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SpringBoot系列(十一)條件註解的底層實現

前言

  • SpringBoot內部提供了特有的註解:條件註解(Conditional Annotation)。比如@ConditionalOnBean、@ConditionalOnClass、@ConditionalOnExpression、@ConditionalOnMissingBean等。

  • 條件註解存在的意義在於動態識別(也可以說是程式碼自動化執行)。比如@ConditionalOnClass會檢查類載入器中是否存在對應的類,如果有的話被註解修飾的類就有資格被Spring容器所註冊,否則會被skip。

一、條件註解內部

在分析條件註解的底層實現之前,我們先來看一下這些條件註解的定義。以@ConditionalOnClass註解為例,它的定義如下:

@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Conditional(OnClassCondition.class)
public @interface ConditionalOnClass {
  Class<?>[] value() default {}; // 需要匹配的類
  String[] name() default {}; // 需要匹配的類名
}

它有2個屬性,分別是類陣列和字串陣列(作用一樣,型別不一樣),而且被@Conditional註解所修飾,這個@Conditional註解有個名為values的Class< ? extends Condition >[]型別的屬性。 這個Condition是個介面,用於匹配元件是否有資格被容器註冊,定義如下:

public interface Condition {
      // ConditionContext內部會儲存Spring容器、應用程式環境資訊、資源載入器、類載入器
      boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata);
    }

也就是說@Conditional註解屬性中可以持有多個Condition介面的實現類,所有的Condition介面需要全部匹配成功後這個@Conditional修飾的元件才有資格被註冊。

Condition介面有個子介面ConfigurationCondition:

public interface ConfigurationCondition extends Condition {

  ConfigurationPhase getConfigurationPhase();

  public static enum ConfigurationPhase {

    PARSE_CONFIGURATION,

    REGISTER_BEAN
  }

}

這個子介面是一種特殊的條件介面,多了一個getConfigurationPhase方法,也就是條件註解的生效階段。只有在ConfigurationPhase中定義的兩種階段下才會生效。

Condition介面有個實現抽象類SpringBootCondition,SpringBoot中所有條件註解對應的條件類都繼承這個抽象類。它實現了matches方法:

@Override
public final boolean matches(ConditionContext context,
        AnnotatedTypeMetadata metadata) {
  String classOrMethodName = getClassOrMethodName(metadata); // 得到類名或者方法名(條件註解可以作用的類或者方法上)
  try {
    ConditionOutcome outcome = getMatchOutcome(context, metadata); // 抽象方法,具體子類實現。ConditionOutcome記錄了匹配結果boolean和log資訊
    logOutcome(classOrMethodName, outcome); // log記錄一下匹配資訊
    recordEvaluation(context, classOrMethodName, outcome); // 報告記錄一下匹配資訊
    return outcome.isMatch(); // 返回是否匹配
  }
  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);
  }
}

二、基於Class的條件註解

SpringBoot提供了兩個基於Class的條件註解:@ConditionalOnClass(類載入器中存在指明的類)或者@ConditionalOnMissingClass(類載入器中不存在指明的類)。

@ConditionalOnClass或者@ConditionalOnMissingClass註解對應的條件類是OnClassCondition,定義如下:

@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE) // 優先順序、最高級別
class OnClassCondition extends SpringBootCondition {

  @Override
  public ConditionOutcome getMatchOutcome(ConditionContext context,
        AnnotatedTypeMetadata metadata) {

    StringBuffer matchMessage = new StringBuffer(); // 記錄匹配資訊

    MultiValueMap<String, Object> onClasses = getAttributes(metadata,
            ConditionalOnClass.class); // 得到@ConditionalOnClass註解的屬性
    if (onClasses != null) { // 如果屬性存在
        List<String> missing = getMatchingClasses(onClasses, MatchType.MISSING,
                context); // 得到在類載入器中不存在的類
        if (!missing.isEmpty()) { // 如果存在類載入器中不存在對應的類,返回一個匹配失敗的ConditionalOutcome
            return ConditionOutcome
                    .noMatch("required @ConditionalOnClass classes not found: "
                            + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(missing));
        }
                // 如果類載入器中存在對應的類的話,匹配資訊進行記錄
        matchMessage.append("@ConditionalOnClass classes found: "
                + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(
                        getMatchingClasses(onClasses, MatchType.PRESENT, context)));
    }
        // 對@ConditionalOnMissingClass註解做相同的邏輯處理(說明@ConditionalOnClass和@ConditionalOnMissingClass可以一起使用)
    MultiValueMap<String, Object> onMissingClasses = getAttributes(metadata,
            ConditionalOnMissingClass.class);
    if (onMissingClasses != null) {
        List<String> present = getMatchingClasses(onMissingClasses, MatchType.PRESENT,
                context);
        if (!present.isEmpty()) {
            return ConditionOutcome
                    .noMatch("required @ConditionalOnMissing classes found: "
                            + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(present));
        }
        matchMessage.append(matchMessage.length() == 0 ? "" : " ");
        matchMessage.append("@ConditionalOnMissing classes not found: "
                + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(getMatchingClasses(
                        onMissingClasses, MatchType.MISSING, context)));
    }
        // 返回全部匹配成功的ConditionalOutcome
    return ConditionOutcome.match(matchMessage.toString());
    }

  private enum MatchType { // 列舉:匹配型別。用於查詢類名在對應的類載入器中是否存在。

    PRESENT { // 匹配成功
        @Override
        public boolean matches(String className, ConditionContext context) {
            return ClassUtils.isPresent(className, context.getClassLoader());
        }
    },

