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手把手带你开发Starter，点对点带你讲解原理

2023-02-28

boot org 注解
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为什么要用Starter?

现在我们就来回忆一下，在还没有Spring-boot框架的时候，我们使用Spring 开发项目，如果需要某一个框架，例如mybatis，我们的步骤一般都是：

到maven仓库去找需要引入的mybatis jar包，选取合适的版本（易发生冲突）

到maven仓库去找mybatis-spring整合的jar包，选取合适的版本（易发生冲突）

在spring的applicationContext.xml文件中配置dataSource和mybatis相关信息

假如所有工作都到位，一般可以一气呵成；但很多时候都会花一堆时间解决jar 冲突，配置项缺失，导致怎么都启动不起来等等，各种问题。

所以在2012 年 10 月，一个叫 Mike Youngstrom 的人在 Spring Jira 中创建了一个功能请求，要求在 Spring Framework 中支持无容器 Web 应用程序体系结构，提出了在主容器引导 Spring 容器内配置 Web 容器服务；这件事情对 SpringBoot 的诞生应该说是起到了一定的推动作用。

所以SpringBoot 设计的目标就是简化繁琐配置，快速建立Spring 应用。

然后在开发Spring-boot 应用的是时候， 经常可以看到我们的pom 文件中引入了spring-boot-starter-web、spring-boot-starter-data-redis、mybatis-spring-boot-starter 这样的依赖，然后几乎不用任何配置就可以使用这些依赖的功能，真正的感受到了开箱即用的爽。

下面我们就先来尝试自己开发一个Starter。

  1. 命名规范

在使用spring-boot-starter，会发现，有的项目名称是 XX-spring-boot-starter，有的是spring-boot-starter-XX，这个项目的名称有什么讲究呢？从springboot官方文档摘录:

这段话的大概意思就是，麻烦大家遵守这个命名规范：

Srping官方命名格式为：spring-boot-starter-{name}

非Spring官方建议命名格式：{name}-spring-boot-starter

  1. 开发示例

下面我就以记录日志的一个组件为示例来讲述开发一个starter 的过程。

  1. 新建工程

首先新建一个maven 工程,名称定义为
jd-log-spring-boot-starter

  1. Pom 引入依赖
<?xml versinotallow="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.5.13</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
  </parent>
  <groupId>com.jd</groupId>
  <artifactId>jd-log-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  <name>jd-log-spring-boot-starter</name>
  <url>http://www.example.com</url>
  <properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
  </properties>


  <dependencies>
    <!-- 提供了自动装配功能-->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 在编译时会自动收集配置类的条件，写到一个META-INF/spring-autoconfigure-metadata.json中-->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
    </dependency>
    <!--记录日志会用到切面，所以需要引入-->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.projectlombok</groupId>
      <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>
  </dependencies>
  <build>
    <plugins>
      <plugin>
        <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
        <artifactId>maven-source-plugin</artifactId>
        <version>2.2.1</version>
        <executions>
          <execution>
            <id>attach-sources</id>
            <goals>
              <goal>jar-no-fork</goal>
            </goals>
          </execution>
        </executions>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>
</project>
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这边稍微解释一下这几个依赖:

spring-boot-autoconfigure :提供自动化装配功能，是为了Spring Boot 应用在各个模块提供自动化配置的作用；即加入对应 pom，就会有对应配置其作用；所以我们想要自动装配功能，就需要引入这个依赖。

spring-boot-configuration-processor：将自定义的配置类生成配置元数据，所以在引用自定义STARTER的工程的YML文件中，给自定义配置初始化时，会有属性名的提示；确保在使用@ConfigurationProperties注解时，可以优雅的读取配置信息，引入该依赖后，IDEA不会出现“spring boot configuration annotation processor not configured”的错误；编译之后会在META-INF 下生成一个
spring-configuration-metadata.json 文件，大概内容就是定义的配置的元数据；效果如下截图。

spring-boot-starter-aop ：这个就不用解释了，因为示例是记录日志，我们用到切面的功能，所以需要引入。

  1. 定义属性配置
/**
 * @author kongxiangdong2
 * @Title: LogProperties
 * @ProjectName jd-log-spring-boot-starter
 * @Description: TODO
 * @date
@ConfigurationProperties(prefix = "jd")
@Data
public class LogProperties {


