8、SpringBoot自动装配原理篇

1、自动装配的设计思想

其实我们前面Bean的内容，其实就涉及到了自动装配的各个部分

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1.1、前期的调研工作

  • 对于开发人员来说，每天都会使用到很多的技术，而对于spring的开发人员来说，他们想知道大部分人使用的究竟是一些什么样的技术，对市场做了调研，将使用到的技术做一个整合，那么就得到了最终的一个技术集，所有的技术都在其中，逐步更新，包含了企业级开发中的所有常用技术
  • 进行进一步的调研，每个人使用这些技术还是有些区别的，这个时候，spring将这些技术当中的一些常用的参数做一个设置，得到一个设置集。该设置集针对的是技术集当中的每一个技术，例如：Redis数据库，最常用的是什么？端口号嘛--localhost:6379，全部列下来，这就是前期的调研工作。
  • 把这些事情做好之后，spring为我们做了一件事，自动装配。

1.2、自动装配

  • 你程序搭建的时候，现将springboot的基础环境搭建（spring-boot-starter）出来，加载用户自定义的Bean和导入的其他坐标，形成初始化的环境,这个环境就是我开发的时候所要用的这些东西
  • 将技术集中的全部技术都定义出来，在Spring/SpringBoot启动的时候，默认全部加载
  • 将技术集中具有使用条件的技术，通过约定的方式定义出来，设置为按条件加载，由开发者决定是否使用该技术（与初始化环境的对比）
  • 那么问题来了，每一个技术的使用还需要大量的配置，相当麻烦，还记得上方的设置集嘛？
    • 如果某一个技术，大量的人都是用了某一种配置，那么我设置集就作为你这个技术的默认配置，进行加载---约定大于配置
  • 那么也肯定存在一种情况，你的默认配置和我搭不上，如何解决？
    • springboot开放了设置集的配置覆盖接口，由开发者决定是否去覆盖，如果与我开发发生冲突，那我肯定会选择去覆盖掉他

我想要买辆车，那么开发商需不需要将车上的这些组件全部给我定义好？例如：发动机，变速箱，车载导航，弹压监测....，你要不要无所谓，但是这些东西我的全部定义好，万一其他人需要使用呢？

技术集可以根据我们的使用需求，进行调整，你可以不要这些东西，但是有些东西你肯定得要，比如，你开车不能没有发动机吧？

先给你定义好，你需要使用的全部技术，然后根据你的使用需求，你来决定是要，还是不要，把这些东西确定好以后，你还可以进行一些个性化的配置----设置集

同样都是配置，根据设置的不同，那么产生的结果就不一样；例如：这个坐椅我不要真皮的坐椅，我就要牛皮的，可以吗？当然可以

设置集的作用就是基于你技术集的配置之上，给我做配置，我只需要设置，那么他马上就可以根据我的配置要求去使用

2、原理1：整体拆分

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就用之前讲过的猫和老鼠案例来讲解，其实也不用，只需要一个能跑起来的springboot项目即可

2.1、@SpringBootApplication

我们的程序是从这个启动类Application开始的，那么这个启动类，没有@SpringBootApplication注解肯定是不能运行的嘛，那这个注解就是我们的万物起源

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含义

这个注解是一个组合注解,他是一个接口，这个接口上方包含了多个注解

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最上方的四个注解不看，主要看下面三个，也就是说@SpringBootApplication实际上是这三个玩意儿的合体，这仨看明白了，自然就明白了

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2.2、注解1：@SpringBootConfiguration

这个怎么用不知道，但看名字就晓得这是SpringBoot的配置注解，是给SpringBoo配置的哦，点进去看看

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整体架构

@SpringBootConfiguration
	@Configuration
		@Component
	@Index

2.3、注解2：@EnableAutoConfiguration

是否启用自动配置，这个注解在@SpringBootApplication中，那么默认就代表启动了自动装配，点进去看看

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@AutoConfiurationPackage

使用了@AutoConfiurationPackage注解，这是什么，自动配置包？点进去

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到头了，最终他引入了一个组件

@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

ImportSelector，这是我们之前加载Bean方式的一种，通过返回一个String的数组来注册我们的Bean组件

结构

@EnableAutoConfiguration
    @AutoConfigurationPackage
        @Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)
    @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

