如何在低版本的 Spring 中快速实现类似自动配置的功能

在 Spring 4 后才引入了 @Conditional 等条件注解，它是 Spring Boot 中实现自动配置的最大功臣！
那么问题来了：如果我们还在使用 Spring 3.x 的老版本，这时候要怎么实现一个自动配置呢？

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需求和问题#

核心的诉求#

现存系统，不打算重构
Spring 版本为 3.x，也不打算升级版本和引入 Spring Boot
期望能够在少改代码的前提下实现功能增强

比如说：

希望能够给全站统一添加上日志记录（如：RPC 框架 Web 调用的摘要信息、数据库访问层的摘要信息），这个其实是个通用的功能。
我们引用了一些基础设施，并想对这些基础设施的功能作进一步的增强，这时候就应该从框架的层面来解决这个问题。

面临的问题#

3.x 的 Spring 没有条件注解

因为没有条件注解，所以我们不清楚在什么时候需要 / 不需要配置这些东西
无法自动定位需要加载的自动配置

此时我们没有办法像 Spring Boot 的自动配置那样让框架自动加载我们的配置，我们要使用一些别的手段让 Spring 可以加载到我们定制的这些功能。

核心解决思路#

条件判断#

通过 BeanFactoryPostProcessor 进行判断

Spring 为我们提供了一个扩展点，我们可以通过 BeanFactoryPostProcessor 来解决条件判断的问题，它可以让我们在 BeanFactory 定义完之后、Bean 的初始化之前对我们这些 Bean 的定义做一些后置的处理。可以在这个时候对我们的 Bean 定义做判断，看看当前存在 / 缺少哪些 Bean 的定义，还可以增加一些 Bean 的定义 —— 加入一些自己定制的 Bean。

配置加载#

编写 Java Config 类
引入配置类
- 通过 component-scan
- 通过 XML 文件 import

可以考虑编写自己的 Java Config 类，并把它加到 component-scan 里面，然后想办法让现在系统的 component-scan 包含我们编写的 Java Config 类；也可以编写 XML 文件，如果当前系统使用 XML 的方式，那么它加载的路径上是否可以加载我们的 XML 文件，如果不行就可以使用手动 import 这个文件。

Spring 提供的两个扩展点#

`BeanPostProcessor`#

针对 Bean 实例
在 Bean 创建后提供定制逻辑回调

`BeanFactoryPostProcessor`#

针对 Bean 定义
在容器创建 Bean 前获取配置元数据
Java Config 中需要定义为 static 方法（如果不定义，Spring 在启动时会报一个 warning，你可尝试一下）

关于 Bean 的一些定制#

既然上面提到了 Spring 的两个扩展点，这里就延展一下关于 Bean 的一些定制的方式。

Lifecycle Callback#

InitializingBean / @PostConstruct / init-method

这部分是关于初始化的，可以在 Bean 的初始化之后做一些定制，这里有三种方式：
- 实现 InitializingBean 接口
- 使用 @PostConstruct 注解
- 在 Bean 定义的 XML 文件里给它指定一个 init-method；亦或者在使用 @Bean 注解时指定 init-method
这些都可以让我们这个 Bean 在创建之后去调用特定的方法。
DisposableBean / @PreDestroy / destroy-method

这部分是在 Bean 回收的时候，我们该做的一些操作。可以指定这个 Bean 在销毁的时候，如果：
- 它实现了 DisposableBean 这个接口，那么 Spring 会去调用它相应的方法
- 也可以将 @PreDestroy 注解加在某个方法上，那么会在销毁时调用这个方法
- 在 Bean 定义的 XML 文件里给它指定一个 destroy-method；亦或者在使用 @Bean 注解时指定 destroy-method，那么会在销毁时调用这个方法

XxxAware 接口#

ApplicationContextAware

可以把整个 ApplicationContext 通过接口进行注入，在这个 Bean 里我们就可以获得一个完整的 ApplicationContext。
BeanFactoryAware

与 ApplicationContextAware 类似。
BeanNameAware

可以把 Bean 的名字注入到这个实例中来。

如果对源码感兴趣，可见：org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.doGetBean
如果当前 Bean 存在 close 或 shutdown 方法名的方法时，会被 Spring 视为 destroy-method，在销毁时会进行调用。

一些常用操作#

判断类是否存在#

ClassUitls.isPresent()