    /**
     * 是否开启日志
     */
    private boolean enable;


    /**
     * 平台：不同服务使用的区分，默认取 spring.application.name
     */
    @Value("${spring.application.name:#{null}}")
    private String platform;
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@ConfigurationProperties：该注解和@Value 注解作用类似，用于获取配置文件中属性定义并绑定到Java Bean 或者属性中；换句话来说就是将配置文件中的配置封装到JAVA 实体对象，方便使用和管理。

这边我们定义两个属性，一个是是否开启日志的开关，一个是标识平台的名称。

  1. 定义自动配置类
/**
 * @author kongxiangdong2
 * @Title: JdLogAutoConfiguration
 * @ProjectName jd-log-spring-boot-starter
 * @Description: TODO
 * @date 2022/9/110:06
 */
@Configuration
@ComponentScan("com.jd")
@ConditionalOnProperty(prefix = "jd",name = "enable",havingValue = "true",matchIfMissing = false)
@EnableConfigurationProperties({LogProperties.class})
public class JdLogAutoConfiguration {


   //
}
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这个类最关键了，它是整个starter 最重要的类，它就是将配置自动装载进spring-boot的；具体是怎么实现的，下面在讲解原理的时候会再详细说说，这里先完成示例。

@Configuration ：这个就是声明这个类是一个配置类

@ConditionalOnProperty：作用是可以指定prefix.name 配置文件中的属性值来判定configuration是否被注入到Spring,就拿上面代码的来说，会根据配置文件中是否配置jd.enable 来判断是否需要加载JdLogAutoConfiguration 类，如果配置文件中不存在或者配置的是等于false 都不会进行加载，如果配置成true 则会加载；指定了havingValue，要把配置项的值与havingValue对比，一致则加载Bean;配置文件缺少配置，但配置了matchIfMissing = true，加载Bean，否则不加载。

在这里稍微扩展一下经常使用的Condition

注解

类型

说明

@ConditionalOnClass

Class Conditions类条件注解

当前classpath下有指定类才加载

@ConditionalOnMissingClass

Class Conditions类条件注解

当前classpath下无指定类才加载

@ConditionalOnBean

Bean ConditionsBean条件注解

当期容器内有指定bean才加载

@ConditionalOnMissingBean

Bean ConditionsBean条件注解

当期容器内无指定bean才加载

@ConditionalOnProperty


Property Conditions环境变量条件注解（含配置文件）

prefix 前缀name 名称havingValue 用于匹配配置项值matchIfMissing 没找指定配置项时的默认值

@ConditionalOnResource

ResourceConditions 资源条件注解

有指定资源才加载

@ConditionalOnWebApplication

Web Application Conditionsweb条件注解

是web才加载

@ConditionalOnNotWebApplication

Web Application Conditionsweb条件注解

不是web才加载

@ConditionalOnExpression

SpEL Expression Conditions

符合SpEL 表达式才加载

@
EnableConfigurationProperties使@ConfigurationProperties 注解的类生效。

  1. 配置EnableAutoConfiguration

在resources/META-INF/ 目录新建spring.factories 文件，配置内容如下；

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.jd.JdLogAutoConfiguration
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QQgzaC8">好了，至此自定义Starter 大体框架已经好了，下面就是我们记录日志的功能。

  1. 业务功能实现

首先我们先定义一个注解Jdlog

/**
 * @author kongxiangdong2
 * @Title: Jdlog
 * @ProjectName jd-log-spring-boot-starter
 * @Description: TODO
 * @date 2022/9/110:04
 */
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Jdlog {
}
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定义切面执行逻辑，这边就简单的打印一下配置文件的属性值+目标执行方法+耗时。

import com.jd.annotation.Jdlog;
import com.jd.config.LogProperties;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;