2.4、注解3：@ComponentScan

包扫描嘛，我们把那个注解展开看看

@ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })

进入这个注解看看

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ComponentScans，扫描多个，应该就是集束整体扫描

excludeFilters

Filter：过滤器，这里指定了两个过滤规则

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TypeExcludeFilter.class

按类型排除性的过滤器

AutoConfigurationExcludeFilter.class

满足什么要求以后，他会做一定的排除，就是不扫描了，那不就是扫描不扫描，哪些东西要，哪些东西不要么

结论

实际上就是当这个注解加载完毕后，我哪些类可以不要了

2.5、整体目录结构

@SpringBootApplication
	// 项目配置
	@SpringBootConfiguration
		@Component
		// 这个注解是加载springboot的启动速度的，根据启动的过程创建全新的文件，加载Bean的时候加载这个文件
		@Index
	// 自动装配
    @EnableAutoConfiguration
    	@AutoConfigurationPackage
        	@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)
    	@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)  
    // 项目过滤器，就是加载Bean的方式，只不过加载的花哨一点，高级一点
    @ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })

那么我说句实话，很多东西都明白，那么是不是只需要搞清楚在@EnableAutoConfiguration中的@AutoConfigurationPackage的@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)

和与@AutoConfigurationPackage同级的@Import(AutoConfigurationImportSelector.class) 搞明白就可以了？

2.6、AutoConfigurationPackages.Registrar

Registrar是AutoConfigurationPackages的一个抽象类，内部有俩方法，我们看第一个

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {

   @Override
   public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
      register(registry, new PackageImports(metadata).getPackageNames().toArray(new String[0]));
   }

   @Override
   public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
      return Collections.singleton(new PackageImports(metadata));
   }

}

1、registerBeanDefinitions

继承自ImportBeanDefinitionRegistrar和 DeterminableImports，第一个参数熟悉嘛？这是不是我们之前说过的加载Bean的一种方式，通过BeanDefinition这个对象来创建Bean？

1.1、ImportBeanDefinitionRegistrar的回顾

default void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry, BeanNameGenerator importBeanNameGenerator) {
    this.registerBeanDefinitions(importingClassMetadata, registry);
}

default void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
}

内部有俩个默认实现的方法，我们如果要使用它，那就必须要去覆盖掉这俩方法，使用谁覆盖掉谁，参数不多讲嘛，第一个是数据源，也就是你这个类，是被谁加载的（import），第二个参数是我们创建Bean的对象，第三个是创建Bean的名称

这里原码所使用的是覆盖掉第二种方法，也就是只要前面俩个参数

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1.2、覆盖的registerBeanDefinitions方法实现（注册BeanDefinition对象）

那么这个静态类Registrar覆盖了这个方法之后，他干了个什么事情呢？

  • 调用了一个register的方法，register--注册；
  • 两个参数
    • registry
      • 这个对象会通过所给予的Bean注册器--BeanDefinition，到容器当中去创建Bean
    • new PackageImports(数据源对象).getPackageNames().toArray(new String[0])
      • 这个我们单独提一个小点来讲

1.3、断点调试（new PackageImports(数据源对象)）

对registerBeanDefinitions方法体打断点，对第二个参数进行一个计算

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  • new PackageImports()的计算

    • image-20220412142835781

    • image-20220412142901488

    • 这里看不出来是什么结果

  • new PackageImports(metadata).getPackageNames()的计算

    • image-20220412143002353

哦？这里就将我的包结构给读取出来了，或者说？我这个启动类，引导类--Application的所在路径被加载出来了

1.4、结论

这也是为什么平时老师经常会讲，自己新建的package，一定要包含在启动类的类路径，及其子包下，因为配置注解的时候，注解要生效，就会进行组件扫描，而组件扫描--@ComponentScan，他需要一个String类型的数组（其中一种），数组当中写的就是我们，需要被扫描的路径

