SpringBoot是怎样启动的？这篇文章通知你答案！

2019-11-18杂谈搜奇网32°c

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本文是经由历程检察SpringBoot源码整理出来的SpringBoot大抵启动流程，团体大方向是以简朴为起点，不说太多庞杂的东西，内部完成细节本文不深扣由于每一个人的思绪、明白都不一样，我个人看的明白跟人人看的一定不一样，到时候表达的出来的云里雾里也没啥用。

起首我将SpringBoot的启动流程整理成以下阶段：

SpringApplicaiton初始化
- 检察ApplicationContext范例
- 加载ApplicationContextInitializer
- 加载ApplicationListener
Environment初始化
- 剖析命令行参数
- 竖立Environment
- 设置Environment
- 设置SpringApplication
ApplicationContext初始化
- 竖立ApplicationContext
- 设置ApplicationContext
- 革新ApplicationContext
运转顺序进口

省去了一些不影响主流程的细节，在检察SpringBoot源码之前，不得不提一下spring.factories这个文件的运用和功用。

关于spring.factories

spring.factories是一个properties文件，它位于classpath:/META-INF/目次内里，每一个jar包都能够有spring.factories的文件。Spring供应东西类SpringFactoriesLoader担任加载、剖析文件，如spring-boot-2.2.0.RELEASE.jar内里的META-INF目次内里就有spring.factories文件：

# PropertySource Loaders
org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=\
org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,\
org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader

# Run Listeners
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=\
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener
...

关于spring.factories须要晓得些什么？

spring.factories是一个properties文件
spring.factories里的键值对的value是以逗号分开的完整类名列表
spring.factories里的键值对的key是完整接口称号
spring.factories键值对的value是key的完成类
spring.factories是由SpringFactoriesLoader东西类加载
spring.factories位于classpath:/META-INF/目次
SpringFactoriesLoader会加载jar包内里的spring.factories文件并举行兼并

晓得spring.factories的观点后，继承来剖析SpringBoot的启动。

SpringApplicaiton初始化

Java顺序的进口在main要领SpringBoot的一样能够经由历程main要领启动，只须要少许的代码加上@SpringBootApplication注解，很轻易的就启动SpringBoot：

@SpringBootApplication
@Slf4j
public class SpringEnvApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringEnvApplication.class, args);
    }

}

SpringApplicaiton初始化位于SpringApplication的组织函数中：

    public SpringApplication(Class<?>... primarySources) {
        this(null, primarySources);
    }
 
    public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
        this.resourceLoader = resourceLoader;
        Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
        this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
        this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
        setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
        setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
        this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
    }

简朴的说下SpringApplication的组织函数干了些啥：

基础变量赋值（resourceLoader、primarySources、...）
检察ApplicationContext范比方（Web、Reactive、Standard)
加载ApplicationContextInitializer
加载ApplicationListener
检察启动类（main要领的类）

然后再来逐一剖析这些步骤。

检察ApplicationContext范例

SpringBoot会在初始化阶段检察ApplicationContext的范例，检察体式格局是经由历程罗列WebApplicationType的deduceFromClasspath静态要领：

    static WebApplicationType deduceFromClasspath() {
        if (ClassUtils.isPresent(WEBFLUX_INDICATOR_CLASS, null) && !ClassUtils.isPresent(WEBMVC_INDICATOR_CLASS, null)
                && !ClassUtils.isPresent(JERSEY_INDICATOR_CLASS, null)) {
            return WebApplicationType.REACTIVE;
        }
        for (String className : SERVLET_INDICATOR_CLASSES) {
            if (!ClassUtils.isPresent(className, null)) {
                return WebApplicationType.NONE;
            }
        }
        return WebApplicationType.SERVLET;
    }

