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面试官：@Transactional 注解是如何实现的？面试必问！

互联网架构师 | 313 2021-09-30 23:01 0 0 0
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上一篇：深夜看了张一鸣的微博，让我越想越后怕

首先，先看SpringBoot的主配置类：

  1. @SpringBootApplication
  2. publicclassStartEurekaApplication
  3. {
  4.     publicstaticvoid main(String[] args)
  5.     {
  6.         SpringApplication.run(StartEurekaApplication.class, args);
  7.     }
  8. }

点进@SpringBootApplication来看，发现@SpringBootApplication是一个组合注解。

  1. @Target(ElementType.TYPE)
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  3. @Documented
  4. @Inherited
  5. @SpringBootConfiguration
  6. @EnableAutoConfiguration
  7. @ComponentScan(excludeFilters = {
  8.       @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
  9.       @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
  10. public@interfaceSpringBootApplication{
  11. }

我们先来看 

@SpringBootConfiguration：

  1. @Target({ElementType.TYPE})
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  3. @Documented
  4. @Configuration
  5. public@interfaceSpringBootConfiguration{
  6. }

可以看到这个注解除了元注解以外，就只有一个@Configuration，那也就是说这个注解相当于@Configuration，所以这两个注解作用是一样的，它让我们能够去注册一些额外的Bean，并且导入一些额外的配置。那@Configuration还有一个作用就是把该类变成一个配置类，不需要额外的XML进行配置。所以@SpringBootConfiguration就相当于@Configuration。进入@Configuration，发现@Configuration核心是@Component，说明Spring的配置类也是Spring的一个组件。

  1. @Target({ElementType.TYPE})
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  3. @Documented
  4. @Component
  5. public@interfaceConfiguration{
  6.     @AliasFor(
  7.         annotation = Component.class
  8.     )
  9.     String value() default"";
  10. }

继续来看下一个

@EnableAutoConfiguration

这个注解是开启自动配置的功能。

  1. @Target({ElementType.TYPE})
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  3. @Documented
  4. @Inherited
  5. @AutoConfigurationPackage
  6. @Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
  7. public@interfaceEnableAutoConfiguration{
  8.     String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";
  9.     Class<?>[] exclude() default{};
  10.     String[] excludeName() default{};
  11. }

可以看到它是由 

@AutoConfigurationPackage，

@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)

这两个而组成的，我们先说

@AutoConfigurationPackage

他是说：让包中的类以及子包中的类能够被自动扫描到spring容器中。

  1. @Target({ElementType.TYPE})
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  3. @Documented
  4. @Inherited
  5. @Import({Registrar.class})
  6. public@interfaceAutoConfigurationPackage{
  7. }

使用@Import来给Spring容器中导入一个组件 ，这里导入的是Registrar.class。来看下这个Registrar：

  1.     staticclassRegistrarimplementsImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports{
  2.         Registrar() {
  3.         }
  4.         publicvoid registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
  5.             AutoConfigurationPackages.register(registry, (newAutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata)).getPackageName());
  6.         }
  7.         publicSet<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
  8.             returnCollections.singleton(newAutoConfigurationPackages.PackageImport(metadata));
  9.         }
  10.     }

就是通过以上这个方法获取扫描的包路径，可以debug查看具体的值：

那metadata是什么呢，可以看到是标注在@SpringBootApplication注解上的DemosbApplication，也就是我们的主配置类Application：

其实就是将主配置类（即@SpringBootApplication标注的类）的所在包及子包里面所有组件扫描加载到Spring容器。因此我们要把DemoApplication放在项目的最高级中（最外层目录）。

看看注解@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)，@Import注解就是给Spring容器中导入一些组件，这里传入了一个组件的选择器:AutoConfigurationImportSelector。

可以从图中看出AutoConfigurationImportSelector 继承了 DeferredImportSelector 继承了 ImportSelector，ImportSelector有一个方法为：selectImports。将所有需要导入的组件以全类名的方式返回，这些组件就会被添加到容器中。

  1. publicString[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
  2.     if(!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
  3.         return NO_IMPORTS;
  4.     } else{
  5.         AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata(this.beanClassLoader);
  6.         AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = 
  7. this.getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata, annotationMetadata);
  8.         returnStringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
  9.     }
  10. }

