《Spring核心技术》第08章-条件型注解：深度解析@Conditional注解

作者：冰河
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源码地址：https://github.com/binghe001/spring-annotation-book/tree/master/spring-annotation-chapter-08

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大家好，我是冰河~~

  • 本章难度：★★★★☆

  • 本章重点：进一步学习并掌握@Conditional注解指定创建Bean条件的案例和流程，从源码级别彻底掌握@Conditional注解在Spring底层的执行流程。

本节目录如下所示：

  • 学习指引
  • 注解说明
    • 注解源码
    • 使用场景
  • 使用案例
    • 无条件案例
    • 标注到方法上的案例
    • 标注到类上的案例
    • 同时标注到类和方法上的案例
  • 源码时序图
  • 源码解析
  • 总结
  • 思考
  • VIP服务

一、学习指引

Spring是如何根据条件创建Bean的？

日常工作过程中，相信这种情况是最常见的：根据某个或某些条件来执行相应的逻辑。换句话说，会通过if-else语句来执行一定的业务逻辑功能。

在Spring中，就有这样一个注解，它支持根据一定的条件来创建对应的Bean对象，并将Bean对象注册到IOC容器中。满足条件的Bean就会被注册到IOC容器中，不满足条件的Bean就不会被注册到IOC容器中。这个注解就是@Conditional注解，本章，就对@Conditional注解进行简单的介绍。

二、注解说明

关于@Conditional注解的一点点说明~~

Spring提供的@Conditional注解支持按照条件向IOC容器中注册Bean，满足条件的Bean就会被注册到IOC容器中，不满足条件的Bean就不会被注册到IOC容器中。

2.1 注解源码

@Conditional注解可以标注到类或方法上，能够实现按照条件向IOC容器中注册Bean。源码详见：org.springframework.context.annotation.Conditional。

/**
 * @author Phillip Webb
 * @author Sam Brannen
 * @since 4.0
 */
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Conditional {
	Class<? extends Condition>[] value();
}

从@Conditional注解的源码可以看出，@Conditional注解是从Spring 4.0版本开始提供的注解。在@Conditional注解注解中只提供了一个Class数组类型的value属性，具体含义如下所示。

  • value：指定Condition接口的实现类，Condition接口的实现类中需要编写具体代码实现向Spring中注入Bean的条件。

2.2 使用场景

如果使用Spring开发的应用程序需要根据不同的运行环境来读取不同的配置信息，例如在Windows操作系统上需要读取Windows操作系统的环境信息，在MacOS操作系统上需要读取MacOS操作系统的环境信息。此时，就可以使用@Conditional注解实现。

另外，@Conditional注解还有如下一些使用场景：

  • 可以作为类级别的注解直接或者间接的与@Component相关联，包括@Configuration类。
  • 可以作为元注解，用于自动编写构造性注解。
  • 作为方法级别的注解，作用在任何@Bean的方法上。

三、使用案例

@Conditional注解案例实战~~

Spring的@Conditional注解可以标注到类或方法上，并且会实现按照一定的条件将对应的Bean注入到IOC容器中。所以，本节，会列举无条件（不加@Conditional注解）、@Conditional注解标注到方法上和@Conditional注解标注到类上以及将@Conditional注解同时标注到类上和方法上等四个主要案例。

3.1 无条件案例

本节，主要实现不使用@Conditional注解时，向IOC容器中注入Bean的案例，具体实现步骤如下所示。

（1）新增Founder类

Founder类的源码详见：spring-annotation-chapter-08工程下的io.binghe.spring.annotation.chapter08.bean.Founder。

public class Founder {
    private String name;
    public Founder(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +  "name='" + name + '\'' + '}';
    }
}

可以看到，Founder类就是Java中的一个普通实体类。

（2）新增ConditionalConfig类

ConditionalConfig类的源码详见：spring-annotation-chapter-08工程下的io.binghe.spring.annotation.chapter08.config.ConditionalConfig。