/**
 * @author kongxiangdong2
 * @Title: LogAspectjProcess
 * @ProjectName jd-log-spring-boot-starter
 * @Description: TODO
 * @date
@Aspect
@Component
@Slf4j
@AllArgsConstructor
public class LogAspectjProcess {


    LogProperties logProperties;


    /**
     * 定义切点
     */
    @Pointcut("@annotation(com.jd.annotation.Jdlog)")
    public void pointCut(){}


    /**
     * 环绕通知
     *
     * @param thisJoinPoint
     * @param jdlog
     * @return
    @Around("pointCut() && @annotation(jdlog)")
    public Object around(ProceedingJoinPoint thisJoinPoint, Jdlog jdlog){


        //执行方法名称
        String taskName = thisJoinPoint.getSignature()
                .toString().substring(
                        thisJoinPoint.getSignature()
                                .toString().indexOf(" "),
                        thisJoinPoint.getSignature().toString().indexOf("("));
        taskName = taskName.trim();
        long time = System.currentTimeMillis();
        Object result = null;
        try {
            result = thisJoinPoint.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        log.info("{} -- method:{} run :{} ms",logProperties.getPlatform(), taskName,
                (System.currentTimeMillis() - time));
        return result;


    
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整体项目结构就是这样子

好了，现在就可以打包编译安装

  1. 测试使用

然后就可以在其他项目中引入使用了；下面以一个简单的spring-boot web 项目做个测试，在pom 中引入下面的依赖配置。

  <dependency>
      <groupId>com.jd</groupId>
      <artifactId>jd-log-spring-boot-starter</artifactId>
      <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
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增加一个http 访问的方法，标注上@Jdlog 注解

application.yaml 文件中配置

jd:
  enable: true
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启动测试，访问地址http://localhost:8080/test/method1，控制台打印如下：

咋样，自定义的Starter是不是特别的简单啊，快动手试试吧！

上面我们讲的都是怎么去开发一个starter,但是到底为什么要这样，spring-boot 是如何去实现的？是不是还不知道？那下面我们就来说说；

  1. 原理讲解

我们上面已经看到一个starter,只需要引入到pom 文件中，再配置一下(其实都可以不配置)jd.enable=true，就可以直接使用记录日志的功能了，Spring-boot 是怎么做到的？

在开始的时候说过，Spring-boot 的好处就是可以自动装配。那下面我就来说说自动装配的原理。

相比于传统Spring 应用，我们搭建一个SpringBoot 应用，我们只需要引入一个注解（前提：引入springBoot y依赖）@SpringBootApplication，就可以直接运行；所以我们就从这个注解开始入手，看看这个注解到底做了写什么？

SpringBootApplication 注解

点开@SpringBootApplication注解可以看到包含了@SpringBootConfiguration,@EnableAutoConfiguration,@ComponentScan三个注解。

前面的四个注解就不用过多叙述了，是定义注解最基本的，关键在于后面的三个注解:@SpringBootConfiguration，@EnableAutoConfiguration，@ComponentScan,其实也就是说在启动类上如果不使用@SpringBootApplication 这个复合注解，直接使用者三个注解一样可以达到相同的效果。

@SpringBootConfiguration 注解：我们再次点进去看这个注解，其实它就是一个@Configuration 注解。

@ComponentScan 注解

@ComponentScan 注解：配置包扫描定义的扫描路径，把符合扫描规则的类装配到spring容器

@EnableAutoConfiguration 注解

@EnableAutoConfiguration 打开自动装配(自动配置着重来看该注解)

注解

作用

解释

@SpringBootConfiguration

标记当前类为配置类

加上这个注解就是为了让当前类作为一个配置类交由 Spring 的 IOC 容器进行管理，因为前面我们说了，SpringBoot 本质上还是 Spring，所以原属于 Spring 的注解 @Configuration 在 SpringBoot 中也可以直接应用