会给容器中导入非常多的自动配置类（xxxAutoConfiguration）；就是给容器中导入这个场景需要的所有组件，并配置好这些组件。

有了自动配置类，免去了我们手动编写配置注入功能组件等的工作。那是如何获取到这些配置类的呢，看看下面这个方法：

  1. protectedAutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry
  2. getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata, AnnotationMetadata annotationMetadata) {
  3.     if(!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
  4.         return EMPTY_ENTRY;
  5.     } else{
  6.         AnnotationAttributes attributes = this.getAttributes(annotationMetadata);
  7.         List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
  8.         configurations = this.removeDuplicates(configurations);
  9.         Set<String> exclusions = this.getExclusions(annotationMetadata, attributes);
  10.         this.checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
  11.         configurations.removeAll(exclusions);
  12.         configurations = this.filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
  13.         this.fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
  14.         returnnewAutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
  15.     }
  16. }

我们可以看到getCandidateConfigurations()这个方法，他的作用就是引入系统已经加载好的一些类，到底是那些类呢：

  1. protectedList<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
  2.     List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
  3.     Assert.notEmpty(configurations, 
  4. "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
  5.     return configurations;
  6. }
  1. publicstaticList<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @NullableClassLoader classLoader) {
  2.     String factoryClassName = factoryClass.getName();
  3.     return(List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
  4. }

会从META-INF/spring.factories中获取资源，然后通过Properties加载资源：

  1. privatestaticMap<String, List<String>> loadSpringFactories(@NullableClassLoader classLoader) {
  2.     MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
  3.     if(result != null) {
  4.         return result;
  5.     } else{
  6.         try{
  7.             Enumeration<URL> urls = classLoader != 
  8. null? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
  9.             LinkedMultiValueMap result = newLinkedMultiValueMap();
  10.             while(urls.hasMoreElements()) {
  11.                 URL url = (URL)urls.nextElement();
  12.                 UrlResource resource = newUrlResource(url);
  13.                 Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
  14.                 Iterator var6 = properties.entrySet().iterator();
  15.                 while(var6.hasNext()) {
  16.                     Map.Entry<?, ?> entry = (Map.Entry)var6.next();
  17.                     String factoryClassName = ((String)entry.getKey()).trim();
  18.                     String[] var9 = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue());
  19.                     int var10 = var9.length;
  20.                     for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
  21.                         String factoryName = var9[var11];
  22.                         result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
  23.                     }
  24.                 }
  25.             }
  26.             cache.put(classLoader, result);
  27.             return result;
  28.         } catch(IOException var13) {
  29.             thrownewIllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var13);
  30.         }
  31.     }
  32. }

可以知道SpringBoot在启动的时候从类路径下的META-INF/spring.factories中获取EnableAutoConfiguration指定的值，将这些值作为自动配置类导入到容器中，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作。以前我们需要自己配置的东西，自动配置类都帮我们完成了。如下图可以发现Spring常见的一些类已经自动导入。


接下来看@ComponentScan注解，@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class), @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })，这个注解就是扫描包，然后放入spring容器。


  1. @ComponentScan(excludeFilters = {
  2. @Filter(type = FilterType.CUSTOM,classes = {TypeExcludeFilter.class}),
  3. @Filter(type = FilterType.CUSTOM,classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class})})
  4. public@interfaceSpringBootApplication{}

总结下@SpringbootApplication：就是说，他已经把很多东西准备好，具体是否使用取决于我们的程序或者说配置。

接下来继续看run方法：

  1. publicstaticvoid main(String[] args) {
  2.         SpringApplication.run(Application.class, args);
  3. }