@Configuration
public class ConditionalConfig {
    @Bean(name = "bill")
    public Founder windowsFounder(){
        return new Founder("Bill Gates");
    }
    @Bean(name = "jobs")
    public Founder macosFounder(){
        return new Founder("Steve Jobs");
    }
}

可以看到，ConditionalConfig类是一个Spring的配置类，并且在ConditionalConfig类中使用@Bean注解创建了两个Bean对象，并注册到IOC容器中，一个Bean的名称为bill，另一个Bean的名称为jobs。

（3）新增ConditionalTest类

ConditionalTest类的源码详见：spring-annotation-chapter-08工程下的io.binghe.spring.annotation.chapter08.ConditionalTest。

public class ConditionalTest {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ConditionalConfig.class);
        String[] definitionNames = context.getBeanDefinitionNames();
        Arrays.stream(definitionNames).forEach((definitionName) -> System.out.println(definitionName));
    }
}

可以看到，在ConditionalTest类的main()方法中，会打印注入到IOC容器中的Bean名称。

（4）运行ConditionalTest类

运行ConditionalTest类的main()方法，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
conditionalConfig
bill
jobs

从输出的结果信息可以看出，向IOC容器中注入了名称为conditionalConfig、bill和jobs的Bean。

说明：没设置@Conditional注解时，会向Spring容器中注入所有使用@Bean注解创建的Bean。

3.2 标注到方法上的案例

本节，主要实现将@Conditional注解标注到方法上，向IOC容器中注入Bean的案例，具体实现步骤如下所示。

注意：本节的案例是在3.1节的基础上进行完善，在对应的方法上添加@Conditional注解。

（1）新增WindowsCondition类

WindowsCondition类的源码详见：spring-annotation-chapter-08工程下的io.binghe.spring.annotation.chapter08.condition.WindowsCondition。

public class WindowsCondition implements Condition {
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
        String osName = context.getEnvironment().getProperty("os.name");
        return osName.toLowerCase().contains("windows");
    }
}

可以看到，WindowsCondition类实现了Condition接口，并实现了matches()方法。在matches()方法中，通过Spring的环境变量读取操作系统名称，如果操作系统名称中包含windows就返回true，否则返回false。当返回true时，使用@Conditional注解指定的条件为WindowsCondition类的Class对象的Bean会被创建并注入到IOC容器中。

（2）新增MacosCondition类

MacosCondition类的源码详见：spring-annotation-chapter-08工程下的io.binghe.spring.annotation.chapter08.condition.MacosCondition。

public class MacosCondition implements Condition {
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
        String osName = context.getEnvironment().getProperty("os.name");
        return osName.toLowerCase().contains("mac");
    }
}

可以看到，MacosCondition类实现了Condition接口，并实现了matches()方法。在matches()方法中，通过Spring的环境变量读取操作系统名称，如果操作系统名称中包含mac就返回true，否则返回false。当返回true时，使用@Conditional注解指定的条件为MacosCondition类的Class对象的Bean会被创建并注入到IOC容器中。

（3）修改ConditionalConfig类

在ConditionalConfig类的方法上标注@Conditional注解，修改后的源码如下所示。

@Bean(name = "bill")
@Conditional(value = {WindowsCondition.class})
public Founder windowsFounder(){
    System.out.println("创建名称为bill的Bean对象");
    return new Founder("Bill Gates");
}

@Bean(name = "jobs")
@Conditional(value = {MacosCondition.class})
public Founder macosFounder(){
    System.out.println("创建名称为jobs的Bean对象");
    return new Founder("Steve Jobs");
}

可以看到，在创建名称为bill的Bean的方法上标注了@Conditional注解，并指定了value的属性为WindowsCondition类的class对象。在创建名称为jobs的Bean的方法上标注了@Conditional注解，并指定了value的属性为MacosCondition类的class对象。

（4）运行ConditionalTest类

运行ConditionalTest类的main()方法，输出的结果信息如下所示。

创建名称为bill的Bean对象
org.springframework.context.annotation.internalConfigurationAnnotationProcessor
org.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessor
org.springframework.context.event.internalEventListenerProcessor
org.springframework.context.event.internalEventListenerFactory
conditionalConfig
bill

