《Spring核心技术》@ComponentScan注解（上）

commonli

发布于 2023-2-10 15:09

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一、学习指引

想成为秃顶的资深工程师，关于@ComponentScans注解与@ComponentScan注解，不能只停留在表面！

翻开Spring的源码找到@ComponentScan注解的源码，发现注解类上赫然标注着Since: 3.1字样。也就是说，@ComponentScan注解是从Spring的3.1版本开始提供的。在@ComponentScan注解上，标注了一个@Repeatable注解，@Repeatable注解的属性值为ComponentScans.class。再次翻看下@ComponentScans注解的源码，类上标注着Since: 4.3字样。也就是说，@ComponentScans注解是从Spring4.3版本开始提供的。@ComponentScans注解就相当于是@ComponentScan注解的一个数组，在@ComponentScans注解中可以多次使用@ComponentScan注解来扫描不同的包路径。

如果你只想做一个天天加班的CRUD的程序员，掌握上述的基本知识就够了。CRUD操作不需要你对@ComponentScans注解与@ComponentScan注解有多么深入的了解。但是，如果你想对Spring的源码有进一步的了解和认识，想熟悉Spring核心源码的执行流程，想成为一名合格的架构师或技术专家，只了解上述@ComponentScans注解与@ComponentScan注解最基本的知识点是远远不够的。

二、注解说明

@ComponentScans注解与@ComponentScan注解的一点点说明！

@ComponentScans注解可以看作是@ComponentScan注解的一个数组，在@ComponentScans注解中可以多次标注@ComponentScan注解。

@ComponentScan注解最核心的功能就是Spring IOC容器在刷新的时候会扫描对应包下标注了@Component注解、@Configuration注解、@Repository注解、@Service注解和@Controller等等注解的类，生成扫描到的类的Bean定义信息，整体流程与注册ConfigurationClassPostProcessor类的Bean定义信息的流程基本一致，最终都会将其保存到BeanFactory中的beanDefinitionMap中。

2.1 注解源码

本节，主要是对@ComponentScans注解和@ComponentScan注解的源码进行简单的剖析。

2.1.1 @ComponentScans注解源码

源码详见：org.springframework.context.annotation.ComponentScans，如下所示。

/***
 *     @author Juergen Hoeller
 *     @since 4.3
 *     @see ComponentScan
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
public @interface ComponentScans {
 ComponentScan[] value();
}

可以看到，@ComponentScans注解的源码还是比较简单的，在@ComponentScans注解中存在一个ComponentScan[]数组类型的value属性，说明@ComponentScans注解的属性可以存放一个@ComponentScan注解类型的数组，可以在ComponentScans注解中多次添加@ComponentScan注解。从@ComponentScans注解的源码还可以看出，@ComponentScans注解从Spring 4.3版本开始提供。

2.1.2 @ComponentScan注解源码

@ComponentScan注解的源码是本章分析的重点内容，@ComponentScan注解的源码详见：org.springframework.context.annotation.ComponentScan，如下所示。

/*
 * @author Chris Beams
 * @author Juergen Hoeller
 * @author Sam Brannen
 * @since 3.1
 * @see Configuration
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Repeatable(ComponentScans.class)
public @interface ComponentScan {

 @AliasFor("basePackages")
 String[] value() default {};

 @AliasFor("value")
 String[] basePackages() default {};

 Class<?>[] basePackageClasses() default {};

 Class<? extends BeanNameGenerator> nameGenerator() default BeanNameGenerator.class;

 Class<? extends ScopeMetadataResolver> scopeResolver() default AnnotationScopeMetadataResolver.class;

 ScopedProxyMode scopedProxy() default ScopedProxyMode.DEFAULT;

 String resourcePattern() default ClassPathScanningCandidateComponentProvider.DEFAULT_RESOURCE_PATTERN;

 boolean useDefaultFilters() default true;

 Filter[] includeFilters() default {};

 Filter[] excludeFilters() default {};

 boolean lazyInit() default false;

 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @Target({})
 @interface Filter {

  FilterType type() default FilterType.ANNOTATION;

  @AliasFor("classes")
  Class<?>[] value() default {};

  @AliasFor("value")
  Class<?>[] classes() default {};

  String[] pattern() default {};