    MISSING { // 匹配不成功
        @Override
        public boolean matches(String className, ConditionContext context) {
            return !ClassUtils.isPresent(className, context.getClassLoader());
        }
    };

    public abstract boolean matches(String className, ConditionContext context);

  }

}

SpringBoot還提供了其他比如ConditionalOnBean、ConditionalOnJava、ConditionalOnNotWebApplication、ConditionalOnWebApplication、ConditionalOnResource、ConditionalOnProperty、ConditionalOnExpression等條件註解,有興趣的讀者可以自行檢視它們的底層處理邏輯。

三、各種條件註解的總結

條件註解 對應的Condition處理類 處理邏輯
@ConditionalOnBean OnBeanCondition Spring容器中是否存在對應的例項。可以通過例項的型別、類名、註解、暱稱去容器中查詢(可以配置從當前容器中查詢或者父容器中查詢或者兩者一起查詢)這些屬性都是陣列,通過”與”的關係進行查詢
@ConditionalOnClass OnClassCondition 類載入器中是否存在對應的類。可以通過Class指定(value屬性)或者Class的全名指定(name屬性)。如果是多個類或者多個類名的話,關係是”與”關係,也就是說這些類或者類名都必須同時在類載入器中存在
@ConditionalOnExpression OnExpressionCondition 判斷SpEL 表示式是否成立
@ConditionalOnJava OnJavaCondition 指定Java版本是否符合要求。內部有2個屬性value和range。value表示一個列舉的Java版本,range表示比這個老或者新於等於指定的Java版本(預設是新於等於)。內部會基於某些jdk版本特有的類去類載入器中查詢,比如如果是jdk9,類載入器中需要存在java.security.cert.URICertStoreParameters;如果是jdk8,類載入器中需要存在java.util.function.Function;如果是jdk7,類載入器中需要存在java.nio.file.Files;如果是jdk6,類載入器中需要存在java.util.ServiceLoader
@ConditionalOnMissingBean OnBeanCondition Spring容器中是否缺少對應的例項。可以通過例項的型別、類名、註解、暱稱去容器中查詢(可以配置從當前容器中查詢或者父容器中查詢或者兩者一起查詢)這些屬性都是陣列,通過”與”的關係進行查詢。還多了2個屬性ignored(類名)和ignoredType(類名),匹配的過程中會忽略這些bean
@ConditionalOnMissingClass OnClassCondition 跟ConditionalOnClass的處理邏輯一樣,只是條件相反,在類載入器中不存在對應的類
@ConditionalOnNotWebApplication OnWebApplicationCondition 應用程式是否是非Web程式,沒有提供屬性,只是一個標識。會從判斷Web程式特有的類是否存在,環境是否是Servlet環境,容器是否是Web容器等
@ConditionalOnProperty OnPropertyCondition 應用環境中的屬性是否存在。提供prefix、name、havingValue以及matchIfMissing屬性。prefix表示屬性名的字首,name是屬性名,havingValue是具體的屬性值,matchIfMissing是個boolean值,如果屬性不存在,這個matchIfMissing為true的話,會繼續驗證下去,否則屬性不存在的話直接就相當於匹配不成功
@ConditionalOnResource OnResourceCondition 是否存在指定的資原始檔。只有一個屬性resources,是個String陣列。會從類載入器中去查詢對應的資原始檔是否存在
@ConditionalOnSingleCandidate OnBeanCondition Spring容器中是否存在且只存在一個對應的例項。只有3個屬性value、type、search。跟ConditionalOnBean中的這3種屬性值意義一樣
@ConditionalOnWebApplication OnWebApplicationCondition 應用程式是否是Web程式,沒有提供屬性,只是一個標識。會從判斷Web程式特有的類是否存在,環境是否是Servlet環境,容器是否是Web容器等
例子 意義
@ConditionalOnBean(javax.sql.DataSource.class) Spring容器或者所有父容器中需要存在至少一個javax.sql.DataSource類的例項
@ConditionalOnClass({ Configuration.class,FreeMarkerConfigurationFactory.class }) 類載入器中必須存在Configuration和FreeMarkerConfigurationFactory這兩個類
@ConditionalOnExpression(“’${server.host}’==’localhost’”) server.host配置項的值需要是localhost
ConditionalOnJava(JavaVersion.EIGHT) Java版本至少是8
@ConditionalOnMissingBean(value = ErrorController.class, search = SearchStrategy.CURRENT) Spring當前容器中不存在ErrorController型別的bean
@ConditionalOnMissingClass(“GenericObjectPool”) 類載入器中不能存在GenericObjectPool這個類
@ConditionalOnNotWebApplication 必須在非Web應用下才會生效
@ConditionalOnProperty(prefix = “spring.aop”, name = “auto”, havingValue = “true”, matchIfMissing = true) 應用程式的環境中必須有spring.aop.auto這項配置,且它的值是true或者環境中不存在spring.aop.auto配置(matchIfMissing為true)
@ConditionalOnResource(resources=”mybatis.xml”) 類載入路徑中必須存在mybatis.xml檔案
@ConditionalOnSingleCandidate(PlatformTransactionManager.class) Spring當前或父容器中必須存在PlatformTransactionManager這個型別的例項,且只有一個例項
@ConditionalOnWebApplication 必須在Web應用下才會生效

四、SpringBoot條件註解的啟用機制

想了解SpringBoot條件註解的啟用機制的可以參考原文章;