可以看到，由于我的电脑是Windows操作系统，所以，打印出的Bean名称包含conditionalConfig和bill，不包含jobs。

说明：@Conditional注解标注到使用@Bean创建Bean的方法上时，只有满足@Conditional注解的条件时，才会执行方法体创建Bean对象并注入到IOC容器中。

3.3 标注到类上的案例

本节，主要实现将@Conditional注解标注到类上，向IOC容器中注入Bean的案例，具体实现步骤如下所示。

注意：本节的案例是在3.1节的基础上进行完善，在对应的类上添加@Conditional注解。

（1）修改ConditionalConfig类

删除ConditionalConfig类中的方法上的@Conditional注解，并在ConditionalConfig类上标注@Conditional注解。

@Configuration
@Conditional(value = {MacosCondition.class})
public class ConditionalConfig {
    @Bean(name = "bill")
    public Founder windowsFounder(){
        System.out.println("创建名称为bill的Bean对象");
        return new Founder("Bill Gates");
    }
    @Bean(name = "jobs")
    public Founder macosFounder(){
        System.out.println("创建名称为jobs的Bean对象");
        return new Founder("Steve Jobs");
    }
}

可以看到，在ConditionalConfig类上标注了@Conditional注解，并且将value属性设置为MacosCondition。也就是说，当前操作系统为MacOS操作系统时，才会创建名称为bill和jobs的Bean，并将其注入到IOC容器中。

（2）运行ConditionalTest类

运行ConditionalTest类的main()方法，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

从输出的结果信息可以看出，由于我的电脑是Windows操作系统，所以，在输出的Bean名称中，并不包含conditionalConfig、bill和jobs。

说明：当@Conditional注解标注到类上时，如果运行程序时，不满足@Conditional注解中指定的条件，则当前类的所有Bean都不会被创建，也不会注入到IOC容器中。

3.4 同时标注到类和方法上

本节，主要实现将@Conditional注解同时标注到类和方法上，向IOC容器中注入Bean的案例，具体实现步骤如下所示。

注意：本节的案例是在3.1节的基础上进行完善，在对应的类上添加@Conditional注解。

（1）修改ConditionalConfig类

在ConditionalConfig类的类上和方法上同时标注@Conditional注解。如下所示。

@Configuration
@Conditional(value = {MacosCondition.class})
public class ConditionalConfig {
    @Bean(name = "bill")
    @Conditional(value = {WindowsCondition.class})
    public Founder windowsFounder(){
        System.out.println("创建名称为bill的Bean对象");
        return new Founder("Bill Gates");
    }
    @Bean(name = "jobs")
    @Conditional(value = {MacosCondition.class})
    public Founder macosFounder(){
        System.out.println("创建名称为jobs的Bean对象");
        return new Founder("Steve Jobs");
    }
}

可以看到，在ConditionalConfig类的类上和方法上都标注了@Conditional注解。其中，在类上标注的@Conditional注解的条件是当前操作系统为MacOS系统。

（2）运行ConditionalTest类

运行ConditionalTest类的main()方法，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

从输出的结果信息可以看出，由于我的电脑是Windows操作系统，所以，在输出的Bean名称中，并不包含conditionalConfig、bill和jobs。

说明：当@Conditional注解同时标注到类和方法上时，如果标注到类上的@Conditional注解不满足条件，即使类中的方法上标注的@Conditional注解满足条件，也不会创建Bean，并且也不会将Bean注入到IOC容器中。

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@Conditional注解在Spring源码层面的执行流程。@Conditional注解的源码时序图如图8-1和8-2所示。

图8-1

图8-2

五、源码解析

源码时序图整清楚了，那就整源码解析呗！

@Conditional注解在Spring源码层面的执行流程，结合源码执行的时序图，会理解的更加深刻。本节，就简单结合源码时序图简单分析下@Conditional注解在Spring源码层面的执行流程。