 }
}

可以看到，Spring从3.1版本开始提供@ComponentScan注解，@ComponentScan注解中还有一个内部注解@Filter。

@ComponentScan注解中的每个属性的含义如下所示。

value：作用同basePackages属性，String[]数组类型，指定要扫描的包名。如果指定了要扫描的包名，则Spring会扫描指定的包及其子包下的所有类。
basePackages：作用同value属性，String[]数组类型，指定要扫描的包名。如果指定了要扫描的包名，则Spring会扫描指定的包及其子包下的所有类。
basePackageClasses：Class<?>[]数组类型，指定要扫描的类的Class对象。
nameGenerator：Class<? extends BeanNameGenerator>类型，指定扫描类时，向IOC注入Bean对象时的命名规则。
scopeResolver：Class<? extends ScopeMetadataResolver>类型，扫描类时，用于处理并转换符合条件的Bean的作用范围。
scopedProxy：ScopedProxyMode类型，指定生成Bean对象时的代理方式，默认的代理方法是DEFAULT，也就是不使用代理。关于ScopedProxyMode的更多详细的内容，参见2.1.3节。
resourcePattern：String类型，用于指定扫描的文件类型，默认是扫描指定包下的**/*.class。
useDefaultFilters：boolean类型，是否自动检测@Component @Repository @Service @Controller注解，默认是true。
includeFilters：Filter[]数组类型，自定义组件扫描过滤规则，符合过滤规则的类的Bean定义信息会被注册到IOC容器中。includeFilters表示只包含对应的规则，当使用includeFilters()来指定只包含哪些注解标注的类时，需要禁用默认的过滤规则，也就是需要将useDefaultFilters属性设置为false。并且，除了符合过滤规则的类外，Spring内置的如下名称的类的Bean定义信息注册到IOC容器时不受过滤规则限制，如下所示。

org.springframework.context.annotation.internalConfigurationAnnotationProcessor
org.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessor
org.springframework.context.event.internalEventListenerProcessor
org.springframework.context.event.internalEventListenerFactory

excludeFilters：Filter[]数组类型，自定义组件扫描过滤规则，excludeFilters表示排除使用对应的规则，符合过滤规则的类的Bean定义信息不会被注册到IOC容器中。
lazyInit：boolean类型，从Spring4.1版本开始提供，表示Spring扫描组件时是否采用懒加载，默认false，表示不开启懒加载。

@Filter注解中的每个属性的含义如下所示。

type：FilterType类型，表示过滤规则的类型。关于FilterType的更多详细的内容，参见2.1.4节。
value：Class<?>[]数组类型，过滤符合规则的类，作用同classes属性。
classes：Class<?>[]数组类型，过滤符合规则的类，作用同value属性。
pattern：如果FilterType取值为ASPECTJ，则此属性表示ASPECTJ表达式。

2.1.3 ScopedProxyMode枚举类源码

ScopedProxyMode枚举类表示Spring指定生成Bean对象时的代理方式，源码详见：org.springframework.context.annotation.ScopedProxyMode。

/*
 * @author Mark Fisher
 * @since 2.5
 * @see ScopeMetadata
 */
public enum ScopedProxyMode {
 DEFAULT,
 NO,
 INTERFACES,
 TARGET_CLASS
}

ScopedProxyMode类是从Spring 2.5版本开始提供的枚举类，每个属性的含义如下所示。

DEFAULT：默认的代理方式，也就是不使用代理，除非在component-scan级别使用了不同的配置。
NO：不使用代理。
INTERFACES：基于JDK动态代理实现接口代理对象。
TARGET_CLASS：基于CGLib动态代理创建类代理对象。

2.1.4 FilterType枚举类源码

FilterType枚举类表示Spring扫描类时的过滤类型，源码详见：org.springframework.context.annotation.FilterType，如下所示。

/*
 * @author Mark Fisher
 * @author Juergen Hoeller
 * @author Chris Beams
 * @since 2.5
 */
public enum FilterType {
 ANNOTATION,
 ASSIGNABLE_TYPE,
 ASPECTJ,
 REGEX,
 CUSTOM
}

FilterType类是Spring2.5版本开始提供的枚举类，每个属性的含义如下所示。

ANNOTATION：按照注解进行过滤。
ASSIGNABLE_TYPE：按照给定的类型进行过滤。
ASPECTJ：按照ASPECTJ表达式进行过滤。
REGEX：按照正则表达式进行过滤。
CUSTOM：按照自定义规则进行过滤，使用自定义过滤规则时，自定义的过滤器需要实现org.springframework.core.type.filter.TypeFilter接口。

在FilterType枚举类中，ANNOTATION和ASSIGNABLE_TYPE是比较常用的，ASPECTJ和REGEX不太常用，如果FilterType枚举类中的类型无法满足日常开发需求时，可以通过实现org.springframework.core.type.filter.TypeFilter接口来自定义过滤规则，此时，将@Filter中的type属性设置为FilterType.CUSTOM，classes属性设置为自定义规则的类对应的Class对象。