2、内部调用的--register方法

重复一遍，这个方法需要两个参数，第一个参数是我们Bean的构造器，第二个参数是传递了一个我们启动类所在的包路径

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2.1、if-----registry.containsBeanDefinition(BEAN)

  • 这个程序启动之后，第一步会判定，我们这个注册器，是否包含一个，Bean定义叫做参数（Bean）

  • 这个参数叫什么呢？

    • image-20220412145825118

  • 就是这个类--AutoConfigurationPackages所对应的字节码文件的全路径类名嘛

他需要看我们加载过这个东西没有，加载过，走if，没有加载过，走下方的路

2.2、else----

我们显然是没有加载过的，那么他会执行一个什么样的方法？

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前期提要，这玩意儿是不是就是我们之前写过的

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它定义了一个Bean，这个Bean，这个Bean的名称就是我们那个变量名，也就是Autoxxxx这个类的全路径名，第二个参数new 了一个BasePackagesBeanDefinition，并且将我们刚刚的参数传递了过来，什么参数？（com.waves）

1、BasePackagesBeanDefinition

我不晓得这个类是干什么几把用的，但我晓得他这一坨，就是一个Bean的构造器--BeanDefinition，点进去看看

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简单说下这里干了个什么事情，你要扫描哪些包？我需要知道吧，我要不知道，我怎么给你扫描，所以程序用这种形式给我记录了一下，什么形式？--addBasePackages。

为什么是add，这里可以设置扫描不同的包，因此，这里可以选择添加进去，而不是通过设置的方式设置进去，因为还有许多的包都可以参与扫描的

3、总结

他这里就做了一件事情，设置当前启动类所在的包，作为扫描包，后续要针对我设置的这个包，进行一个扫描。

springboot启动之后，他需要知道加载你哪些包，中的，哪些Bean，这里就确定了这么一个东西

2.7、@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

no BB，直接点进去看

1、他所实现的接口

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很多接口，大致分为3类

  • 以Aware结尾的接口
  • Ordered接口
  • DeferredImportSelector接口

1.1、Aware

用发现；发觉解释比较好

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我这里做一个测试案例

  • 创建一个类去继承一个Aware结尾的接口

  • 将其定义为组件

    • image-20220412161807085

  • 实现ApplicationContextAware接口

    • image-20220412161921597

  • 实现其定义的一个方法

    • @Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {

}

无论实现的是XXXAware接口，这些接口都会让你实现一个方法，setxxxxAware()方法，并且需要一个对应的参数，这个参数是XXXXX，他既然需要，那我就给他一个这个对象嘛，但是后面抛的异常就不一定了

  • 定义方法体所需要的形参

    • // 所需要的形参
private ApplicationContext applicationContext;

@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
    this.applicationContext = applicationContext;
}

  • 方法设置完毕

我这里就做了一个set注入的操作，对吧，他有一个什么作用？

当我的任何一个spring环境当中的Bean实现了某个XXXX开头的Aware结尾的接口之后，我就可以在当前这个Bean所在的类里面，去使用这个XXXX对象

  • 设置一个方法，这个方法既然可以拿到ApplicationContext上下文对象，那我就可以使用他的方法对吧

    • 我这里就简单的打印一个IOC容器当中所有组件的名字

    • public void getBeanNames(){
    String[] beanDefinitionNames = applicationContext.getBeanDefinitionNames();
    for (String bean : beanDefinitionNames) {
        System.out.println(bean);
    }
}

  • 启动主程序，开始调用

    • image-20220412163335220

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没毛病吧，用Aware接口是可以注入到我需要使用的那些资源的