注意：@Conditional注解在Spring源码层面的执行流程与第7章的5.1节@DependsOn注解在Spring源码层面注册Bean的执行流程大体类似，只是在执行AnnotatedBeanDefinitionReader类的doRegisterBean()方法的逻辑时，略有差异。

（1）解析AnnotatedBeanDefinitionReader类的doRegisterBean(Class<T> beanClass, String name, Class<? extends Annotation>[] qualifiers, Supplier<T> supplier, BeanDefinitionCustomizer[] customizers)方法

源码详见：org.springframework.context.annotation.AnnotatedBeanDefinitionReader#doRegisterBean(Class<T> beanClass, String name, Class<? extends Annotation>[] qualifiers, Supplier<T> supplier, BeanDefinitionCustomizer[] customizers)。

private <T> void doRegisterBean(Class<T> beanClass, @Nullable String name, @Nullable Class<? extends Annotation>[] qualifiers, @Nullable Supplier<T> supplier, @Nullable BeanDefinitionCustomizer[] customizers) {
    AnnotatedGenericBeanDefinition abd = new AnnotatedGenericBeanDefinition(beanClass);
    if (this.conditionEvaluator.shouldSkip(abd.getMetadata())) {
        return;
    }
    abd.setInstanceSupplier(supplier);
    ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd);
    abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
    String beanName = (name != null ? name : this.beanNameGenerator.generateBeanName(abd, this.registry));
    AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations(abd);
    if (qualifiers != null) {
        for (Class<? extends Annotation> qualifier : qualifiers) {
            if (Primary.class == qualifier) {
                abd.setPrimary(true);
            }
            else if (Lazy.class == qualifier) {
                abd.setLazyInit(true);
            }
            else {
                abd.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(qualifier));
            }
        }
    }
    if (customizers != null) {
        for (BeanDefinitionCustomizer customizer : customizers) {
            customizer.customize(abd);
        }
    }
    BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(abd, beanName);
    definitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);
    BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
}

可以看到，在AnnotatedBeanDefinitionReader类的doRegisterBean()方法中，调用了conditionEvaluator对象的shouldSkip()方法判断是否要忽略当前Bean的注册。

（2）解析ConditionEvaluator类的shouldSkip(AnnotatedTypeMetadata metadata)方法

源码详见：org.springframework.context.annotation.ConditionEvaluator#shouldSkip(AnnotatedTypeMetadata metadata)

public boolean shouldSkip(AnnotatedTypeMetadata metadata) {
    return shouldSkip(metadata, null);
}

可以看到，在ConditionEvaluator类的shouldSkip()方法中，直接调用了另一个重载的shouldSkip()方法。

（3）解析ConditionEvaluator类的shouldSkip(AnnotatedTypeMetadata metadata, ConfigurationPhase phase)方法

源码详见：org.springframework.context.annotation.ConditionEvaluator#shouldSkip(AnnotatedTypeMetadata metadata, ConfigurationPhase phase)。

public boolean shouldSkip(@Nullable AnnotatedTypeMetadata metadata, @Nullable ConfigurationPhase phase) {
    if (metadata == null || !metadata.isAnnotated(Conditional.class.getName())) {
        return false;
    }

    if (phase == null) {
        if (metadata instanceof AnnotationMetadata &&
            ConfigurationClassUtils.isConfigurationCandidate((AnnotationMetadata) metadata)) {
            return shouldSkip(metadata, ConfigurationPhase.PARSE_CONFIGURATION);
        }
        return shouldSkip(metadata, ConfigurationPhase.REGISTER_BEAN);
    }

    List<Condition> conditions = new ArrayList<>();
    for (String[] conditionClasses : getConditionClasses(metadata)) {
        for (String conditionClass : conditionClasses) {
            Condition condition = getCondition(conditionClass, this.context.getClassLoader());
            conditions.add(condition);
        }
    }