2.2 注解使用场景

使用Spring的注解开发应用程序时，如果需要将标注了Spring注解的类注入到IOC容器中，就需要使用@ComponentScan注解来扫描指定包下的类。同时，在Spring4.3版本开始，提供了@ComponentScans注解，在@ComponentScans注解中，支持配置多个@ComponentScan注解来扫描不同的包，配置不同的过滤规则。

三、使用案例

整个案例来玩玩儿吧！

3.1 案例描述

使用自定义过滤规则实现Spring扫描指定包下的类时，使得名称中含有 componentScanConfig 字符串的类符合过滤规则。

3.2 案例实现

整个案例实现的步骤总体如下所示。

（1）新建自定义过滤规则类ComponentScanFilter

ComponentScanFilter类的源码详见：spring-annotation-chapter-02工程下的io.binghe.spring.annotation.chapter02.componentscan.filter.ComponentScanFilter，如下所示。

public class ComponentScanFilter implements TypeFilter {
    @Override
    public boolean match(MetadataReader metadataReader, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) throws IOException {
        //获取当前正在扫描的类的信息
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
        //获取当前正在扫描的类名
        String className = classMetadata.getClassName();
        return className.contains("componentScanConfig");
    }
}

可以看到，自定义过滤规则ComponentScanFilter类实现了TypeFilter接口，并覆写了match()方法，match()方法中的核心逻辑就是：如果类的名称中含有componentScanConfig字符串，符合过滤规则，返回true，否则，返回false。

（2）新建配置类ComponentScanConfig

ComponentScanConfig类的源码详见：spring-annotation-chapter-02工程下的io.binghe.spring.annotation.chapter02.componentscan.config.ComponentScanConfig，如下所示。

@Configuration
@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = {ComponentScanFilter.class})
}, useDefaultFilters = false)
public class ComponentScanConfig {
}

可以看到，在ComponentScanConfig类上标注了@Configuration注解，说明ComponentScanConfig类是Spring的配置类。在标注的@ComponentScan注解中指定了要扫描的包名，使用只包含的过滤规则，并采用自定义过滤规则。

此时，需要注意的是，需要将是否使用默认的过滤规则设置为false。

（3）新建测试类ComponentScanTest

ComponentScanTest类的源码详见：spring-annotation-chapter-02工程下的io.binghe.spring.annotation.chapter02.componentscan.ComponentScanTest，如下所示。

public class ComponentScanTest {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ComponentScanConfig.class);
        String[] names = context.getBeanDefinitionNames();
        Arrays.stream(names).forEach(System.out::println);
    }
}

可以看到，在ComponentScanTest类中，在AnnotationConfigApplicationContext类的构造方法中传入ComponentScanConfig类的Class对象创建IOC容器，并将其赋值给context局部变量。通过context局部变量的getBeanDefinitionNames()方法获取所有的Bean定义名称，随后遍历这些Bean定义名称进行打印。

3.3 案例测试

本案例中，在@ComponentScan注解中使用了includeFilters过滤规则，并且使用的是自定义过滤规则，符合过滤规则的是名称中含有 componentScanConfig 字符串的类。另外，Spring中内置的Processor类和Factory类的Bean定义信息注册到IOC容器时，不受过滤规则限制。

运行ComponentScanTest类输出的结果信息如下所示。

org.springframework.context.annotation.internalConfigurationAnnotationProcessor
org.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessor
org.springframework.context.event.internalEventListenerProcessor
org.springframework.context.event.internalEventListenerFactory
componentScanConfig

可以看到，从IOC容器中获取的Bean的类定义信息的名称中可以看出，除了名称中包含componentScanConfig字符串的类符合过滤规则外，Spring内置的Processor类和Factory类不受过滤规则限制，其类的Bean定义信息都注册到了IOC容器中。

3.4 其他应用案例

1.扫描时排除注解标注的类

排除@Controller、@Service和@Repository注解，可以在配置类上通过@ComponentScan注解的excludeFilters()属性实现，如下所示。

@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", excludeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = {Controller.class, Service.class, Repository.class})
})

2.扫描时只包含注解标注的类

可以使用ComponentScan注解类的includeFilters()属性来指定Spring在进行包扫描时，只包含哪些注解标注的类。如果使用includeFilters()属性来指定只包含哪些注解标注的类时，需要禁用默认的过滤规则。

例如，只包含@Controller注解标注的类，可以在配置类上添加@ComponentScan注解，设置只包含@Controller注解标注的类，并禁用默认的过滤规则，如下所示。

