减少SpringBoot项目启动耗时(1)— 缩小扫描范围

背景:由于项目依赖的包越来越多,且配置的@SpringBootApplication(scanBasePackages = "com")扫描范围为顶级目录,就会导致依赖包中的一些无用bean被加载到Spring容器中,从而造成项目启动缓慢。

1. 背景

实战模拟.png

由上图看到,我们本身项目只扫描com.tellme,但是为了开发简便,所以配置的扫描路径为com,也就是后续我们引入com.test的目录,也会被扫描到Spring容器中。

注:为了便于测试,com.test的目录可以看做为一个新的jar依赖。

如果我们在启动类直接缩小扫描范围的话,便会存在两种情况:

@SpringBootApplication(scanBasePackages = "com.tellme")
  1. 扫描的包中依赖未被扫描包中Bean时,启动时会抛出异常;
  2. 若是依赖注入的时候存在@Lazy注解,那么在运行时会抛出异常;

com.test包下面的Bean:

@Service
public class TestBean {
    @Bean
    public String test() {
        return "success";
    }
}

com.tellme包下面的Bean:

@Slf4j
@RestController
public class TestController {
    @Autowired
    @Lazy
    private TestBean testBean;

    @GetMapping(value = "/tc/t1")
    public String tt() {
        return testBean.test();
    }
}

启动时不会抛出异常,但是在运行时会抛出异常。

结论:贸然的去缩小扫描范围,是存在很大风险的!!!

2、解决方案

设计图.png

实现代码:

SpringBoot启动类:

@MapperScan("com.tellme.mapper")
@SpringBootApplication(scanBasePackages = "com.tellme")
@ServletComponentScan
@Slf4j
public class TestApplication {

    public static final TestApplication APP = new TestApplication();
    private ConfigurableApplicationContext applicationContext;

    public void setApplicationContext(ConfigurableApplicationContext applicationContext) {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }

    public ConfigurableApplicationContext getApplicationContext() {
        return applicationContext;
    }



    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(TestApplication.class, args);
        APP.setApplicationContext(context);
        log.info("total bean count {}", context.getBeanDefinitionNames().length);
    }
}

执行main方法接口

@Slf4j
public class SpringBeanCheckerV2 {
    public static final SpringBeanCheckerV2 SPRING_BEAN_CHECKER = new SpringBeanCheckerV2();
    private ConfigurableListableBeanFactory beanFactory;
    private final Map<String, BeanDefinition> commonBeans = new LinkedHashMap<>();

    private String[] targetPackages;
    private final Map<String, AutowiredFieldClassAndBeanDefinition> notRegisterDependency = new LinkedHashMap<>();

    /**
     * 依赖注入的注解
     */
    private final List<Class<? extends Annotation>> annotationClz = Arrays.asList(Autowired.class, Resource.class);

    /**
     * Class转化为Bean的注解
     */
    private final List<Class<? extends Annotation>> annotationBean =
            Arrays.asList(Service.class, Component.class, Bean.class, RestController.class,
                    Controller.class, RestControllerAdvice.class, Repository.class, Configuration.class, Mapper.class);

    private final Queue<Entry<String, BeanDefinition>> beans = new ArrayDeque<>();

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IOException {
        //启动项目,加载com的Spring容器
        TestApplication.main(args);
        final ConfigurableApplicationContext applicationContext = TestApplication.APP.getApplicationContext();
        SPRING_BEAN_CHECKER.beanFactory = applicationContext.getBeanFactory();
        //        SPRING_BEAN_CHECKER.projectBasePackage = TestApplication.class.getName().substring(0, bootStrapClassName
        //        .lastIndexOf("."));
        SPRING_BEAN_CHECKER.targetPackages = new String[] {"com.tellme"}; //如果有其他包,在这里补充
        SPRING_BEAN_CHECKER.findProjectRegisterBeans();
        SPRING_BEAN_CHECKER.findNotRegisterDependency();
        SPRING_BEAN_CHECKER.printNotRegisterDependency();
        System.exit(1);
    }

    public void findProjectRegisterBeans() throws ClassNotFoundException, IOException {
        for (String packageName : targetPackages) {
            findAllBeansByPackage(packageName, annotationBean);