调用 Spring 提供的 ClassUitls.isPresent() 来判断一个类是否存在当前 Class Path 下。

判断 Bean 是否已定义#

ListableBeanFactory.containsBeanDefinition()：判断 Bean 是否已定义。
ListableBeanFactory.getBeanNamesForType()：可以查看某些类型的 Bean 都有哪些名字已经被定义了。

注册 Bean 定义#

BeanDefinitionRegistry.registerBeanDefinition()
- GenericBeanDefinition
BeanFactory.registerSingleton()

撸起袖子加油干#

理论就科普完了，下面就开始实践。
在当前的例子中，我们假定一下当前环境为：没有使用 Spring Boot 以及高版本的 Spring。

Step 1：模拟低版本的 Spring 环境

这里只是简单地引入了 spring-context 依赖，并没有真正的使用 Spring 3.x 的版本，但也没有使用 Spring 4 以上的一些特性。

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>io.github.y0ngb1n.samples</groupId>
    <artifactId>custom-starter-core</artifactId>
    <scope>provided</scope>
  </dependency>
</dependencies>

Step 2：以实现 BeanFactoryPostProcessor 接口为例

@Slf4j
public class GreetingBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

  @Override
  public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)
    throws BeansException {

    // 判断当前 Class Path 下是否存在所需要的 GreetingApplicationRunner 这么一个类
    boolean hasClass = ClassUtils
      .isPresent("io.github.y0ngb1n.samples.greeting.GreetingApplicationRunner",
        GreetingBeanFactoryPostProcessor.class.getClassLoader());

    if (!hasClass) {
      // 类不存在
      log.info("GreetingApplicationRunner is NOT present in CLASSPATH.");
      return;
    }

    // 是否存在 id 为 greetingApplicationRunner 的 Bean 定义
    boolean hasDefinition = beanFactory.containsBeanDefinition("greetingApplicationRunner");
    if (hasDefinition) {
      // 当前上下文已存在 greetingApplicationRunner
      log.info("We already have a greetingApplicationRunner bean registered.");
      return;
    }

    register(beanFactory);
  }

  private void register(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {

    if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) {
      GenericBeanDefinition beanDefinition = new GenericBeanDefinition();
      beanDefinition.setBeanClass(GreetingApplicationRunner.class);

      ((BeanDefinitionRegistry) beanFactory)
        .registerBeanDefinition("greetingApplicationRunner", beanDefinition);
    } else {

      beanFactory.registerSingleton("greetingApplicationRunner", new GreetingApplicationRunner());
    }
  }
}

注册我们的 Bean（见 CustomStarterAutoConfiguration），如下有几点是需要注意的：

这里的方法定义为 static
使用时，如果两项目不是在同个包下，需要主动将当前类加入到项目的 component-scan 里

@Configuration
public class CustomStarterAutoConfiguration {

  @Bean
  public static GreetingBeanFactoryPostProcessor greetingBeanFactoryPostProcessor() {
    return new GreetingBeanFactoryPostProcessor();
  }
}

Step 3：验证该自动配置是否生效

在其他项目中添加依赖：

<dependencies>
  ...
  <dependency>
    <groupId>io.github.y0ngb1n.samples</groupId>
    <artifactId>custom-starter-spring-lt4-autoconfigure</artifactId>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>io.github.y0ngb1n.samples</groupId>
    <artifactId>custom-starter-core</artifactId>
  </dependency>
  ...
</dependencies>

启动项目并观察日志（见 custom-starter-examples），验证自动配置是否生效了：

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::        (v2.1.0.RELEASE)

2019-05-02 20:47:27.692  INFO 11460 --- [           main] i.g.y.s.d.AutoconfigureDemoApplication   : Starting AutoconfigureDemoApplication on HP with PID 11460 ...
2019-05-02 20:47:27.704  INFO 11460 --- [           main] i.g.y.s.d.AutoconfigureDemoApplication   : No active profile set, falling back to default profiles: default
2019-05-02 20:47:29.558  INFO 11460 --- [           main] i.g.y.s.g.GreetingApplicationRunner      : Initializing GreetingApplicationRunner.
2019-05-02 20:47:29.577  INFO 11460 --- [           main] i.g.y.s.d.AutoconfigureDemoApplication   : Started AutoconfigureDemoApplication in 3.951 seconds (JVM running for 14.351)
2019-05-02 20:47:29.578  INFO 11460 --- [           main] i.g.y.s.g.GreetingApplicationRunner      : Hello everyone! We all like Spring!

到这里，已成功在低版本的 Spring 中实现了类似自动配置的功能。👏

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