Spring Boot 的自動配置原理

Spring Boot 的自動配置是其 "約定大于配置" 理念的核心實現，它能自動配置 Spring 應用所需的各種組件，大幅減少手動配置。下面從核心注解、加載流程、條件過濾等方面詳細講解其原理，并結合關鍵源碼說明。

一、自動配置的入口：@SpringBootApplication 注解

Spring Boot 應用的啟動類通常標注@SpringBootApplication，這個注解是自動配置的起點，它是一個 "復合注解"，包含三個核心注解：

@SpringBootConfiguration：本質是@Configuration，標識當前類是配置類
@ComponentScan：掃描當前包及子包的組件（如@Component、@Service等）
@EnableAutoConfiguration：啟用自動配置的核心注解

源碼：@SpringBootApplication

java運行

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration // 等同于@Configuration
@ComponentScan(excludeFilters = { // 掃描組件@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class)
})
@EnableAutoConfiguration // 關鍵：啟用自動配置
public @interface SpringBootApplication {// 排除指定的自動配置類Class<?>[] exclude() default {};String[] excludeName() default {};// ... 其他屬性
}

二、@EnableAutoConfiguration：自動配置的開關

@EnableAutoConfiguration的核心作用是觸發 Spring 容器自動導入符合條件的配置類，其實現依賴@Import注解導入AutoConfigurationImportSelector類。

源碼：@EnableAutoConfiguration

java運行

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage // 自動注冊當前包為基礎包（用于掃描@Entity等）
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class) // 關鍵：導入選擇器
public @interface EnableAutoConfiguration {String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";// 排除不需要的自動配置類Class<?>[] exclude() default {};String[] excludeName() default {};
}

三、AutoConfigurationImportSelector：自動配置類的 "導入器"

AutoConfigurationImportSelector是自動配置的核心類，它通過selectImports方法篩選并導入符合條件的自動配置類，流程如下：

1. 核心方法：selectImports

該方法返回需要導入的自動配置類全類名數組，核心邏輯是獲取候選配置類并過濾。

java運行

public class AutoConfigurationImportSelector implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware, etc. {@Overridepublic String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {if (!isEnabled(annotationMetadata)) { // 檢查是否啟用自動配置（默認啟用）return NO_IMPORTS;}// 1. 加載自動配置的元數據（條件注解等信息）AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);// 2. 獲取所有候選的自動配置類AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata, annotationMetadata);return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());}// 關鍵：獲取自動配置入口（篩選候選類）protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata, AnnotationMetadata annotationMetadata) {// ... 檢查是否啟用（省略）// 1. 獲取所有候選的自動配置類（從spring.factories加載）List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);// 2. 去重configurations = removeDuplicates(configurations);// 3. 排除用戶指定的自動配置類（通過exclude屬性）Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);checkExcludedClasses(configurations, exclusions);configurations.removeAll(exclusions);// 4. 基于條件注解過濾（核心：只保留符合條件的配置類）configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);// ... 其他處理（發布事件等）return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);}
}

2. 加載候選配置類：getCandidateConfigurations

getCandidateConfigurations通過SpringFactoriesLoader從類路徑下的META-INF/spring.factories文件中加載自動配置類。

java運行

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {// 從spring.factories中加載key為EnableAutoConfiguration的配置類List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader());Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. " +"If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");return configurations;
}// 指定加載的類型為EnableAutoConfiguration
protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() {return EnableAutoConfiguration.class;
}

四、SpringFactoriesLoader：SPI 機制的實現

SpringFactoriesLoader是 Spring 的一種 SPI（Service Provider Interface）實現，用于從類路徑的META-INF/spring.factories文件中加載指定類型的實現類。

源碼：SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames

java運行

public final class SpringFactoriesLoader {public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {String factoryTypeName = factoryType.getName();// 加載所有spring.factories文件，返回key為接口名、value為實現類列表的Mapreturn loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());}private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);if (result != null) {return result;}try {// 查找類路徑下所有META-INF/spring.factories文件Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));result = new LinkedMultiValueMap<>();while (urls.hasMoreElements()) {URL url = urls.nextElement();UrlResource resource = new UrlResource(url);// 解析文件為Properties（key=接口全類名，value=實現類全類名逗號分隔）Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim();for (String factoryImplementationName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {result.add(factoryTypeName, factoryImplementationName.trim());}}}cache.put(classLoader, result);return result;}catch (IOException ex) {throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);}}
}

spring.factories 文件示例

Spring Boot 的spring-boot-autoconfigure包中包含META-INF/spring.factories，其中定義了大量自動配置類：

properties

# Auto Configure
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.DispatcherServletAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletWebServerFactoryAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.jpa.JpaRepositoriesAutoConfiguration,\
# ... 其他數百個自動配置類

五、條件注解：過濾生效的自動配置類

從spring.factories加載的候選配置類并非全部生效，Spring Boot 通過條件注解（@Conditional系列）篩選符合當前環境的配置類。

常見條件注解：

@ConditionalOnClass：類路徑存在指定類時生效
@ConditionalOnMissingClass：類路徑不存在指定類時生效
@ConditionalOnBean：容器中存在指定 Bean 時生效
@ConditionalOnMissingBean：容器中不存在指定 Bean 時生效
@ConditionalOnProperty：配置文件中存在指定屬性時生效
@ConditionalOnWebApplication：當前是 Web 應用時生效

示例：DispatcherServletAutoConfiguration

Spring MVC 的 DispatcherServlet 自動配置類，通過條件注解控制生效時機：

java運行

@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET) // 僅在Servlet Web應用中生效
@ConditionalOnClass(DispatcherServlet.class) // 類路徑存在DispatcherServlet時生效
@AutoConfigureAfter(ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.class) // 在指定配置類之后加載
public class DispatcherServletAutoConfiguration {// 定義DispatcherServlet的Bean@Bean(name = DEFAULT_DISPATCHER_SERVLET_BEAN_NAME)@ConditionalOnMissingBean(DispatcherServlet.class) // 容器中沒有DispatcherServlet時才創建public DispatcherServlet dispatcherServlet(WebMvcProperties webMvcProperties) {DispatcherServlet dispatcherServlet = new DispatcherServlet();dispatcherServlet.setDispatchOptionsRequest(webMvcProperties.isDispatchOptionsRequest());// ... 配置其他屬性return dispatcherServlet;}
}

六、自動配置的完整流程總結

啟動觸發：@SpringBootApplication包含@EnableAutoConfiguration，開啟自動配置。
導入選擇器：@EnableAutoConfiguration通過@Import導入AutoConfigurationImportSelector。
加載候選類：AutoConfigurationImportSelector通過SpringFactoriesLoader從META-INF/spring.factories加載所有EnableAutoConfiguration對應的自動配置類。
過濾配置類：
- 排除用戶指定的類（exclude屬性）。
- 通過條件注解（如@ConditionalOnClass）篩選符合當前環境的配置類。
注冊 Bean：生效的自動配置類（@Configuration）通過@Bean向容器注冊組件，完成自動配置。