WebApplicationType罗列用于标记顺序是不是为Web顺序，它有三个值：

NONE：不是web顺序
SERVLET：基于Servlet的Web顺序
REACTIVE：基于Reactive的Web顺序

简朴的来讲该要领会经由历程classpath来推断是不是Web顺序，要领中的常量是完整的class类名：

private static final String[] SERVLET_INDICATOR_CLASSES = { "javax.servlet.Servlet","org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext" };
private static final String WEBMVC_INDICATOR_CLASS = "org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet";
private static final String WEBFLUX_INDICATOR_CLASS = "org.springframework.web.reactive.DispatcherHandler";
private static final String JERSEY_INDICATOR_CLASS = "org.glassfish.jersey.servlet.ServletContainer";
private static final String SERVLET_APPLICATION_CONTEXT_CLASS = "org.springframework.web.context.WebApplicationContext";
private static final String REACTIVE_APPLICATION_CONTEXT_CLASS = "org.springframework.boot.web.reactive.context.ReactiveWebApplicationContext";

比方经由历程pom.xml文件引入spring-boot-starter-web那classpath就会有org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext和javax.servlet.Servlet类，如许就决议了顺序的ApplicationContext范例为WebApplicationType.SERVLET。

加载ApplicationContextInitializer

ApplicationContextInitializer会在革新context之前实行，平常用来做一些分外的初始化工程如：增加PropertySource、设置ContextId等事变它只要一个initialize要领：

public interface ApplicationContextInitializer<C extends ConfigurableApplicationContext> {
    void initialize(C applicationContext);
}

SpringBoot经由历程SpringFactoriesLoader加载spring.factories中的设置读取key为org.springframework.context.ApplicationContextInitializer的value，前面提到过spring.factoies中的设置的value都为key的完成类：

org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.context.ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.rsocket.context.RSocketPortInfoApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.web.context.ServerPortInfoApplicationContextInitializer

上面列出的是spring-boot-2.2.0.RELEASE.jar中包含的设置，其他jar包也有能够设置org.springframework.context.ApplicationContextInitializer来完成分外的初始化事变。

加载ApplicationListener

ApplicationListener用于监听ApplicationEvent事宜，它的初始加载流程跟加载ApplicationContextInitializer类似，在spring.factories中也会设置一些优先级较高的ApplicationListener：

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.ClearCachesApplicationListener,\
org.springframework.boot.builder.ParentContextCloserApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.FileEncodingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.AnsiOutputApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.ClasspathLoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.LoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.liquibase.LiquibaseServiceLocatorApplicationListener

ApplicationListener的加载流程跟ApplicationContextInitializer类似都是经由历程SpringFactoriesLoader加载的。

小结

完成初始化阶段后，能够晓得以下信息：

ApplicationContext是Web照样其他范例
SpringApplication中有一些ApplicationContextInitializer完成类
SpringApplication中有一些ApplicationListener的完成类

Environment初始化

初始化事变完成后SpringBoot会干许多事变来为运转顺序做好预备，SpringBoot启动中心代码大部分都位于SpringApplication实例的run要领中，在环境初始化大抵的启动流程包含：

剖析命令行参数
预备环境（Environment）
设置环境

固然还会有一些别的操纵如：

实例化SpringApplicationRunListeners
打印Banner
设置非常报告
...

这些不是重要的操纵就不讲解了，能够看完文章再细细研讨。

剖析命令行参数

命令行参数是由main要领的args参数通报进来的，SpringBoot在预备阶段竖立一个DefaultApplicationArguments类用来剖析、保留命令行参数。如--spring.profiles.active=dev就会将SpringBoot的spring.profiles.active属性设置为dev。

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    ...
    ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args); 
    ...
}

SpringBoot还会将收到的命令行参数放入到Environment中，供应一致的属性笼统。

竖立Environment

竖立环境的代码比较简朴，依据之前提到过的WebApplicationType来实例化差别的环境：

private ConfigurableEnvironment getOrCreateEnvironment() {
    if (this.environment != null) {
        return this.environment;
    }
    switch (this.webApplicationType) {
    case SERVLET:
        return new StandardServletEnvironment();
    case REACTIVE:
        return new StandardReactiveWebEnvironment();
    default:
        return new StandardEnvironment();
    }
}

预备Environment

环境（Environment）大抵由Profile和PropertyResolver构成：

Profile是BeanDefinition的逻辑分组，定义Bean时能够指定Profile使SpringBoot在运转时会依据Bean的Profile决议是不是注册Bean
PropertyResolver是特地用来剖析属性的，SpringBoot会在启动时加载设置文件、体系变量等属性