@ComponentScan

配置包扫描定义的扫描路径，把符合扫描规则的类装配到spring容器

用于定义 Spring 的扫描路径，等价于在 xml 文件中配置 <context:component-scan>，假如不配置扫描路径，那么 Spring 就会默认扫描当前类所在的包及其子包中的所有标注了 @Component，@Service，@Controller 等注解的类。

@EnableAutoConfiguration

打开自动装配

下面着重讲解

我们再次点击@EnableAutoConfiguration进入查看，它是一个由 @AutoConfigurationPackage 和 @Import 注解组成的复合注解；

首先我们先来看@Import 这个注解，这个是比较关键的一个注解；

在说这个注解之前我们先举个例子，假如我们有一个类Demo,它是一个不在启动配置类目录之下的，也就意味着它不会被扫描到，Spring 也无法感知到它的存在，那么如果需要能将它被扫描到，是不是我们可以通过加@Import 注解来导入Demo 类，类似如下代码

@Configuration
@Import(Demo.class)
public class MyConfiguration {
}
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所以，我们可以知道@Import 注解其实就是为了去导入一个类。所以这里@Import({
AutoConfigurationImportSelector.class}) 就是为了导入AutoConfigurationImportSelector 类，那我们继续来看这个类，AutoConfigurationImportSelector实现的是DeferredImportSelector接口，这是一个延迟导入的类；再细看会有一个方法比较显眼，根据注解元数据来选择导入组件，当注解元数据空，直接返回一个空数组；否则就调用getAutoConfigurationEntry ，方法中会使用AutoConfigurationEntry的getConfigurations(),configurations是一个List<String>,那么我们看下AutoConfigurationEntry是怎么生成的。

进入到getAutoConfigurationEntry 方法中可以看到主要是getCandidateConfigurations 来获取候选的 Bean，并将其存为一个集合；后续的方法都是在去重，校验等一系列的操作。

我们继续往
getCandidateConfigurations 方法里看，最终通过SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames来获取最终的configurations，并且可以通过断言发现会使用到META-INF/spring.factories文件，那么我们再进入SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames()中来看下最终的实现。

SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames()方法会读取META-INF/spring.factories文件下的内容到Map中，再结合传入的factoryType=EnableAutoConfiguration.class,因此会拿到 org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration为key对应的各个XXAutoConfiguration的值，然后springboot在结合各个starter中的代码完成对于XXAutoConfiguration中的Bean的加载动作。

这边再扩展一下这个内容，通过 SpringFactoriesLoader 来读取配置文件 spring.factories 中的配置文件的这种方式是一种 SPI 的思想。

@AutoConfigurationPackage 注解

进入这个注解看，其实它就是导入了Registrar 这个类

再进入这个类查看，它其实是一个内部类，看代码的大概意思就是读取到我们在最外层的 @SpringBootApplication 注解中配置的扫描路径（没有配置则默认当前包下），然后把扫描路径下面的Bean注册到容器中；

总结

好了，现在我们大概来理一下整个自动装配的流程：

  1. 启动类中通过使用@SpringBootApplication实现自动装配的功能；
  2. 实际注解@SpringBootApplication是借助注解@EnableAutoConfiguration的功能。
  3. 在注解@EnableAutoConfiguration中又有两个注解，@AutoConfigurationPackage，@EnableAutoConfiguration。
  4. 通过@AutoConfigurationPackage实现对于当前项目中Bean的进行加载；
  5. @EnableAutoConfiguration通过@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})实现对于Pom引入的start中的XXAutoConfiguration的加载；
  6. @AutoConfigurationImportSelector类中通过SpringFactoriesLoader读取 META-INF/spring.factories中key为org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration对应的各个XXAutoConfiguration的值，然后springboot在结合各个start中的代码完成对于XXAutoConfiguration中的Bean的加载动作；

到这里是不是已经可以很了然对我们之前开发starter中的定义了啊，赶紧试试吧

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