SpringBoot启动过程的实现

2023-07-16 16:44:03 331

SpringBoot启动过程分析，首先打开SpringBoot的启用入口Main类：

@SpringBootApplication
publicclassApplicationMain{
publicstaticvoidmain(String[]args){
SpringApplication.run(ApplicationMain.class,args);
}
}

可以看到main方法里面只有一行核心启用类：SpringApplication.run(ApplicationMain.class,args);这个是关键，在改行打上断点，debug模式启动该main类。点击下一步进入SpringApplication的源码对应的run方法：

publicstaticConfigurableApplicationContextrun(Object[]sources,String[]args){
return(newSpringApplication(sources)).run(args);
}

初始化SpringApplication

SpringApplication实例化之前会调用构造方法进行初始化：

publicSpringApplication(Object...sources){
this.bannerMode=Mode.CONSOLE;
this.logStartupInfo=true;
this.addCommandLineProperties=true;
this.headless=true;
this.registerShutdownHook=true;
this.additionalProfiles=newHashSet();
this.initialize(sources);
}

而SpringApplication构造方法的核心是：this.initialize(sources);初始化方法，SpringApplication通过调用该方法来初始化。

privatevoidinitialize(Object[]sources){
if(sources!=null&&sources.length>0){
this.sources.addAll(Arrays.asList(sources));
}
this.webEnvironment=deduceWebEnvironment();
setInitializers((Collection)getSpringFactoriesInstances(
ApplicationContextInitializer.class));
setListeners((Collection)getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
this.mainApplicationClass=deduceMainApplicationClass();
}

1.deduceWebEnvironment方法是用来判断当前应用的环境，该方法通过获取这两个类来判断当前环境是否是web环境，如果能获得这两个类说明是web环境，否则不是。

javax.servlet.Servlet
org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext

2.getSpringFactoriesInstances方法主要用来从spring.factories文件中找出key为ApplicationContextInitializer的类并实例化，然后调用setInitializers方法设置到SpringApplication的initializers属性中。这个过程就是找出所有的应用程序初始化器。

privateCollectiongetSpringFactoriesInstances(Classtype,Class[]parameterTypes,Object...args){
ClassLoaderclassLoader=Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Setnames=newLinkedHashSet(SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type,classLoader));
Listinstances=this.createSpringFactoriesInstances(type,parameterTypes,classLoader,args,names);
AnnotationAwareOrderComparator.sort(instances);
returninstances;
}

publicstaticListloadFactoryNames(ClassfactoryClass,ClassLoaderclassLoader){
StringfactoryClassName=factoryClass.getName();

try{
//从spring.factories文件中找出key为ApplicationContextInitializer的类
Enumerationurls=classLoader!=null?classLoader.getResources("META-INF/spring.factories"):ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
ArrayListresult=newArrayList();

while(urls.hasMoreElements()){
URLurl=(URL)urls.nextElement();
Propertiesproperties=PropertiesLoaderUtils.loadProperties(newUrlResource(url));
StringfactoryClassNames=properties.getProperty(factoryClassName);
result.addAll(Arrays.asList(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(factoryClassNames)));
}

returnresult;
}catch(IOExceptionvar8){
thrownewIllegalArgumentException("Unabletoload["+factoryClass.getName()+"]factoriesfromlocation["+"META-INF/spring.factories"+"]",var8);
}
}

当前的初始化器有如下几个:

3.同理调用getSpringFactoriesInstances从spring.factories文件中找出key为ApplicationListener的类并实例化，然后调用setListeners方法设置到SpringApplication的listeners属性中。这个过程就是找出所有的应用程序事件监听器。
当前的事件监听器有如下几个：

4.调用deduceMainApplicationClass方法找出main类，就是这里的ApplicationMain类。

运行SpringApplication

初始化SpringApplication完成之后，调用run方法运行：

publicConfigurableApplicationContextrun(String...args){
//计时器，统计任务的执行时间
StopWatchstopWatch=newStopWatch();
//开始执行
stopWatch.start();
ConfigurableApplicationContextcontext=null;
FailureAnalyzersanalyzers=null;
this.configureHeadlessProperty();
//获取SpringApplicationRunListeners启动事件监听器，这里只有一个EventPublishingRunListener
SpringApplicationRunListenerslisteners=this.getRunListeners(args);
//封装成SpringApplicationEvent事件然后广播出去给SpringApplication中的listeners所监听
listeners.starting();

try{
//构造一个应用程序参数持有类
ApplicationArgumentsapplicationArguments=newDefaultApplicationArguments(args);
//准备并配置环境
ConfigurableEnvironmentenvironment=this.prepareEnvironment(listeners,applicationArguments);
//打印banner图形
BannerprintedBanner=this.printBanner(environment);
//创建Spring容器
context=this.createApplicationContext();
newFailureAnalyzers(context);
//配置Spring容器
this.prepareContext(context,environment,listeners,applicationArguments,printedBanner);
//容器上下文刷新
this.refreshContext(context);
//容器创建完成之后调用afterRefresh方法
this.afterRefresh(context,applicationArguments);
//调用监听器，广播Spring启动结束的事件
listeners.finished(context,(Throwable)null);
//停止计时器
stopWatch.stop();
if(this.logStartupInfo){
(newStartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)).logStarted(this.getApplicationLog(),stopWatch);
}

returncontext;
}catch(Throwablevar9){
this.handleRunFailure(context,listeners,(FailureAnalyzers)analyzers,var9);
thrownewIllegalStateException(var9);
}
}

