Spring 注解编程之模式注解

上篇文章研究 Spring XML Schema 扩展进制，这段时候一直研究 Spring 注解编程的原理。原本以为有了之前研究基础，可以很快理解注解编程原理。没想到这个过程非常困难，注解编程源码难度是 XML 扩展好几倍。o(╥﹏╥)o。

Spring 框架中有很多可用的注解，其中有一类注解称模式注解(Stereotype Annotations)，包括 @Component, @Service,@Controller,@Repository 等。只要在相应的类上标注这些注解，就能成为 Spring 中组件(Bean)。

需要配置开启自动扫描。如在 XML 中配置 <context:component-scan base-package="xxx.xxx.xx"/>` 或使用注解 @ComponentScan。

从最终的效果上来看，@Component, @Service,@Controller,@Repository 起到的作用完全一样，那为何还需要多个不同的注解？

从官方 wiki 我们可以看到原因。

A _stereotype annotation_ is an annotation that is used to declare the role that a component plays within the application. For example, the @Repository annotation in the Spring Framework is a marker for any class that fulfills the role or _stereotype_ of a repository (also known as Data Access Object or DAO).

不同的模式注解虽然功能相同，但是代表含义却不同。

标注@Controller 注解，这类组件就可以表示为 WEB 控制层 ，处理各种 HTTP 交互。标注 @Service 可以表示为内部服务层 ，处理内部服务各种逻辑。而 @Repository 可以代表示为数据控制层，代表数据库增删改查动作。

这样一来不同模式注解带来了不同的含义，清晰将服务进行分层。

除了上面的作用，特定的模式注解，Spring 可能会在未来增加额外的功能语义。如现在 @Repository 注解，可以增加异常的自动转换功能。

所以，对于分层服务最好使用各自特定语义的模式注解，如 WEB 层就使用 @Controller注解。

模式注解原理

在 Spring 中任何标注 @Component 的组件都可以成为扫描的候选对象。另外任何使用 @Component 标注的注解，如 @Service，当其标注组件时，也能被当做扫描的候选对象。。

@Component is a generic stereotype for any Spring-managed component. Any component annotated with @Component is a candidate for component scanning. Similarly, any component annotated with an annotation that is itself meta-annotated with @Component is also a candidate for component scanning. For example, @Service is meta-annotated with @Component.

如果想使自定义的注解也能如 @Service 注解功能一样，只要在自定义注解上标注 @Component 就可以。

AnnotationMetadata

从上面文档看出只要在类上存在 @Component注解，即使存在于注解的注解上，Spring 都将能其成为候选组件。

注解上的注解 Spring 将其定义为元注解(_meta-annotation_),如 @Component标注在 @Service上，@Component 就被称作为元注解。后面我们就将注解的注解称为元注解。

A _meta-annotation_ is an annotation that is declared on another annotation. An annotation is therefore _meta-annotated_ if it is annotated with another annotation. For example, any annotation that is declared to be _documented_ is meta-annotated with @Documented from thejava.lang.annotation package.

那么对于一个类是否可以成为 Spring 组件，需要判断这个类是否包含 @Component 注解，或者类上元注解中是否包含 @Component。

在 Spring 中可以通过 MetadataReader 获取 ClassMetadata 以及 AnnotationMetadata，然后获取相应元数据。

ClassMetadata 可以获取类的各种元数据，比如类名，接口等。

而 AnnotationMetadata 可以获取当前类上注解的元数据，如注解名字，以及元注解信息等。

所以只要获取到 AnnotationMetadata，就可以判断是否存在 @Component。判断方式如下

获取 AnnotationMetadata

这里我们从 XML 配置开启扫描开始讲起。

<context:component-scan base-package="xxx.xxx.xx"/>

首先在 META-INF 下查找 spring.handles 文件。

不明白小伙伴们可以查看上一篇文章 缘起 Dubbo ，讲讲 Spring XML Schema 扩展机制

context 标签在 ContextNamespaceHandler 注册 XML 解析器。在 ContextNamespaceHandler中其使用了 ComponentScanBeanDefinitionParser真正解析 XML。

在 ComponentScanBeanDefinitionParser#parse 方法中，首先获取 XML 中配置 base-package属性，获取扫描的范围，然后调用 ClassPathBeanDefinitionScanner#doScan 获取 base-package 所有 BeanDefinition。

在 doScan 方法中最终会调用ClassPathScanningCandidateComponentProvider#scanCandidateComponents 获取扫描范围内所有 BeanDefinition

在 scanCandidateComponents 中首先获取扫描包范围内资源对象，然后迭代从可读取资源对象中MetadataReaderFactory#getMetadataReader(resource) 获取 MetadataReader` 对象。

上文已经讲到 MetadataReader 对象作用，这里查看如何使用MetadataReader 进行判断。

筛选组件

在 isCandidateComponent方法中将会传入 MetadataReader 到TypeFilter#match进行判断。

条件的判断主要使用 excludeFilters与 includeFilters 两个字段决定。那两个字段从何处生成？

原来在ComponentScanBeanDefinitionParser中调用 ClassPathBeanDefinitionScanner构造方法时，默认传入 useDefaultFilters=true。

在 registerDefaultFilters 注册默认的过滤器，生成 excludeFilters与 includeFilters 初始值。

默认情况下，excludeFilters 将会是个空集，而 includeFilters 集合中增加一个包含@Component 类型信息的 AnnotationTypeFilter 实例，以及另外两个包含 Java EE 注解AnnotationTypeFilter 实例。

跳到 AnnotationTypeFilter#match 方法中。AnnotationTypeFilter 类图如下。

AnnotationTypeFilter#match 方法在抽象类 AbstractTypeHierarchyTraversingFilter中实现。

match 方法首先调用了 matchSelf，而该方法最终由 AnnotationTypeFilter 重写。

可以看到这里最终使用 AnnotationMetadata 方法判断是否存在指定注解。

源码分析就到此为止，下篇文章将会深入 AnnotationMetadata，查看其实如何获取元数据的。

帮助文档

Spring Annotation Programming Model)
beans-stereotype-annotations
『Spring Boot 编程思想』