【Spring Boot 源码学习】OnBeanCondition 详解

引言

上篇博文带大家从 Spring Boot 源码深入详解了 OnClassCondition，那本篇也同样从源码入手，带大家深入了解 OnBeanCondition 的过滤匹配实现。

主要内容

话不多说，马上进入正题，我们开始本篇的内容，重点详解 OnBeanCondition 的实现。

1. getOutcomes 方法

OnBeanCondition 同样也是 FilteringSpringBootCondition 的子类，我们依旧是从 getOutcomes 方法源码来分析【Spring Boot 2.7.9】：

@Order(Ordered.LOWEST_PRECEDENCE)
class OnBeanCondition extends FilteringSpringBootCondition implements ConfigurationCondition {

    // ...

    @Override
    protected final ConditionOutcome[] getOutcomes(String[] autoConfigurationClasses,
        AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata) {
        ConditionOutcome[] outcomes = new ConditionOutcome[autoConfigurationClasses.length];
        for (int i = 0; i < outcomes.length; i++) {
            String autoConfigurationClass = autoConfigurationClasses[i];
            if (autoConfigurationClass != null) {
                Set<String> onBeanTypes = autoConfigurationMetadata.getSet(autoConfigurationClass, "ConditionalOnBean");
                outcomes[i] = getOutcome(onBeanTypes, ConditionalOnBean.class);
                if (outcomes[i] == null) {
                    Set<String> onSingleCandidateTypes = autoConfigurationMetadata.getSet(autoConfigurationClass,
                        "ConditionalOnSingleCandidate");
                    outcomes[i] = getOutcome(onSingleCandidateTypes, ConditionalOnSingleCandidate.class);
                }
            }
        }
        return outcomes;
    }
    // ...
}

上述 getOutcomes 方法中针对 自动配置数据的循环处理逻辑，大致可总结为如下两种：

• 通过调用 AutoConfigurationMetadata 接口的 getSet(String className, String key) 方法来获取与autoConfigurationClass 关联的名为 "ConditionalOnBean" 的条件属性值，可能含多个，存入 Set 集合 onBeanTypes 变量中；接着调用 getOutcome(Set<String> requiredBeanTypes, Class<? extends Annotation> annotation) 方法来获取过滤匹配结果，并赋值给 outcomes[i]。

  我们以 RedisCacheConfiguration 为例，可以看到如下配置：
  

• 如果上述过滤匹配结果 outcomes[i] 为 null，则通过调用 AutoConfigurationMetadata 接口的 getSet(String className, String key) 方法来获取与autoConfigurationClass 关联的名为 "ConditionalOnSingleCandidate" 的条件属性值，可能含多个，存入 Set 集合 onSingleCandidateTypes 变量中；接着调用 getOutcome(Set<String> requiredBeanTypes, Class<? extends Annotation> annotation) 方法来获取过滤匹配结果，并赋值给 outcomes[i]。

  我们以 MongoDatabaseFactoryConfiguration 为例，可以看到如下配置：
  

有关 AutoConfigurationMetadata 接口的 get(String className, String key) 方法的逻辑，请查看 Huazie 的 上一篇博文【Spring Boot 源码学习】OnClassCondition 详解，这里不再赘述。

下面我们继续查看 getOutcome(Set<String> requiredBeanTypes, Class<? extends Annotation> annotation) 方法的逻辑：

private ConditionOutcome getOutcome(Set<String> requiredBeanTypes, Class<? extends Annotation> annotation) {
    List<String> missing = filter(requiredBeanTypes, ClassNameFilter.MISSING, getBeanClassLoader());
    if (!missing.isEmpty()) {
        ConditionMessage message = ConditionMessage.forCondition(annotation)
          .didNotFind("required type", "required types")
          .items(Style.QUOTE, missing);
        return ConditionOutcome.noMatch(message);
    }
    return null;
}

进入 getOutcome 方法，可以看到：

• 首先调用父类 FilteringSpringBootCondition 中的 filter 方法，来获取给定的类集合 requiredBeanTypes 中加载失败的类集合 missing【即当前类加载器中不存在的类集合】；
• 如果 missing 不为空，说明存在加载失败的类，则返回 不满足过滤匹配的结果【即 ConditionOutcome.noMatch，其中没有找到 missing 中需要的类型】；
• 如果 missing 为空，直接返回 null 即可。