现在明白了吧，如果你想使用环境（EnvironmentAware）；Bean工厂（BeanFactoryAware）；资源加载器（ResourceLoaderAware）；Bean的类加载器（BeanClassLoaderAware）；他们的对象该怎么办？

就去实现对应的接口就可以了，前提是你实现他们这些接口的类必须被Spring加载到了哈，不然我也不会写@Component的，你这个类得是一个需要被Spring所管理的对象，Bean，才可以

1.2、Ordered

Order；意为排序，点进去看看内部是什么样的

public interface Ordered {
    int HIGHEST_PRECEDENCE = -2147483648;
    int LOWEST_PRECEDENCE = 2147483647;

    int getOrder();
}

内部一个最大值，一个最小值，其中有一个getOrder()的方法，获取排序？也就是加载顺序

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你当前这个类，加载的时候，在Spring容器当中的加载顺序，为什么需要这个顺序？

1、为什么需要这个顺序？

我这里有50个bean，我现在要加入第51个Bean，而51个Bean的，加载的前提是，第37个Bean必须是存在的，不然我不会加载；那么现在出现一个情况，我51和37的位置互换了，那么51号Bean还能被加载吗？不能，因为37还没有加载，那么我的功能就不完全了，所以这个顺序很重要

我这里将---AutoConfigurationImportSelector，的类展开，我看他内部的方法中是否存在这个getOrder()

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显然是存在的嘛，并且有个值，是多少我就不晓得了，反正这里它有个加载顺序

1.3、DeferredImportSelector

Deferred：推迟，延迟

前面这一坨不认识，后面的ImportSelector非常熟悉，这是一种加载Bean的方式，我们点进这个接口看看

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很显然，这个接口继承了ImportSelector接口，说明他的功能会比继承的接口更加的广泛，也就是说，这是一个推迟的选择器

而我们的这个AutoConfigurationImportSelector这个类实现了这个接口，那么可以得出一个结论，这个类或者说是这个Bean，一定会比其他Bean加载的时间要晚

1、interface Group

Group--意为组，也就是说，推迟的类并非他一个，而是有许多的类，整合为一个组，一起推迟加载

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我们主要观看Group中定义的方法

  • process

    • 需要的参数为
    • image-20220412202151740

  • 那我们看下，这个接口是一个子接口，那么实现他父接口的实现类AutoConfigurationImportSelector,对其实现了什么内容

2、AutoConfigurationImportSelector--实现的process方法、

看不懂对吧，没关系

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  • Assert---断言：

    • 那么这一坨实际上是对某种情况进行一个判定
    • image-20220412202835685

  • 那么下方就是不符合这个情况所走的条件

    • image-20220412202944197

    • 这里的get方法就是我们要解读的方法

      • image-20220412203207027
3、getAutoConfigurationEntry

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3.1、if--首先判断你给定我的这个注解（annotationMetadata）源注解是否是一个不可用的？那不屁话吗，他的源注解是谁？是谁调用的它？启动类嘛~启动类的那个注解调用的？SpringBoot下的EnableAutoConfiguration下的AutoConfigurationImportSelector类实现的process方法

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是否是一个不可用的？那显然不是啊，如果是的话就会返回一个空对象

3.2、获取源注解当中的属性--getAttributes(annotationMetadata);

什么属性？

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源注解的俩属性

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这俩注解干啥用的？

3.3、排除部分不需要的技术-----干啥用的这俩b玩意儿？

在我们的EnableAutoConfiguration这个注解点进去以后

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下方俩属性，这俩属性就是读取的属性

如果我们在做装配的时候，SpringBoot不是给我提供了一个技术集吗，里面包含了大量企业级开发的常用技术，我如果我不想用哪些技术，我可以在这里面配置

  • exclude--按照Class，类的形式匹配
  • excludeName--按照字符串的名称匹配
3.4、所以这一步

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他去把这俩东西exclude和excludeName拿出来，如果你不想要的东西，我先获取，然后把它拿掉

