboot项目
• 自动配置
• 小结

手写springboot

在日常开发中只需要引入下面的依赖就可以开发Servlet进行访问了。

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

那这是怎么做到的呢？今天就来一探究竟

首先新建一个maven项目rick-spring-boot，并创建两个子项目分别是spring-boot和user，其中spring-boot项目就是模拟手写一个简单springboot，user就是用来测试手写的spring-boot的。

user项目-测试工程

user项目包含pom.xml、UserController和UserService

<dependencies>
    <dependency>
      <groupId>com.rick.spring.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot</artifactId>
      <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
  </dependencies>

@RestController
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;
    @GetMapping("/user")
    public String getUser() {
        return userService.getUser();
    }
}
@Service
public class UserService {
    public String getUser() {
        return "rick";
    }
}

以及user项目的启动类RickApplication，而RickSpringApplication.run()是需要手写的启动类以及@RickSpringBootApplication注解，都是需要在spring-boot项目实现。

import com.rick.spring.boot.RickSpringApplication;
import com.rick.spring.boot.RickSpringBootApplication;
@RickSpringBootApplication
public class RickApplication {
    public static void main(String[] args) {
        RickSpringApplication.run(RickApplication.class);
    }
}

Springboot项目

首先来看RickSpringApplication.run(RickApplication.class)方法需要做的事情：

（1）创建spring容器，并将传入的class注册到spring容器中

（2）启动web服务，如tomcat，用来处理请求，并通过DispatchServlet将请求分发到Servlet进行处理。

public class RickSpringApplication {
    public static void run(Class clz) {
        AnnotationConfigWebApplicationContext context = new AnnotationConfigWebApplicationContext();
        context.register(clz);
        context.refresh();
        start(context);
    }
    public static void start(WebApplicationContext applicationContext) {
        System.out.println("start tomcat");
        Tomcat tomcat = new Tomcat();
        Server server = tomcat.getServer();
        Service service = server.findService("Tomcat");
        Connector connector = new Connector();
        connector.setPort(8081);
        Engine engine = new StandardEngine();
        engine.setDefaultHost("localhost");
        Host host = new StandardHost();
        host.setName("localhost");
        String contextPath = "";
        Context context = new StandardContext();
        context.setPath(contextPath);
        context.addLifecycleListener(new Tomcat.FixContextListener());
        host.addChild(context);
        engine.addChild(host);
        service.setContainer(engine);
        service.addConnector(connector);
        tomcat.addServlet(contextPath, "dispatcher", new DispatcherServlet(applicationContext));
        context.addServletMappingDecoded("/*", "dispatcher");
        try {
            tomcat.start();
        } catch (LifecycleException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

RickApplication是被@RickSpringBootApplication注解修饰的，从如下代码可以看出RickApplication是配置类，在被注册到spring容器后，spring就会解析这个类。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Configuration
@ComponentScan
public @interface RickSpringBootApplication {
}

启动user项目RickApplication的main方法，

访问UserController

至此一个简单的spring-boot项目就整合完成了。

自动配置

实现tomcat和jetty的切换

在使用springboot时，如果我们不想使用tomcat作为请求处理服务，而是jetty或者其他的web服务，通常只需要将相关的tomcat依赖进行排除，然后引入jetty的依赖就可以了，这就是springboot的自动装配的机制。接下来看看是如何实现的

定义一个WebServer接口和两个实现类（tomcat和jetty），并写好启动tomcat和jetty服务的代码

public interface WebServer {
    void start();
}
public class JettyServer implements WebServer{
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("start jetty");
    }
}

public class TomcatServer implements WebServer, ApplicationContextAware {
    private WebApplicationContext applicationContext;
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = (WebApplicationContext) applicationContext;
    }
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("start tomcat");
        ...
        tomcat.addServlet(contextPath, "dispatcher", new DispatcherServlet(applicationContext));
        context.addServletMappingDecoded("/*", "dispatcher");
        try {
            tomcat.start();
        } catch (LifecycleException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

定义AutoConfiguration接口，用来标识需要自动装配的类。再定义一个WebServerAutoConfiguration类，它被表示为spring的一个配置类，最终我们需要导入这个类由spring来解析它，随后spring会解析@Bean注解的方法来加载Bean。注意这里下面两个方法还定义了@RickConditionalOnClass注解来决定是否需要解析这个bean，如果满足条件则进行解析，即应用内存在Tomcat或者Server的Class，会解析对应方法的Bean，

public interface AutoConfiguration {
}
@Configuration
public class WebServerAutoConfiguration implements AutoConfiguration {
    @Bean
    @RickConditionalOnClass("org.apache.catalina.startup.Tomcat")
    public TomcatServer tomcatServer() {
        return new TomcatServer();
    }
    @Bean
    @RickConditionalOnClass("org.eclipse.jetty.server.Server")
    public JettyServer jettyWebServer() {
        return new JettyServer();
    }
}

来看@RickConditionalOnClass注解：当spring解析被@RickConditionalOnClass注解的方法时，spring就知道它被@Conditional修饰，并会在解析时执行RickOnClassConditional的match()方法，来判断是否满足加载bean的条件。match()会尝试加载传入的类路径名，如果应用内引入相关的jar则会加载成功返回true，反之，返回false。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Conditional(RickOnClassConditional.class)
public @interface RickConditionalOnClass {
    String value();
}
public class RickOnClassConditional implements Condition {
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
        Map<String, Object> annotation = metadata.getAnnotationAttributes(RickConditionalOnClass.class.getName());
        try {
            context.getClassLoader().loadClass((String) annotation.get("value"));
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            return false;
        }
        return true;
    }
}

引入WebServerAutoConfiguration，最简单粗暴的方式就是通过@Import(WebServerAutoConfiguration.class)导入该类。但是spring-boot不可能这么做，成千上百的自动配置写在代码里肯定不好。spring通过SPI机制，在resources目录下创建如下目录和文件

定义一个类实现DeferredImportSelector接口，并实现selectImports()，通过JDK的ServiceLoader加载以上文件中的类。通过@Import(WebServerImportSelector.class)注解导入该类spring在解析配置类的时候就会执行selectImports()，从而将WebServerAutoConfiguration导入到spring容器中，spring就会解析这个配置类。

public class WebServerImportSelector implements DeferredImportSelector {
    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata metadata) {
        ServiceLoader<AutoConfiguration> load = ServiceLoader.load(AutoConfiguration.class);
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (AutoConfiguration loader : load) {
            list.add(loader.getClass().getName());
        }
        return list.toArray(new String[list.size()]);
    }
}

至此，springboot就做到了只需要修改user工程的maven依赖就能切换tomcat和jetty服务了

<dependency>
      <groupId>com.rick.spring.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot</artifactId>
      <version>1.0-SNAPSHOT</version>
      <exclusions>
        <exclusion>
          <groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
          <artifactId>tomcat-embed-core</artifactId>
        </exclusion>
      </exclusions>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.eclipse.jetty</groupId>
      <artifactId>jetty-server</artifactId>
      <version>9.4.43.v20210629</version>
    </dependency>

重启user项目

小结

通过手写模拟springboot，加深对springboot底层原理的理解，对于开发和使用更加得心应手。springboot本章小结：

1、springboot主要是整合spring框架和内嵌web服务器的框架

2、springboot通过条件注解、实现spring DeferredImportSelector接口和JDK自带的SPI机制实现了自动装配的功能

到此这篇关于SpringBoot超详细深入讲解底层原理的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot底层原理内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！