来看下在执行run方法到底有没有用到哪些自动配置的东西，我们点进run：

  1. publicConfigurableApplicationContext run(String... args) {
  2.     //计时器
  3.     StopWatch stopWatch = newStopWatch();
  4.     stopWatch.start();
  5.     ConfigurableApplicationContext context = null;
  6.     Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = newArrayList();
  7.     this.configureHeadlessProperty();
  8.     //监听器
  9.     SpringApplicationRunListeners listeners = this.getRunListeners(args);
  10.     listeners.starting();
  11.     Collection exceptionReporters;
  12.     try{
  13.         ApplicationArguments applicationArguments = newDefaultApplicationArguments(args);
  14.         ConfigurableEnvironment environment = this.prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
  15.         this.configureIgnoreBeanInfo(environment);
  16.         Banner printedBanner = this.printBanner(environment);
  17.         //准备上下文
  18.         context = this.createApplicationContext();
  19.         exceptionReporters = this.getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,
  20. newClass[]{ConfigurableApplicationContext.class}, context);
  21.         //预刷新context
  22.         this.prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
  23.         //刷新context
  24.         this.refreshContext(context);
  25.         //刷新之后的context
  26.         this.afterRefresh(context, applicationArguments);
  27.         stopWatch.stop();
  28.         if(this.logStartupInfo) {
  29.             (newStartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)).logStarted(this.getApplicationLog(), stopWatch);
  30.         }
  31.         listeners.started(context);
  32.         this.callRunners(context, applicationArguments);
  33.     } catch(Throwable var10) {
  34.         this.handleRunFailure(context, var10, exceptionReporters, listeners);
  35.         thrownewIllegalStateException(var10);
  36.     }
  37.     try{
  38.         listeners.running(context);
  39.         return context;
  40.     } catch(Throwable var9) {
  41.         this.handleRunFailure(context, var9, exceptionReporters, (SpringApplicationRunListeners)null);
  42.         thrownewIllegalStateException(var9);
  43.     }
  44. }
那我们关注的就是 refreshContext(context); 刷新context，我们点进来看。
  1. privatevoid refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {
  2.    refresh(context);
  3.    if(this.registerShutdownHook) {
  4.       try{
  5.          context.registerShutdownHook();
  6.       }
  7.       catch(AccessControlException ex) {
  8.          // Not allowed in some environments.
  9.       }
  10.    }
  11. }

我们继续点进refresh(context);

  1. protectedvoid refresh(ApplicationContext applicationContext) {
  2.    Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);
  3.    ((AbstractApplicationContext) applicationContext).refresh();
  4. }

他会调用 ((AbstractApplicationContext) applicationContext).refresh();方法，我们点进来看：

  1. publicvoid refresh() throwsBeansException, IllegalStateException{
  2.    synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
  3.       // Prepare this context for refreshing.
  4.       prepareRefresh();
  5.       // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
  6.       ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
  7.       // Prepare the bean factory for use in this context.
  8.       prepareBeanFactory(beanFactory);
  9.       try{
  10.          // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
  11.          postProcessBeanFactory(beanFactory);
  12.          // Invoke factory processors registered as beans in the context.
  13.          invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
  14.          // Register bean processors that intercept bean creation.
  15.          registerBeanPostProcessors(beanFactory);
  16.          // Initialize message source for this context.
  17.          initMessageSource();
  18.          // Initialize event multicaster for this context.
  19.          initApplicationEventMulticaster();
  20.          // Initialize other special beans in specific context subclasses.
  21.          onRefresh();
  22.          // Check for listener beans and register them.
  23.          registerListeners();
  24.          // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
  25.          finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
  26.          // Last step: publish corresponding event.
  27.          finishRefresh();
  28.       }catch(BeansException ex) {
  29.          if(logger.isWarnEnabled()) {
  30.             logger.warn("Exception encountered during context initialization - "+
  31.                   "cancelling refresh attempt: "+ ex);
  32.          }
  33.          // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
  34.          destroyBeans();
  35.          // Reset 'active' flag.
  36.          cancelRefresh(ex);
  37.          // Propagate exception to caller.
  38.          throw ex;
  39.       }finally{
  40.          // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
  41.          // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
  42.          resetCommonCaches();
  43.       }
  44.    }
  45. }

由此可知，就是一个spring的bean的加载过程。继续来看一个方法叫做 onRefresh()：

  1. protectedvoid onRefresh() throwsBeansException{
  2.    // For subclasses: do nothing by default.
  3. }

他在这里并没有直接实现，但是我们找他的具体实现：

比如Tomcat跟web有关，我们可以看到有个ServletWebServerApplicationContext：

  1. @Override
  2. protectedvoid onRefresh() {
  3.    super.onRefresh();
  4.    try{
  5.       createWebServer();
  6.    }
  7.    catch(Throwable ex) {
  8.       thrownewApplicationContextException("Unable to start web server", ex);
  9.    }
  10. }

