Spring Boot啟動的原理是什么

本文小編為大家詳細介紹“Spring Boot啟動的原理是什么”，內容詳細，步驟清晰，細節處理妥當，希望這篇“Spring Boot啟動的原理是什么”文章能幫助大家解決疑惑，下面跟著小編的思路慢慢深入，一起來學習新知識吧。

我們開發任何一個Spring Boot項目，都會用到如下的啟動類

@SpringBootApplication

public class Application {

 public static void main(String[] args) {

 SpringApplication.run(Application.class, args);

 }

}

從上面代碼可以看出，Annotation定義（@SpringBootApplication）和類定義（SpringApplication.run）最為耀眼，所以要揭開SpringBoot的神秘面紗，我們要從這兩位開始就可以了。

SpringBootApplication背后的秘密

@Target(ElementType.TYPE)

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Documented

@Inherited

@SpringBootConfiguration

@EnableAutoConfiguration

@ComponentScan(excludeFilters = {

 @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),

 @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })

public @interface SpringBootApplication {

...

}

雖然定義使用了多個Annotation進行了原信息標注，但實際上重要的只有三個Annotation：

@Configuration（@SpringBootConfiguration點開查看發現里面還是應用了@Configuration）

@EnableAutoConfiguration

@ComponentScan

所以，如果我們使用如下的SpringBoot啟動類，整個SpringBoot應用依然可以與之前的啟動類功能對等：

@Configuration

@EnableAutoConfiguration

@ComponentScan

public class Application {

 public static void main(String[] args) {

 SpringApplication.run(Application.class, args);

 }

}

每次寫這3個比較累，所以寫一個@SpringBootApplication方便點。接下來分別介紹這3個Annotation。

@Configuration

這里的@Configuration對我們來說不陌生，它就是JavaConfig形式的Spring Ioc容器的配置類使用的那個@Configuration，SpringBoot社區推薦使用基于JavaConfig的配置形式，所以，這里的啟動類標注了@Configuration之后，本身其實也是一個IoC容器的配置類。

舉幾個簡單例子回顧下，XML跟config配置方式的區別：

表達形式層面

基于XML配置的方式是這樣：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"

 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

 xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"

 default-lazy-init="true">

 <!--bean定義-->

</beans>

而基于JavaConfig的配置方式是這樣：

@Configuration

public class MockConfiguration{

 //bean定義

}

任何一個標注了@Configuration的Java類定義都是一個JavaConfig配置類。

注冊bean定義層面

基于XML的配置形式是這樣：

<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">

 ...

</bean>

而基于JavaConfig的配置形式是這樣的：

@Configuration

public class MockConfiguration{

 @Bean

 public MockService mockService(){

 return new MockServiceImpl();

 }

}

任何一個標注了@Bean的方法，其返回值將作為一個bean定義注冊到Spring的IoC容器，方法名將默認成該bean定義的id。

表達依賴注入關系層面

為了表達bean與bean之間的依賴關系，在XML形式中一般是這樣：

<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">

 <propery name ="dependencyService" ref="dependencyService" />

</bean>

<bean id="dependencyService" class="DependencyServiceImpl"></bean>

而基于JavaConfig的配置形式是這樣的：

@Configuration

public class MockConfiguration{

 @Bean

 public MockService mockService(){

 return new MockServiceImpl(dependencyService());

 }

 @Bean

 public DependencyService dependencyService(){

 return new DependencyServiceImpl();

 }

}

如果一個bean的定義依賴其他bean,則直接調用對應的JavaConfig類中依賴bean的創建方法就可以了。

@ComponentScan

@ComponentScan這個注解在Spring中很重要，它對應XML配置中的元素，@ComponentScan的功能其實就是自動掃描并加載符合條件的組件（比如@Component和@Repository等）或者bean定義，最終將這些bean定義加載到IoC容器中。

我們可以通過basePackages等屬性來細粒度的定制@ComponentScan自動掃描的范圍，如果不指定，則默認Spring框架實現會從聲明@ComponentScan所在類的package進行掃描。

注：所以SpringBoot的啟動類最好是放在root package下，因為默認不指定basePackages。

@EnableAutoConfiguration

個人感覺@EnableAutoConfiguration這個Annotation最為重要，所以放在最后來解讀，大家是否還記得Spring框架提供的各種名字為@Enable開頭的Annotation定義？比如@EnableScheduling、@EnableCaching、@EnableMBeanExport等，@EnableAutoConfiguration的理念和做事方式其實一脈相承，簡單概括一下就是，借助@Import的支持，收集和注冊特定場景相關的bean定義。

@EnableScheduling是通過@Import將Spring調度框架相關的bean定義都加載到IoC容器。

@EnableMBeanExport是通過@Import將JMX相關的bean定義加載到IoC容器。

而@EnableAutoConfiguration也是借助@Import的幫助，將所有符合自動配置條件的bean定義加載到IoC容器，僅此而已！

@EnableAutoConfiguration作為一個復合Annotation,其自身定義關鍵信息如下：

@SuppressWarnings("deprecation")

@Target(ElementType.TYPE)

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Documented

@Inherited

@AutoConfigurationPackage

@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)

public @interface EnableAutoConfiguration {

 ...