2. getMatchOutcome 方法

同 OnClassCondition 一样，OnBeanCondition 同样实现了 FilteringSpringBootCondition 的父类 SpringBootCondition 中的抽象方法 getMatchOutcome 方法。

有关 SpringBootCondition 的介绍，这里不赘述了，请查看笔者的 【Spring Boot 源码学习】OnClassCondition 详解。

通过查看 getMatchOutcome 方法源码，可以看到针对 ConditionalOnBean 注解、ConditionalOnSingleCandidate 注解 和 ConditionalOnMissingBean 注解的三块处理逻辑，下面来一一讲解：

@Override
public ConditionOutcome getMatchOutcome(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
    ConditionMessage matchMessage = ConditionMessage.empty();
    MergedAnnotations annotations = metadata.getAnnotations();
    // ConditionalOnBean 注解处理
    // ConditionalOnSingleCandidate 注解处理
    // ConditionalOnMissingBean 注解处理
    return ConditionOutcome.match(matchMessage);
}

2.1 ConditionalOnBean 注解处理

我们来看看 ConditionalOnBean 注解处理逻辑的源码：

if (annotations.isPresent(ConditionalOnBean.class)) {
    Spec<ConditionalOnBean> spec = new Spec<>(context, metadata, annotations, ConditionalOnBean.class);
    MatchResult matchResult = getMatchingBeans(context, spec);
    if (!matchResult.isAllMatched()) {
        String reason = createOnBeanNoMatchReason(matchResult);
        return ConditionOutcome.noMatch(spec.message().because(reason));
    }
    matchMessage = spec.message(matchMessage)
      .found("bean", "beans")
      .items(Style.QUOTE, matchResult.getNamesOfAllMatches());
}

针对上述代码，且听分析如下：

• 首先调用 MergedAnnotations 接口的 isPresent(Class<A> annotationType) 方法判断指定的注解类型是直接存在或者元存在【这里相当于调用 get(annotationType).isPresent()】，如果返回 true，表示存在指定的注解类型。
• 如果存在 @ConditionalOnBean，则
  • 创建一个条件规范 Spec 对象，该类是从底层的注解中提取的搜索规范；
  • 接着，调用 getMatchingBeans 方法，并从上下文【context】中获取与条件规范【spec】匹配的 Spring Beans 的结果【MatchResult】；
  • 然后，检查匹配结果，如果不是所有的条件都匹配，则继续如下：
    • 调用 createOnBeanNoMatchReason 方法，创建一个描述条件不匹配原因的字符串并返回；
    • 返回一个表示未匹配条件的 ConditionOutcome 对象【其中包含了条件规范的消息以及不匹配的原因】；
  • 否则，更新匹配消息，并记录 找到了所有匹配的 Spring Beans。

2.2 ConditionalOnSingleCandidate 注解处理

我们继续查看 ConditionalOnSingleCandidate 注解处理逻辑的源码：

if (metadata.isAnnotated(ConditionalOnSingleCandidate.class.getName())) {
    Spec<ConditionalOnSingleCandidate> spec = new SingleCandidateSpec(context, metadata, annotations);
    MatchResult matchResult = getMatchingBeans(context, spec);
    if (!matchResult.isAllMatched()) {
        return ConditionOutcome.noMatch(spec.message().didNotFind("any beans").atAll());
    }
    Set<String> allBeans = matchResult.getNamesOfAllMatches();
    if (allBeans.size() == 1) {
        matchMessage = spec.message(matchMessage).found("a single bean").items(Style.QUOTE, allBeans);
    } else {
        List<String> primaryBeans = getPrimaryBeans(context.getBeanFactory(), allBeans,
            spec.getStrategy() == SearchStrategy.ALL);
        if (primaryBeans.isEmpty()) {
            return ConditionOutcome.noMatch(spec.message().didNotFind("a primary bean from beans").items(Style.QUOTE, allBeans));
        }
        if (primaryBeans.size() > 1) {
            return ConditionOutcome.noMatch(spec.message().found("multiple primary beans").items(Style.QUOTE, primaryBeans));
        }
        matchMessage = spec.message(matchMessage)
            .found("a single primary bean '" + primaryBeans.get(0) + "' from beans")
            .items(Style.QUOTE, allBeans);
    }
}