可以看到有一个createWebServer();方法他是创建web容器的，而Tomcat不就是web容器，那是如何创建的呢，我们继续看：

  1. privatevoid createWebServer() {
  2.    WebServer webServer = this.webServer;
  3.    ServletContext servletContext = getServletContext();
  4.    if(webServer == null&& servletContext == null) {
  5.       ServletWebServerFactory factory = getWebServerFactory();
  6.       this.webServer = factory.getWebServer(getSelfInitializer());
  7.    }
  8.    elseif(servletContext != null) {
  9.       try{
  10.          getSelfInitializer().onStartup(servletContext);
  11.       }
  12.       catch(ServletException ex) {
  13.          thrownewApplicationContextException("Cannot initialize servlet context",
  14.                ex);
  15.       }
  16.    }
  17.    initPropertySources();
  18. }

factory.getWebServer(getSelfInitializer());他是通过工厂的方式创建的。

  1. publicinterfaceServletWebServerFactory{
  2.    WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers);
  3. }

可以看到 它是一个接口，为什么会是接口。因为我们不止是Tomcat一种web容器。

我们看到还有Jetty，那我们来看TomcatServletWebServerFactory：

  1. @Override
  2. publicWebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
  3.    Tomcat tomcat = newTomcat();
  4.    File baseDir = (this.baseDirectory != null) ? this.baseDirectory
  5.          : createTempDir("tomcat");
  6.    tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
  7.    Connector connector = newConnector(this.protocol);
  8.    tomcat.getService().addConnector(connector);
  9.    customizeConnector(connector);
  10.    tomcat.setConnector(connector);
  11.    tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
  12.    configureEngine(tomcat.getEngine());
  13.    for(Connector additionalConnector : this.additionalTomcatConnectors) {
  14.       tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
  15.    }
  16.    prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
  17.    return getTomcatWebServer(tomcat);
  18. }

那这块代码，就是我们要寻找的内置Tomcat，在这个过程当中，我们可以看到创建Tomcat的一个流程。

如果不明白的话， 我们在用另一种方式来理解下，大家要应该都知道stater举点例子。

  1. <dependency>
  2.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  3.     <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
  4. </dependency>
  5. <dependency>
  6.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  7.     <artifactId>spring-boot-starter-freemarker</artifactId>
  8. </dependency>

首先自定义一个stater。

  1. <parent>
  2.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  3.     <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
  4.     <version>2.1.4.RELEASE</version>
  5.     <relativePath/>
  6. </parent>
  7. <groupId>com.zgw</groupId>
  8. <artifactId>gw-spring-boot-starter</artifactId>
  9. <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  10. <dependencies>
  11.     <dependency>
  12.         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  13.         <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
  14.     </dependency>
  15. </dependencies>

我们先来看maven配置写入版本号，如果自定义一个stater的话必须依赖spring-boot-autoconfigure这个包,我们先看下项目目录。

  1. publicclassGwServiceImpl  implementsGwService{
  2.     @Autowired
  3.     GwProperties properties;
  4.     @Override
  5.     publicvoidHello()
  6.     {
  7.         String name=properties.getName();
  8.         System.out.println(name+"说:你们好啊");
  9.     }
  10. }

我们做的就是通过配置文件来定制name这个是具体实现。

  1. @Component
  2. @ConfigurationProperties(prefix = "spring.gwname")
  3. publicclassGwProperties{
  4.     String name="zgw";
  5.     publicString getName() {
  6.         return name;
  7.     }
  8.     publicvoid setName(String name) {
  9.         this.name = name;
  10.     }
  11. }

这个类可以通过@ConfigurationProperties读取配置文件。

  1. @Configuration
  2. @ConditionalOnClass(GwService.class)  //扫描类
  3. @EnableConfigurationProperties(GwProperties.class) //让配置类生效
  4. publicclassGwAutoConfiguration{
  5.     /**
  6.     * 功能描述 托管给spring
  7.     * @author zgw
  8.     * @return
  9.     */
  10.     @Bean
  11.     @ConditionalOnMissingBean
  12.     publicGwService gwService()
  13.     {
  14.         returnnewGwServiceImpl();
  15.     }
  16. }

这个为配置类，为什么这么写因为，spring-boot的stater都是这么写的，我们可以参照他仿写stater，以达到自动配置的目的，然后我们在通过spring.factories也来进行配置。

  1. org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.gw.GwAutoConfiguration

然后这样一个简单的stater就完成了，然后可以进行maven的打包，在其他项目引入就可以使用。

感谢您的阅读，也欢迎您发表关于这篇文章的任何建议，关注我，技术不迷茫！小编到你上高速。
    · END ·
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