3.5、最核心的配置--getCandidateConfigurations

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获得候选配置

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返回值是一个List集合，内部包含的是String类型的字符串，传递了一个源注解，和得到的不需要被封装的技术的名称对象

3.6、什么是候选配置？

SpringBoot封装的技术集A中，有着大量的配置，那些技术是都需要加载的吗？不一定啊，但是在哪里摆着的一些是有可能需要被加载的，这个有可能的范围，需要实际情况去斟酌，不加载的和可能会加载的；是两码事，搞清楚

点进这个候选配置的方法中getCandidateConfigurations()--

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  • 主要分为三步
    • 通过loadFactoryName的操作，获取到了我们可能会被加载的技术
    • 然后通过一个断言匹配
    • 最终返回一个configurations的对象
3.7、getCandidateConfigurations----loadFactoryNames

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  • ClassLoade--类加载器，这个不是我们需要看的
  • 最终的返回值，调用的方法，是我们需要注意的
    • image-20220412210324986
3.8、loadSpringFactories

逐个解析，因为代码量很大

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从缓存当中获取我们，类加载器的各种信息，判断是否为空，如果不为空就返回，为空往下面看

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这个getResources使我们需要看的

3.9、getResources

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通过类加载器，的读取外部资源的方法（getResources）读取一个外部文件，这个外部文件点进去看看

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"META-INF/spring.factories"

META-INF下的spring.factories文件，这个文件下配置了大量的spring工厂，这个文件在哪儿呢?

3.10spring.factories文件的位置和装载的内容

我这里导入的spring-boot的核心配置文件的版本是image-20220412210935563

在它的配置文件下是什么都找不到的，我们需要找autoconfiguration，自动配置下的META-INF，因为这玩意儿本身就是在@EnableAutoConfiguration的注解下

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人家这里给你写明了，Auto Configure--自动装配，那说明我们之前的SpringBoot封装的技术集，就是这一大坨东西，从红框开始的这一大坨内容，就是自动装载的全部技术

这里urls就获取到的配置文件中全部技术的装载，然后使用一个while循环进行加载，最终将这个内容，装载到另外一个区域里，就是我们最里面套的那个东西

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3.11、回到getAutoConfigurationEntry的方法中

getCandidateConfigurations这个方法最终给我们返回了一个加载着springboot的技术集中的内容，的list集合，这里面加载的项，就是我们刚刚看到的那一大坨配置项

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这里面加载的项就是我们刚刚那些AutoConfiguration的项

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3.12、总结

这个地方（getResources）他做了一件事情，就是把spring.factories的配置加载到了内存中，回头这些东西就会成为我们的技术集

2.8、自动装配的案例

我这里选择使用redis.RedisAutoConfiguration--redis的这项技术

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我们来看看这个类

1、RedisAutoConfiguration

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看看这些注解，熟悉嘛？

1.1Configuration---这个类是一个配置类，并且还没有启用代理对象

1.2、ConditionalOnClass--如果这个类，存在，RedisAutoConfiguration才会被加载到容器当中

  • 那么我们看看这个类是否存在吧？点进去看看

  • image-20220412221320243

  • 就是找不到这个类，那么这个类在哪里呢？

  • spring-boot-starter-data-redis

    • image-20220412221545953

  • 那这个类就被加载到了嘛，所以我们这个RedisAutoConfiguration会被加载到容器当中嘛

    • image-20220412221633163
    • image-20220412221943022

  • 我现在将这个依赖取消掉

    • image-20220412221736592

  • 我去重新打印一遍容器中加载的组件

    • image-20220412221809934

  • 释放注解，打印加载的组件

    • 看是不是都加载上了
    • image-20220412221852478

1.3、@EnableConfigurationProperties(RedisProperties.class)

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这是什么，强行让一个类加载成Bean，关联注解，我们点金这个RedisProperties看看