    AnnotationAwareOrderComparator.sort(conditions);

    for (Condition condition : conditions) {
        ConfigurationPhase requiredPhase = null;
        if (condition instanceof ConfigurationCondition) {
            requiredPhase = ((ConfigurationCondition) condition).getConfigurationPhase();
        }
        if ((requiredPhase == null || requiredPhase == phase) && !condition.matches(this.context, metadata)) {
            return true;
        }
    }

    return false;
}

可以看到，在shouldSkip()方法中，首先会判断类或方法上是否标注了@Conditional注解，如果没有标注@Conditional注解，则直接返回false，此时对应的Bean会被创建并注入到IOC容器中。否则，会解析@Conditional注解中的value属性设置的Class对象，将Class对象的全类名解析到conditionClasses数组中，遍历conditionClasses数组中的每个元素生成Condition对象，将Condition对象存入conditions集合中。后续会遍历conditions集合中的每个Condition对象，调用matches()方法，此处的逻辑与matches()方法的返回值正好相反。

  • matches()方法返回false，则此处返回true，表示对应的Bean不会被创建，也不会注入到IOC容器中。
  • matches()方法返回true，则此处返回false，表示对应的Bean会被创建并且会注入到IOC容器中。

接下来，就会回到AnnotatedBeanDefinitionReader类的doRegisterBean()方法继续执行后续流程，后续流程与第7章的5.1节@DependsOn注解在Spring源码层面注册Bean的执行流程一致，这里不再赘述。

至此，@Conditional注解在Spring源码层面的执行流程分析完毕。

六、扩展注解

@Conditional的扩展注解如下所示：

@ConditionalOnBean：仅仅在当前上下文中存在某个对象时，才会实例化一个Bean。

@ConditionalOnClass：某个class位于类路径上，才会实例化一个Bean。

@ConditionalOnExpression：当表达式为true的时候，才会实例化一个Bean。

@ConditionalOnMissingBean：仅仅在当前上下文中不存在某个对象时，才会实例化一个Bean。

@ConditionalOnMissingClass：某个class类路径上不存在的时候，才会实例化一个Bean。

@ConditionalOnNotWebApplication：不是web应用，才会实例化一个Bean。

@ConditionalOnBean：当容器中有指定Bean的条件下进行实例化。

@ConditionalOnMissingBean：当容器里没有指定Bean的条件下进行实例化。

@ConditionalOnClass：当classpath类路径下有指定类的条件下进行实例化。

@ConditionalOnMissingClass：当类路径下没有指定类的条件下进行实例化。

@ConditionalOnWebApplication：当项目是一个Web项目时进行实例化。

@ConditionalOnNotWebApplication：当项目不是一个Web项目时进行实例化。

@ConditionalOnProperty：当指定的属性有指定的值时进行实例化。

@ConditionalOnExpression：基于SpEL表达式的条件判断。

@ConditionalOnJava：当JVM版本为指定的版本范围时触发实例化。

@ConditionalOnResource：当类路径下有指定的资源时触发实例化。

@ConditionalOnJndi：在JNDI存在的条件下触发实例化。

@ConditionalOnSingleCandidate：当指定的Bean在容器中只有一个，或者有多个但是指定了首选的Bean时触发实例化。

七、总结

@Conditional注解介绍完了，我们一起总结下吧！

本章，首先介绍了@Conditional注解的源码和使用场景。随后，列举了四个关于@Conditional注解的案例，分别是：无条件案例、标注到方法上的案例、标注到类上的案例和同时标注到类和方法上的案例。接下来，介绍了@Conditional注解执行的源码时序图和源码流程。

八、思考

既然学完了，就开始思考几个问题吧？

关于@Conditional注解，通常会有如下几个经典面试题：

  • @Conditional注解的作用是什么？
  • @Conditional注解有哪些使用场景？
  • @Conditional注解与@Profile注解有什么区别？
  • @Conditional注解在Spring内层的执行流程？
  • 你在平时工作中，会在哪些场景下使用@Conditional注解？
  • 你从@Conditional注解的设计中得到了哪些启发？

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