@Configuration注解天天用，你真的了解它吗？

环境：Spring5.3.23

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1. 简介

@Configuration 是一个类级注解，表示一个对象是 Bean 定义的来源。@Configuration 类通过 @Bean 注解的方法声明 Bean。对 @Configuration 类上 @Bean 方法的调用也可用于定义Bean之间的依赖关系。

使用@Configuration注解的主要作用是替代Spring的applicationContext.xml文件，使得配置更加灵活和方便。当某个类标注了@Configuration注解时，表示这个类是Spring的一个配置类，能够自动注册到IOC容器并进行实例化。

2. 应用示例

static class Person {}
@Configuration
static class AppConfig {
  @Bean
  public Person person() {
    return new Person() ;
  }
}

AppConfig是一个配置类，在该类中通过@Bean标注方法注册Bean对象。示例非常的简单，但是不是一定的用@Configuration呢？换成@Component试试

@Component
static class AppConfig {
  @Bean
  public Person person() {
    return new Person() ;
  }
}
// 测试是否能够获取Person bean对象
try (GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext()) {
  context.registerBean(AppConfig.class) ;
  // ...
  System.out.println(context.getBean(Person.class)) ;
}

上面的示例能够正确的获取Person bean对象，那这里的@Component与@Configuration有什么区别呢？接着看下面代码示例：

@Configuration
static class AppConfig {
  @Bean
  public Person person() {
    return new Person() ;
  }
  @Bean
  public Date d1() {
    System.out.println(person()) ;
    return new Date() ;
  }
  @Bean
  public Date d2() {
    System.out.println(person()) ;
    return new Date() ;
  }
}

在上面的示例中，随意定义了2个Date类型的Bean，这2个方法中都调用person()方法，执行结果：

com.pack.m.b.CMain$Person@55183b20
com.pack.m.b.CMain$Person@55183b20

控制台输出的一模一样，是不是感觉好奇怪，调用2次应该是不同的Person对象才对是吧？先继续往下看，吧@Configuration换成@Component（就是换注解，其它都没有变化，代码就不贴了），执行结果：

com.pack.m.b.CMain$Person@78aab498
com.pack.m.b.CMain$Person@5dd6264

这次输出是2个不同的Person对象了，此时你是不是觉得这次符合你的预期？如果你这么认为那么就出大事了。

在 Spring 中，实例化的 Bean 默认具有单例作用域，但是如上执行情况，明显成了多例，我们就应该确保容器中任何时候使用的都是同一个实例。如果这里是DataSource那问题就更加严重了。

所以，这里虽然可以使用@Component定义配置类，但是强烈不建议你这样使用，既然是配置类你就的按规矩来使用@Configuration注解。那@Configuration是如何保证在内部方法调用返回的对象是同一个呢？

先给出答案：那是因为使用@Configuration注解的类被生成了代理类（通过CGLIB）。接下来我们来看看它的原理。

3. 实现原理

Spring提供了一个ConfigurationClassPostProcessor处理器来注册@Configuration注解。该处理器是一个BeanFactoryPostProcessor。我们就从这里看起

3.1 给@Configuration注解的类打标记

这里所说的大标记其实就确定你当前这个配置类要不要生成代理，而这个标记模式是生成代理

// 这里的proxyBeanMethods值为true，意为会为当前的配置类生成代理
@Configuration(proxyBeanMethods = true)
static class AppConfig {}

处理配置类

public class ConfigurationClassPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
  public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) {
    // ...
    // 处理配置类bean
    processConfigBeanDefinitions(registry);
  }
  public void processConfigBeanDefinitions(BeanDefinitionRegistry registry) {
    // 获取所有的bean
    String[] candidateNames = registry.getBeanDefinitionNames();
    // 遍历
    for (String beanName : candidateNames) {
      BeanDefinition beanDef = registry.getBeanDefinition(beanName) ;
      // 判断当前的bean是否有ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE属性
      // 默认都是没有的，所以这里进入到else if 中
      if (beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE) != null) {
        // 打印日志
      } 
      // 在checkConfigurationClassCandidate会处理配置类的相应属性
      else if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(beanDef, this.metadataReaderFactory)) {
        configCandidates.add(new BeanDefinitionHolder(beanDef, beanName));
      }
    }
    // ...
  }
}

ConfigurationClassUtils

abstract class ConfigurationClassUtils {
  public static final String CONFIGURATION_CLASS_FULL = "full";
  public static final String CONFIGURATION_CLASS_LITE = "lite";
  public static boolean checkConfigurationClassCandidate(
      BeanDefinition beanDef, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) {
    // 省去无关代码
    // 获取到当前配置类的所有注解信息
    AnnotationMetadata metadata = AnnotationMetadata.introspect(beanClass) ;
    // 获取注解类@Configuration信息
    Map config = metadata.getAnnotationAttributes(Configuration.class.getName());
    if (config != null && !Boolean.FALSE.equals(config.get("proxyBeanMethods"))) {
      // 如果@Configuration中的proxyBeanMethods属性为true，那么就将当前配置类对应的BeanDefinition设置属性
      // 标记为true，其实这里的目的就是要不要创建代理，如果为true创建代理
      beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
    }
    // 不创建代理
    else if (config != null || isConfigurationCandidate(metadata)) {
      beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
    }
    else {
      return false;
    }
  }
}