SpringBoot在预备环境时会挪用SpringApplication的prepareEnvironment要领：

private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners,
        ApplicationArguments applicationArguments) {
    // Create and configure the environment
    ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();
    configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());
    ConfigurationPropertySources.attach(environment);
    listeners.environmentPrepared(environment);
    bindToSpringApplication(environment);
    ...
    return environment;
}

prepareEnvironment要领大抵完成以下事变：

竖立一个环境
设置环境
设置SpringApplication的属性

设置Environment

竖立完环境后会为环境做一些简朴的设置：

protected void configureEnvironment(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) {
    if (this.addConversionService) {
        ConversionService conversionService = ApplicationConversionService.getSharedInstance();
        environment.setConversionService((ConfigurableConversionService) conversionService);
    }
    configurePropertySources(environment, args);
    configureProfiles(environment, args);
}

protected void configurePropertySources(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) {
    
    if (this.addCommandLineProperties && args.length > 0) {
            ...
            sources.addFirst(new SimpleCommandLinePropertySource(args));
            ...
        }
    }
    protected void configureProfiles(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) {
        Set<String> profiles = new LinkedHashSet<>(this.additionalProfiles);
        profiles.addAll(Arrays.asList(environment.getActiveProfiles()));
        environment.setActiveProfiles(StringUtils.toStringArray(profiles));
    }

篇幅有限省去一些不重要的代码，设置环境重要用于：

设置ConversionService：用于属性转换
将命令行参数增加到环境中
增加分外的ActiveProfiles

SpringApplicaton属性设置

设置SpringApplicaton重如果将已有的属性连接到SpringApplicaton实例，如spring.main.banner-mode属性就对应于bannerMode实例属性，这一步的属性泉源有三种（没有自定义的状况）：

环境变量
命令行参数
JVM体系属性

SpringBoot会将前缀为spring.main的属性绑定到SpringApplicaton实例：

protected void bindToSpringApplication(ConfigurableEnvironment environment) {
    try {
        Binder.get(environment).bind("spring.main", Bindable.ofInstance(this));
    }
    catch (Exception ex) {
        throw new IllegalStateException("Cannot bind to SpringApplication", ex);
    }
}

Environment初始化小结

总结下环境预备阶段所做的大抵事变：

依据WebApplicationType罗列竖立环境
设置ConversionService用于转换属性变量
将命令行参数args增加到环境
将外部设置的Profiles增加到环境
绑定SprinngApplicaiton属性
发送环境Prepared事宜

ApplicationContext初始化

前面提到的一些步骤大部分都是为了预备ApplicationContext所做的事变，ApplicationContext供应加载Bean、加载资本、发送事宜等功用，SpringBoot在启动历程当中竖立、设置好ApplicationContext不须要开辟都作分外的事变（太轻易啦~~）。

本文不盘算深切ApplicationContext中，由于与ApplicationContext相干的类许多，不是一两篇文章写的完的，发起按模块来看，末了再整合起来看ApplicationContext源码。

竖立ApplicationContext

竖立ApplicationContext的历程与竖立环境基础模类似，依据WebApplicationType推断顺序范例竖立差别的ApplicationContext：

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
    Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
    if (contextClass == null) {
        try {
            switch (this.webApplicationType) {
            case SERVLET:
                contextClass = Class.forName(DEFAULT_SERVLET_WEB_CONTEXT_CLASS);
                break;
            case REACTIVE:
                contextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS);
                break;
            default:
                contextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
            }
        }
        catch (ClassNotFoundException ex) {
            throw new IllegalStateException(
                    "Unable create a default ApplicationContext, please specify an ApplicationContextClass", ex);
        }
    }
    return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
}

前面提到过WebApplicationType有三个成员（SERVLET，REACTIVE，NONE），离别对应差别的context范例为:

SERVLET: AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
REACTIVE: AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext
NONE: AnnotationConfigApplicationContext