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读取了一个配置文件，那是不是跟我们读取yml配置文件当中的内容一样？还记得毛和老鼠吗

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这个类中我读取了yml的配置文件

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1.4、RedisTemplate

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下方的stringRedisTemplate也是一样的道理

2、总结

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我们通过读取这个配置文件的信息，将技术集当中的配置加载到了我们的环境当中，但是这些配置真的被加载到了Bean上吗？那显然是没有的，上方的案例就是例子

加载完毕之后，会进行一个条件检测，检测通过，那么就将配置加载到容器当中

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将技术集中具有使用条件的技术约定出来，形成按条件加载，使用与否，就是对比我们开发者定义的初始化环境，也就是我们的pom.xml中导入的坐标，Grandle也是，只要能导包的都行

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那么比对完毕之后，他才会去进行一个配置，配置在哪儿？就是别人定义好的配置类，这个配置类读取配置文件的信息完成值的注入

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这个技术当中的参数，可能有默认值的，也可能没有默认值的，有没有，取决于用什么样的技术，别人给你实现的配置方法

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当然，这是默认配置，如果这个配置，我们可以根据默认配置去加载它。

如果我们不想使用默认配置，那么就会根据开发者的自身需求去覆盖默认的配置，例如我在yml配置文件中通过配置port的属性去修改他的端口号，当然，这里应该写别的值容易区分

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3、整体总结

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我前面大概全部复述了整体的一个流程，建立在我听得懂的基础之上，

spring默认启动的时候，加载了无数技术的自动配置类，用来检测你当前的环境需不需要加载对应的技术---pom.xml

根据自动配置类的加载去确认这个类是否要激活，条件只要能成立，那么他就能激活

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3.1、问题所在

你现在的自动配置类能不能少加载点东西呢，我用不到那么多的配置类，能不能提高点速度，别做那么多了，这个也是可以的

4、干预自动配置

4.1、添加自动配置

我们导入一个MP的坐标

<!-- MP -->
<dependency>
  <groupId>com.baomidou</groupId>
  <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
  <version>3.5.1</version>
</dependency>

打开我们所加载的信息

image-20220412234210080

MP也有自己的spring.factories配置文件，我们点开看看

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Auto Configure，不用我多说了把，自动配置，我们掐掉上面的，上面的不是所需要的，上面的配置是环境的配置，我们掐掉第一个，留下自动配置加载的第一个配置，我这里是自己新建了一个spring.factories的配置文件哈，别人的是没办法改的

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3.3、开始自动配置

怎么配置，我之前在启动类当中是加载了我的这个类的，什么类？猫和老鼠的类

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我这个类除了没有限制条件，其他的东西基本和原码写的一模一样把

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引导类中我引入了这个类，让其成为了一个组件，我也因此可以调用这其中的方法

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我现在在配置文件当中将刚刚复制的那个MP的配置类的全路径名变为我自己的猫和老鼠的全路径名，那么这个时候我就完成自己的自动配置了，那么现在我要取消掉启动类当中的引入注解

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我通过配置文件的方式实现了自动配置，我的猫和老鼠的方法被加载出来了

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我没有通过注解去让他自动配置吧，并没有

4.2、排除自动配置

就是我加载的时候不想要这个默认加载的配置，让运行速度加快，或者有些时候技术冲突，那么我如何操作？

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这是我IOC容器当中加载的组件，我现在不香要他，我该如何干预？排除

1、配置文件的方式

image-20220413000949543

0匹配

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2、注解的方式

我们的@EnableAutoConfiguration中有俩属性是用于排除不需要的配置

image-20220413001311702

而@SpringBootApplication这个注解继承了这俩个属性

image-20220413001350953

我们这里就通过路径名排除吧

@SpringBootApplication(excludeName="org.springframework.boot.autoconfigure.task.TaskExecutionAutoConfiguration")

5、整体总结

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posted @ 2022-05-31 20:17  澜璨  阅读(548)  评论(0)    收藏  举报