上面对配置类进行了标记要不要创建代理，下面就是创建代理了。

3.2 为配置类生成代理

上面对配置类要不要创建代理是通过BeanDefinition 设置属性的方式来标记，标记完后会在postProcessBeanFactory中创建代理。

public class ConfigurationClassPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
  public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
    // ...
    // 增强配置类，创建代理
    enhanceConfigurationClasses(beanFactory);
  }
  public void enhanceConfigurationClasses(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
    Map configBeanDefs = new LinkedHashMap<>();
    for (String beanName : beanFactory.getBeanDefinitionNames()) {
      BeanDefinition beanDef = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
      // 获取设置的标记属性，要么是full，要么是lite
      Object configClassAttr = beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE);
      if (ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_FULL.equals(configClassAttr)) {
        // 先保存到集合汇总
        configBeanDefs.put(beanName, (AbstractBeanDefinition) beanDef);
      }
    }
    ConfigurationClassEnhancer enhancer = new ConfigurationClassEnhancer();
    for (Map.Entry entry : configBeanDefs.entrySet()) {
      AbstractBeanDefinition beanDef = entry.getValue();
      // 确定配置类的class
      Class configClass = beanDef.getBeanClass();
      // 创建代理
      Class enhancedClass = enhancer.enhance(configClass, this.beanClassLoader);
      if (configClass != enhancedClass) {
        beanDef.setBeanClass(enhancedClass);
      }
    }
  }
}

接下来是核心通过ConfigurationClassEnhancer#enhance创建目标配置类的代理对象。

class ConfigurationClassEnhancer {
  private static final Callback[] CALLBACKS = new Callback[] {
      new BeanMethodInterceptor(),
      new BeanFactoryAwareMethodInterceptor(),
      NoOp.INSTANCE
  }
  public Class enhance(Class configClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    Class enhancedClass = createClass(newEnhancer(configClass, classLoader));
    return enhancedClass;
  }
  private Enhancer newEnhancer(Class configSuperClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    Enhancer enhancer = new Enhancer();
    enhancer.setSuperclass(configSuperClass);
    // 设置生成的子类要实现的接口，该接口实现了BeanFactoryAware，
    // 所以容器在实例化初始化该代理对象的时候会自动注入当前容器的BeanFactory对象。
    enhancer.setInterfaces(new Class[] {EnhancedConfiguration.class});
    enhancer.setUseFactory(false);
    enhancer.setNamingPolicy(SpringNamingPolicy.INSTANCE);
    // 这里有个作用就是为当前的代理bean添加BeanFactory类型的字段。
    enhancer.setStrategy(new BeanFactoryAwareGeneratorStrategy(classLoader));
    enhancer.setCallbackFilter(CALLBACK_FILTER);
    enhancer.setCallbackTypes(CALLBACK_FILTER.getCallbackTypes());
    return enhancer;
  } 
  private Class createClass(Enhancer enhancer) {
    Class subclass = enhancer.createClass();
    Enhancer.registerStaticCallbacks(subclass, CALLBACKS);
    return subclass;
  }
}

上面的代码就是通过CGLIB创建代理，这些不是我们关心的，我们主要关心的是它是如何拦截配置方法的。所以这里我们主要关注的上面createClass方法中设置的CALLBACKS。在这个数组中通过名称也就清楚核心拦截器是BeanMethodInterceptor。

private static class BeanMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
  public Object intercept(Object enhancedConfigInstance, Method beanMethod, Object[] beanMethodArgs,
          MethodProxy cglibMethodProxy) throws Throwable {
    ConfigurableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory(enhancedConfigInstance);
    // 获取当前@Bean注解的方法名（也就是对应的BeanName）
    String beanName = BeanAnnotationHelper.determineBeanNameFor(beanMethod);
    // ...
    // 从容器中查找对应的bean（也就是你调用的那个方法创建的bean对象）
    return resolveBeanReference(beanMethod, beanMethodArgs, beanFactory, beanName);
  }
  private Object resolveBeanReference(Method beanMethod, Object[] beanMethodArgs,
        ConfigurableBeanFactory beanFactory, String beanName) {
    // 获取bean实例
    Object beanInstance = (useArgs ? beanFactory.getBean(beanName, beanMethodArgs) :
            beanFactory.getBean(beanName));
    // ...
    return beanInstance;
  }
}

以上就是@Configuration注解创建代理及方法调用时的执行原理。

你学到了吗？

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