预备ApplicationContext

竖立完ApplicationContext完后须要初始化下它，设置环境、运用ApplicationContextInitializer、注册Source类等，SpringBoot的预备Context的流程能够归纳以下：

为ApplicationContext设置环境（之前竖立的环境）
基础设置操纵设置BeanNameGenerator、ResourceLoader、ConversionService等
实行ApplicationContextInitializer的initialize要领（ApplicationContextInitializer是在初始化阶段猎取的）
注册命令行参数（springApplicationArguments）
注册Banner（springBootBanner）
注册sources（由@Configuration注解的类）

预备ApplicationContext的代码以下所示：

private void prepareContext(ConfigurableApplicationContext context, ConfigurableEnvironment environment,
        SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
    context.setEnvironment(environment);
    postProcessApplicationContext(context);
    applyInitializers(context);
    listeners.contextPrepared(context);
    if (this.logStartupInfo) {
        logStartupInfo(context.getParent() == null);
        logStartupProfileInfo(context);
    }
    // Add boot specific singleton beans
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
    beanFactory.registerSingleton("springApplicationArguments", applicationArguments);
    if (printedBanner != null) {
        beanFactory.registerSingleton("springBootBanner", printedBanner);
    }
    if (beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory) {
        ((DefaultListableBeanFactory) beanFactory)
                .setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding);
    }
    if (this.lazyInitialization) {
        context.addBeanFactoryPostProcessor(new LazyInitializationBeanFactoryPostProcessor());
    }
    // Load the sources
    Set<Object> sources = getAllSources();
    Assert.notEmpty(sources, "Sources must not be empty");
    load(context, sources.toArray(new Object[0]));
    listeners.contextLoaded(context);
}

注重注册sources这一步，sources是@Configuration注解的类SpringBoot依据供应的sources注册Bean，基础道理是经由历程剖析注解元数据，然后竖立BeanDefinition然后将它注册进ApplicationContext内里。

革新ApplicationContext

如果说SpringBoot的是个汽车，那前面所做的操纵都是开门、系安全带等基础操纵了，革新ApplicationContext就是点火了，没革新ApplicationContext只是保留了一个Bean的定义、后处理器啥的没有真正跑起来。革新ApplicationContext这个内容很重要，要明白ApplicationContext照样要看革新操纵的源码，
这里先简朴列一下基础步骤：

预备革新（考证属性、设置监听器）
初始化BeanFactory
实行BeanFactoryPostProcessor
注册BeanPostProcessor
初始化MessageSource
初始化事宜播送
注册ApplicationListener
...

革新流程步骤比较多，关联的类库都相对比较庞杂，发起先看完其他辅佐类库再来看革新源码，会事半功倍。

运转顺序进口

context革新完成后Spring容器能够完整运用了，接下来SpringBoot会实行ApplicationRunner和CommandLineRunner，这两接口功用类似都只要一个run要领只是吸收的参数差别而以。经由历程完成它们能够自定义启动模块，如启动dubbo、gRPC等。

ApplicationRunner和CommandLineRunner的挪用代码以下：

private void callRunners(ApplicationContext context, ApplicationArguments args) {
    List<Object> runners = new ArrayList<>();
    runners.addAll(context.getBeansOfType(ApplicationRunner.class).values());
    runners.addAll(context.getBeansOfType(CommandLineRunner.class).values());
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(runners);
    for (Object runner : new LinkedHashSet<>(runners)) {
        if (runner instanceof ApplicationRunner) {
            callRunner((ApplicationRunner) runner, args);
        }
        if (runner instanceof CommandLineRunner) {
            callRunner((CommandLineRunner) runner, args);
        }
    }
}

callRunners实行完后，SpringBoot的启动流程就完成了。

总结

经由历程检察SpringApplication的源码，发明SpringBoot的启动源码还好明白，重要照样为ApplicationContext供应一个初始化的进口，免除开辟人员设置ApplicationContext的事变。SpringBoot的中心功用照样自动设置，下次剖析下SpringBoot Autoconfig的源码，要充足明白SpringBoot看源码是少了的。

看完SpringApplication的源码还有些题目值得思索：