同样针对上述代码，跟着 Huazie 来一步步分析下：

• 首先调用 AnnotatedTypeMetadata 接口的 isAnnotated(String annotationName) 方法判断元数据中是否存在指定注解。如果返回 true，表示元数据中存在指定注解。
• 如果元数据中存在 @ConditionalOnSingleCandidate 注解，则
  • 创建了一个 SingleCandidateSpec 的对象 spec ，并传入上下文 【context】、元数据 【metadata】 和注解信息 【annotations】 ，该类是专门针对 @ConditionalOnSingleCandidate 注解的条件规范。
  • 接着调用 getMatchingBeans 方法对 context 中的所有 bean 进行匹配，并将与条件规范【spec】匹配的 Spring Beans 的结果存储在 matchResult 变量中；
  • 如果没有匹配的 bean，则返回表示未匹配条件的 ConditionOutcome 对象【其中记录了 没有找到任何 bean 的信息】；
  • 否则，获取匹配的所有 bean 名称并存储在 allBeans 变量中。
    • 如果仅有一个匹配的 bean，则更新匹配消息，并记录找到了 单个 bean 的信息；
    • 否则，获取首选 bean 名称列表，并检查列表是否为空；
      • 如果列表为空，则返回表示未匹配条件的 ConditionOutcome 对象【其中记录了 一个首选 bean 也没有找到 的信息】；
      • 如果首选 bean 名称列表包含多个 bean，则返回表示未匹配条件的 ConditionOutcome 对象【其中记录了 找到了多个首选 bean 的信息】；
      • 否则，更新匹配消息，并记录 找到了首选 bean 的信息。

2.3 ConditionalOnMissingBean 注解处理

我们继续查看 ConditionalOnMissingBean 注解处理逻辑的源码：

if (metadata.isAnnotated(ConditionalOnMissingBean.class.getName())) {
    Spec<ConditionalOnMissingBean> spec = new Spec<>(context, metadata, annotations,
        ConditionalOnMissingBean.class);
    MatchResult matchResult = getMatchingBeans(context, spec);
    if (matchResult.isAnyMatched()) {
        String reason = createOnMissingBeanNoMatchReason(matchResult);
        return ConditionOutcome.noMatch(spec.message().because(reason));
    }
    matchMessage = spec.message(matchMessage).didNotFind("any beans").atAll();
}

经过上述两种处理逻辑的分析，相信大家应该可以看懂第三种处理逻辑的分析：

• 首先调用 AnnotatedTypeMetadata 接口的 isAnnotated(String annotationName) 方法判断元数据中是否存在指定注解。如果返回 true，表示元数据中存在指定注解。
• 如果存在 @ConditionalOnMissingBean 注解，则
  • 创建一个条件规范 Spec 对象，该类是从底层的注解中提取的搜索规范；
  • 接着，调用 getMatchingBeans 方法，并从上下文【context】中获取与条件规范【spec】匹配的 Spring Beans 的结果【MatchResult】；
  • 如果存在任何一个匹配的 bean，则
    • 调用 createOnMissingBeanNoMatchReason 方法，创建一个描述条件不匹配原因的字符串并返回；
    • 返回一个表示未匹配条件的 ConditionOutcome 对象【其中包含了条件规范的消息以及不匹配的原因】；
  • 否则，更新匹配消息，并记录 找不到指定类型的 bean 的信息。

3. getMatchingBeans 方法

上述三种注解处理逻辑中，我们都看到了调用 getMatchingBeans 方法，下面重点来讲解一下:

protected final MatchResult getMatchingBeans(ConditionContext context, Spec<?> spec) {
  // ...
}

我们可以看到 getMatchingBeans 方法，有两个参数，它们分别是 上下文 【context】和 条件规范【spec】；

继续看 getMatchingBeans 方法内部逻辑：

ClassLoader classLoader = context.getClassLoader();
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();

这里从上下文【context】中获取 ClassLoader 和 ConfigurableListableBeanFactory ；

知识拓展：

• ClassLoader 是 Java 中的一个接口，用于加载类。它是 Java 类加载机制的核心部分，负责将 .class 文件转换为 Java 类实例。ClassLoader 可以从不同的来源（如文件系统、网络、数据库等）加载类，也可以实现自定义的类加载逻辑。
• ConfigurableListableBeanFactory 是 Spring 框架中的一个核心接口，它扩展了ListableBeanFactory 接口，提供了更多的配置和扩展功能。它是一个 bean 工厂的抽象概念，用于管理 Spring 容器中的 bean 对象。ConfigurableListableBeanFactory 提供了添加、移除、注册和查找 bean 的方法，以及设置和获取 bean 属性值的功能。它还支持bean 的后处理和事件传播。

boolean considerHierarchy = spec.getStrategy() != SearchStrategy.CURRENT;