}

其中，最關鍵的要屬@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，借助EnableAutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以幫助SpringBoot應用將所有符合條件的@Configuration配置都加載到當前SpringBoot創建并使用的IoC容器。就像一只“八爪魚”一樣

借助于Spring框架原有的一個工具類：SpringFactoriesLoader的支持，@EnableAutoConfiguration可以智能的自動配置功效才得以大功告成！

自動配置幕后英雄：SpringFactoriesLoader詳解

SpringFactoriesLoader屬于Spring框架私有的一種擴展方案，其主要功能就是從指定的配置文件META-INF/spring.factories加載配置。

public abstract class SpringFactoriesLoader {

 //...

 public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {

 ...

 }

 public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {

 ....

 }

}

配合@EnableAutoConfiguration使用的話，它更多是提供一種配置查找的功能支持，即根據@EnableAutoConfiguration的完整類名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration作為查找的Key,獲取對應的一組@Configuration類

上圖就是從SpringBoot的autoconfigure依賴包中的META-INF/spring.factories配置文件中摘錄的一段內容，可以很好地說明問題。

所以，@EnableAutoConfiguration自動配置的魔法騎士就變成了：從classpath中搜尋所有的META-INF/spring.factories配置文件，并將其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableutoConfiguration對應的配置項通過反射（Java Refletion）實例化為對應的標注了@Configuration的JavaConfig形式的IoC容器配置類，然后匯總為一個并加載到IoC容器。

深入探索SpringApplication執行流程

SpringApplication的run方法的實現是我們本次旅程的主要線路，該方法的主要流程大體可以歸納如下：

1） 如果我們使用的是SpringApplication的靜態run方法，那么，這個方法里面首先要創建一個SpringApplication對象實例，然后調用這個創建好的SpringApplication的實例方法。在SpringApplication實例初始化的時候，它會提前做幾件事情：

根據classpath里面是否存在某個特征類（org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext）來決定是否應該創建一個為Web應用使用的ApplicationContext類型。

使用SpringFactoriesLoader在應用的classpath中查找并加載所有可用的ApplicationContextInitializer。

使用SpringFactoriesLoader在應用的classpath中查找并加載所有可用的ApplicationListener。

推斷并設置main方法的定義類。

2） SpringApplication實例初始化完成并且完成設置后，就開始執行run方法的邏輯了，方法執行伊始，首先遍歷執行所有通過SpringFactoriesLoader可以查找到并加載的SpringApplicationRunListener。調用它們的started()方法，告訴這些SpringApplicationRunListener，“嘿，SpringBoot應用要開始執行咯！”。

3） 創建并配置當前Spring Boot應用將要使用的Environment（包括配置要使用的PropertySource以及Profile）。

4） 遍歷調用所有SpringApplicationRunListener的environmentPrepared()的方法，告訴他們：“當前SpringBoot應用使用的Environment準備好了咯！”。

5） 如果SpringApplication的showBanner屬性被設置為true，則打印banner。

6） 根據用戶是否明確設置了applicationContextClass類型以及初始化階段的推斷結果，決定該為當前SpringBoot應用創建什么類型的ApplicationContext并創建完成，然后根據條件決定是否添加ShutdownHook，決定是否使用自定義的BeanNameGenerator，決定是否使用自定義的ResourceLoader，當然，最重要的，將之前準備好的Environment設置給創建好的ApplicationContext使用。

7） ApplicationContext創建好之后，SpringApplication會再次借助Spring-FactoriesLoader，查找并加載classpath中所有可用的ApplicationContext-Initializer，然后遍歷調用這些ApplicationContextInitializer的initialize（applicationContext）方法來對已經創建好的ApplicationContext進行進一步的處理。

8） 遍歷調用所有SpringApplicationRunListener的contextPrepared()方法。

9） 最核心的一步，將之前通過@EnableAutoConfiguration獲取的所有配置以及其他形式的IoC容器配置加載到已經準備完畢的ApplicationContext。

10） 遍歷調用所有SpringApplicationRunListener的contextLoaded()方法。

11） 調用ApplicationContext的refresh()方法，完成IoC容器可用的最后一道工序。

12） 查找當前ApplicationContext中是否注冊有CommandLineRunner，如果有，則遍歷執行它們。

13） 正常情況下，遍歷執行SpringApplicationRunListener的finished()方法、（如果整個過程出現異常，則依然調用所有SpringApplicationRunListener的finished()方法，只不過這種情況下會將異常信息一并傳入處理）

讀到這里，這篇“Spring Boot啟動的原理是什么”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。