@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = {Controller.class})
}, useDefaultFilters = false)

3.重复注解

在Java8中@ComponentScan注解是一个重复注解，可以在一个配置类上重复使用这个注解，如下所示。

@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = {Controller.class})
}, useDefaultFilters = false)
@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = {Service.class})
}, useDefaultFilters = false)

如果使用的是Java8之前的版本，就不能直接在配置类上写多个@ComponentScan注解了。此时，可以在配置类上使用@ComponentScans注解，如下所示。

@ComponentScans(value = {
    @ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = {Controller.class})
    }, useDefaultFilters = false),
    @ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = {Service.class})
    }, useDefaultFilters = false)
})

总结：可以使用@ComponentScan注解来指定Spring扫描哪些包，可以使用excludeFilters()指定扫描时排除哪些组件，也可以使用includeFilters()指定扫描时只包含哪些组件。当使用includeFilters()指定只包含哪些组件时，需要禁用默认的过滤规则。

4.扫描时按照注解进行过滤

使用@ComponentScan注解进行包扫描时，按照注解只包含标注了@Controller注解的组件，如下所示。

@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = {Controller.class})
}, useDefaultFilters = false)

5.扫描时按照指定的类型进行过滤

使用@ComponentScan注解进行包扫描时，按照给定的类型只包含DemoService类（接口）或其子类（实现类或子接口）的组件，如下所示。

@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, classes = {DemoService.class})
}, useDefaultFilters = false)

此时，只要是DemoService类型的组件，都会被加载到容器中。也就是说：当DemoService是一个Java类时，DemoService类及其子类都会被加载到Spring容器中；当DemoService是一个接口时，其子接口或实现类都会被加载到Spring容器中。

6.扫描时按照ASPECTJ表达式进行过滤

使用@ComponentScan注解进行包扫描时，按照ASPECTJ表达式进行过滤，如下所示。

@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.ASPECTJ, classes = {AspectJTypeFilter.class})
}, useDefaultFilters = false)

其中，AspectJTypeFilter类就是自定义的ASPECTJ表达式的过滤器类。

7.扫描时按照正则表达式进行过滤

使用@ComponentScan注解进行包扫描时，按照正则表达式进行过滤，如下所示。

@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.REGEX, classes = {RegexPatternTypeFilter.class})
}, useDefaultFilters = false)

其中，RegexPatternTypeFilter类就是自定义的正则表达式的过滤器类。

8.扫描时按照自定义规则进行过滤

如果实现自定义规则进行过滤时，自定义规则的类必须是org.springframework.core.type.filter.TypeFilter接口的实现类。

例如，按照自定义规则进行过滤，首先，需要创建一个org.springframework.core.type.filter.TypeFilter接口的实现类BingheTypeFilter，如下所示。

public class BingheTypeFilter implements TypeFilter {
    @Override
    public boolean match(MetadataReader metadataReader, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) throws IOException {
        return false;
    }
}

当实现TypeFilter接口时，需要实现TypeFilter接口中的match()方法，match()方法的返回值为boolean类型。当返回true时，表示符合过滤规则，会将类的Bean定义信息注册到IOC容器中；当返回false时，表示不符合过滤规则，对应的类的Bean定义信息不会注册到IOC容器中。

接下来，使用@ComponentScan注解进行如下配置。

@ComponentScan(value = "io.binghe.spring.annotation.chapter02", includeFilters = {
    @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = {BingheTypeFilter.class})
}, useDefaultFilters = false)

四、源码时序图

结合时序图理解源码会事半功倍，你觉得呢？

本节，就以源码时序图的方式，直观的感受下@ComponentScans注解与@ComponentScan注解在Spring源码层面的执行流程。@ComponentScans注解与@ComponentScan注解在Spring源码层面的执行流程如图所示。

《Spring核心技术》@ComponentScan注解（上）-鸿蒙开发者社区

由图2-1~2-3可以看出，解析@ComponentScans注解与@ComponentScan注解在Spring源码中的执行流程，会涉及到ComponentScanTest类、AnnotationConfigApplicationContext类、AbstractApplicationContext类、PostProcessorRegistrationDelegate类、ConfigurationClassPostProcessor类、ConfigurationClassParser类、ComponentScanAnnotationParser类、ClassPathBeanDefinitionScanner类、ClassPathScanningCandidateComponentProvider类、BeanDefinitionReaderUtils类和DefaultListableBeanFactory类等。具体的源码执行细节参见源码解析部分。

本文转载自公众号：冰河技术

分类

云原生

标签

Spring

已于2023-2-10 15:09:50修改

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