        }
    }


    /**
     * 找到@Service类型注解的Bean放入到commonBeans中;
     * 找到@Configuration类型注解的Bean放入到configurationBeans中--->然后转化为@Bean放入到
     */
    private void findAllBeansByPackage(String packageName,
            List<Class<? extends Annotation>> annotationBeans) throws IOException, ClassNotFoundException {
        ClassPath.from(ClassLoader.getSystemClassLoader()).getAllClasses().parallelStream()
                .filter(clazz -> clazz.getPackageName().startsWith(packageName)).map(ClassInfo::load)
                .filter(c -> annotationBeans.stream().anyMatch(c::isAnnotationPresent))
                .flatMap(clazz -> Arrays.stream(beanFactory.getBeanNamesForType(clazz))).forEach(beanName -> {
                    //普通Bean的处理
                    final BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
                    commonBeans.put(beanName, beanDefinition);
                    //特殊Bean的处理
                    try {
                        if (getClassByBeanDefinition(beanDefinition).isAnnotationPresent(Configuration.class)) {
                            commonBeans.putAll(findManualConfigBeans(beanDefinition));
                        }
                    } catch (ClassNotFoundException | NullPointerException e) {
                        log.info("beanName {} beanDefinition {} beanClassName not validate", beanName, beanDefinition);
                    }
                });
    }

    private Map<String, BeanDefinition> findManualConfigBeans(BeanDefinition configBeanDefinition)
            throws ClassNotFoundException {
        Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new LinkedHashMap<>();

        ReflectionUtils.doWithMethods(getClassByBeanDefinition(configBeanDefinition), method -> {
            if (method.isAnnotationPresent(Bean.class)) {
                String[] beanNames = beanFactory.getBeanNamesForType(method.getReturnType());
                for (String beanName : beanNames) {
                    BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
                    beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
                }
            }
        });
        return beanDefinitionMap;
    }


    private Class<?> getClassByBeanDefinition(BeanDefinition configBeanDefinition) throws ClassNotFoundException {
        String beanClassName = Objects.requireNonNull(configBeanDefinition.getBeanClassName()).split("\\$\\$")[0];
        return Class.forName(beanClassName);
    }

    // 这块查找未注册的Bean使用了广度优先遍历——作为依赖树来进行处理。
    private void findNotRegisterDependency() throws ClassNotFoundException {
        commonBeans.entrySet().forEach(beans::offer);
        while (!beans.isEmpty()) {
            Entry<String, BeanDefinition> beanNameAndDefinitionEntry = beans.poll();
            BeanDefinition beanDefinition = beanNameAndDefinitionEntry.getValue();
            if (beanDefinition == null || StringUtils.isEmpty(beanDefinition.getBeanClassName())) {
                continue;
            }
            //会读取父类的属性
            ReflectionUtils.doWithFields(getClassByBeanDefinition(beanDefinition),field -> {
                Map<String, BeanDefinition> dependencyBean = findNotRegisterDependencyBean(field);
                dependencyBean.entrySet().forEach(beans::offer);
            });
        }
    }

    // 递归查类的所有字段,包含父类的字段
    private List<Field> getClassAllFields(Class<?> clazz) {
        List<Field> fields = new LinkedList<>();
        if (clazz == null || "java.lang.Object".equalsIgnoreCase(clazz.getName())) {
            return fields;
        }
        fields.addAll(Arrays.asList(clazz.getDeclaredFields()));
        fields.addAll(getClassAllFields(clazz.getSuperclass()));
        return fields;
    }

    /**
     * 存储未被注册,但是要使用的Bean对象
     */
    private Map<String, BeanDefinition> findNotRegisterDependencyBean(Field field) {
        Map<String, BeanDefinition> retMap = new HashMap<>();

        if (annotationClz.stream().noneMatch(field::isAnnotationPresent)) {
            return retMap;
        }