这里根据 Spec 对象的 SearchStrategy 属性来确定是否考虑 bean 的层次结构。如果 SearchStrategy 是 CURRENT，则不考虑层次结构【即 considerHierarchy 为 false】；否则，考虑层次结构【即 considerHierarchy 为 true】。

Set<Class<?>> parameterizedContainers = spec.getParameterizedContainers();

这里获取 Spec 对象的 parameterizedContainers 属性，这是一个包含参数化容器类型的集合

if (spec.getStrategy() == SearchStrategy.ANCESTORS) {
    BeanFactory parent = beanFactory.getParentBeanFactory();
    Assert.isInstanceOf(ConfigurableListableBeanFactory.class, parent,
        "Unable to use SearchStrategy.ANCESTORS");
    beanFactory = (ConfigurableListableBeanFactory) parent;
}

如果 Spec 对象的 SearchStrategy 属性是 SearchStrategy.ANCESTORS，则调用 getParentBeanFactory 方法获取其父工厂，并将其转换为 ConfigurableListableBeanFactory 类型。

MatchResult result = new MatchResult();

新建一个 MatchResult 对象，用于存储匹配结果；

Set<String> beansIgnoredByType = getNamesOfBeansIgnoredByType(classLoader, beanFactory, considerHierarchy,
      spec.getIgnoredTypes(), parameterizedContainers);

调用 getNamesOfBeansIgnoredByType 方法，获取被忽略类型的 bean 名称集合 beansIgnoredByType ；

for (String type : spec.getTypes()) {
    Collection<String> typeMatches = getBeanNamesForType(classLoader, considerHierarchy, beanFactory, type,
        parameterizedContainers);
    Iterator<String> iterator = typeMatches.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        String match = iterator.next();
        if (beansIgnoredByType.contains(match) || ScopedProxyUtils.isScopedTarget(match)) {
          iterator.remove();
        }
    }
    if (typeMatches.isEmpty()) {
        result.recordUnmatchedType(type);
    } else {
        result.recordMatchedType(type, typeMatches);
    }
}

遍历 Spec 对象的 types 属性，它是一个 Set<String> 集合

• 首先，针对每个类型 type，调用 getBeanNamesForType 方法获取匹配的 bean 名称集合 typeMatches 。
• 然后，使用迭代器遍历这个集合，如果集合中的某个元素在被忽略类型的集合中，就将其从迭代器中移除。
• 最后，如果 typeMatches 集合为空，则记录未匹配的类型；否则，记录匹配的类型。

for (String annotation : spec.getAnnotations()) {
    Set<String> annotationMatches = getBeanNamesForAnnotation(classLoader, beanFactory, annotation, considerHierarchy);
    annotationMatches.removeAll(beansIgnoredByType);
    if (annotationMatches.isEmpty()) {
        result.recordUnmatchedAnnotation(annotation);
    } else {
        result.recordMatchedAnnotation(annotation, annotationMatches);
    }
}

遍历 Spec 对象的 annotations 属性：

• 首先，针对每个注解 annotation，调用 getBeanNamesForAnnotation 方法获取匹配的 bean 名称集合 annotationMatches 。
• 然后，从 annotationMatches 集合中移除被忽略类型的集合。
• 最后，如果 annotationMatches 集合为空，则记录未匹配的注解；否则，记录匹配的注解。

for (String beanName : spec.getNames()) {
    if (!beansIgnoredByType.contains(beanName) && containsBean(beanFactory, beanName, considerHierarchy)) {
        result.recordMatchedName(beanName);
    } else {
        result.recordUnmatchedName(beanName);
    }
}

遍历 Spec 对象的 names 属性，对于每个 bean 名称，如果它不在被忽略类型的集合中，并且它在 bean 工厂中存在，就记录匹配的名称；否则，记录未匹配的名称。

总结

本篇 Huazie 带大家介绍了自动配置过滤匹配子类 OnBeanCondition ，内容较多，感谢大家的支持；笔者接下来的博文还将详解 OnWebApplicationCondition 的实现，敬请期待！！！