        Autowired autowiredAnno = field.getAnnotation(Autowired.class);
        if (autowiredAnno != null && !autowiredAnno.required()) {
            return retMap;
        }


        String[] dependencyBeanNames = beanFactory.getBeanNamesForType(field.getType());
        for (String dependencyBeanName : dependencyBeanNames) {
            if (commonBeans.containsKey(dependencyBeanName) || notRegisterDependency.containsKey(dependencyBeanName)) {
                continue;
            }
            BeanDefinition dependencyBeanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition(dependencyBeanName);
            // Resource 方式注入,指定名称则按名称选择依赖,否则按照primary选择依赖
            final Resource resourceAnno = field.getAnnotation(Resource.class);
            if (resourceAnno != null && StringUtils.isNotBlank(resourceAnno.name())) {
                if (resourceAnno.name().equals(dependencyBeanName)) {
                    notRegisterDependency.put(dependencyBeanName,
                            new AutowiredFieldClassAndBeanDefinition(field.getType(), dependencyBeanDefinition));
                    retMap.put(dependencyBeanName, dependencyBeanDefinition);
                }
            } else {
                if (dependencyBeanNames.length == 1 || dependencyBeanDefinition.isPrimary()) {
                    notRegisterDependency.put(dependencyBeanName,
                            new AutowiredFieldClassAndBeanDefinition(field.getType(), dependencyBeanDefinition));
                    retMap.put(dependencyBeanName, dependencyBeanDefinition);
                }
            }
        }
        return retMap;
    }

    private void printNotRegisterDependency() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        notRegisterDependency.entrySet().stream().filter(entry -> Objects.nonNull(entry.getValue().getClazz()))
                .filter(entry -> Objects.nonNull(entry.getValue().getBeanDefinition().getBeanClassName()))
                .sorted(Comparator.comparing(entry -> entry.getValue().getClazz().getName())).forEachOrdered(entry -> {
                    final AutowiredFieldClassAndBeanDefinition value = entry.getValue();
                    String beanClassName =
                            Objects.requireNonNull(value.getBeanDefinition().getBeanClassName()).split("\\$\\$")[0];

                    sb.append("\n");
                    sb.append("\t@Lazy\n");
                    sb.append("\t@Bean\n");
                    sb.append("\tpublic ").append(value.getClazz().getName()).append(" ").append(entry.getKey()).append("(")
                            .append(")").append(" ").append("{\n");
                    sb.append("\t\treturn ").append("new ").append(beanClassName).append("();\n");
                    sb.append("\t}\n");
                });
        final String notRegisteredBeans = sb.toString();
        if (StringUtils.isEmpty(notRegisteredBeans)) {
            log.info("没有需要手动注册的Bean,请直接修改SpringBoot启动类的scanBasePackages范围到,{}", targetPackages);
        } else {
            log.info("请在带有@Configuration注解的Class(如果不存在请新建)中增加如下Bean配置:");
            log.info("{}", notRegisteredBeans);
        }
    }

    private static class AutowiredFieldClassAndBeanDefinition {
        private Class<?> clazz;
        private BeanDefinition beanDefinition;

        public AutowiredFieldClassAndBeanDefinition(Class<?> clazz, BeanDefinition beanDefinition) {
            this.clazz = clazz;
            this.beanDefinition = beanDefinition;
        }

        public Class<?> getClazz() {
            return clazz;
        }

        public BeanDefinition getBeanDefinition() {
            return beanDefinition;
        }
    }
}

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 157,012评论 4 359
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 66,589评论 1 290
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 106,819评论 0 237
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,652评论 0 202
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 51,954评论 3 285
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,381评论 1 210
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,687评论 2 310
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,404评论 0 194
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,082评论 1 238
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,355评论 2 241
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 31,880评论 1 255
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,249评论 2 250
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 32,864评论 3 232
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,007评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,760评论 0 192
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,394评论 2 269
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,281评论 2 259

推荐阅读更多精彩内容