SpringApplicationRunListeners

1.获取启动事件监听器，可以看看该方法：

SpringApplicationRunListenerslisteners=this.getRunListeners(args);

privateSpringApplicationRunListenersgetRunListeners(String[]args){
Class[]types=newClass[]{SpringApplication.class,String[].class};
returnnewSpringApplicationRunListeners(logger,this.getSpringFactoriesInstances(SpringApplicationRunListener.class,types,this,args));
}

同样的通过调用getSpringFactoriesInstances方法去META-INF/spring.factories文件中拿到SpringApplicationRunListener监听器，当前的SpringApplicationRunListener事件监听器只有一个EventPublishingRunListener广播事件监听器：

SpringApplicationRunListeners内部持有SpringApplicationRunListener集合和1个Log日志类。用于SpringApplicationRunListener监听器的批量执行。

SpringApplicationRunListener用于监听SpringApplication的run方法的执行，它定义了5个步骤：

1.starting：run方法执行的时候立马执行，对应的事件类型是ApplicationStartedEvent
2.environmentPrepared：ApplicationContext创建之前并且环境信息准备好的时候调用，对应的事件类型是ApplicationEnvironmentPreparedEvent
3.contextPrepared：ApplicationContext创建好并且在source加载之前调用一次，没有具体的对应事件
4.contextLoaded：ApplicationContext创建并加载之后并在refresh之前调用，对应的事件类型是ApplicationPreparedEvent
5.finished：run方法结束之前调用，对应事件的类型是ApplicationReadyEvent或ApplicationFailedEvent

SpringApplicationRunListener目前只有一个实现类EventPublishingRunListener，详见获取SpringApplicationRunListeners。它把监听的过程封装成了SpringApplicationEvent事件并让内部属性ApplicationEventMulticaster接口的实现类SimpleApplicationEventMulticaster广播出去，广播出去的事件对象会被SpringApplication中的listeners属性进行处理。

所以说SpringApplicationRunListener和ApplicationListener之间的关系是通过ApplicationEventMulticaster广播出去的SpringApplicationEvent所联系起来的

2.启动事件监听器

通过listeners.starting()可以启动事件监听器SpringApplicationRunListener，SpringApplicationRunListener是一个启动事件监听器接口：

publicinterfaceSpringApplicationRunListener{
voidstarting();

voidenvironmentPrepared(ConfigurableEnvironmentvar1);

voidcontextPrepared(ConfigurableApplicationContextvar1);

voidcontextLoaded(ConfigurableApplicationContextvar1);

voidfinished(ConfigurableApplicationContextvar1,Throwablevar2);
}

SpringApplicationRunListener接口的具体实现就是EventPublishingRunListener类，我们主要来看一下它的startting方法，该方法会封装成SpringApplicationEvent事件然后广播出去给SpringApplication中的listeners所监听。

publicvoidstarting(){
this.initialMulticaster.multicastEvent(newApplicationStartedEvent(this.application,this.args));
}

配置并准备环境

privateConfigurableEnvironmentprepareEnvironment(
SpringApplicationRunListenerslisteners,
ApplicationArgumentsapplicationArguments){
//创建应用程序的环境信息。如果是web程序，创建StandardServletEnvironment；否则，创建StandardEnvironment
ConfigurableEnvironmentenvironment=getOrCreateEnvironment();
//配置环境信息。比如profile，命令行参数
configureEnvironment(environment,applicationArguments.getSourceArgs());
//广播出ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件给相应的监听器执行
listeners.environmentPrepared(environment);
//环境信息的校对
if(!this.webEnvironment){
environment=newEnvironmentConverter(getClassLoader())
.convertToStandardEnvironmentIfNecessary(environment);
}
returnenvironment;
}

判断环境，如果是web程序，创建StandardServletEnvironment；否则，创建StandardEnvironment。

privateConfigurableEnvironmentgetOrCreateEnvironment(){
if(this.environment!=null){
returnthis.environment;
}else{
return(ConfigurableEnvironment)(this.webEnvironment?newStandardServletEnvironment():newStandardEnvironment());
}
}

创建Spring容器上下文

protectedConfigurableApplicationContextcreateApplicationContext(){
ClasscontextClass=this.applicationContextClass;
if(contextClass==null){
try{
//判断是否是web应用，
//如果是则创建AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext，否则创建AnnotationConfigApplicationContext
contextClass=Class.forName(this.webEnvironment
?DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS:DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
}
catch(ClassNotFoundExceptionex){
thrownewIllegalStateException(
"UnablecreateadefaultApplicationContext,"
+"pleasespecifyanApplicationContextClass",
ex);
}
}
return(ConfigurableApplicationContext)BeanUtils.instantiate(contextClass);
}

配置Spring容器上下文

privatevoidprepareContext(ConfigurableApplicationContextcontext,
ConfigurableEnvironmentenvironment,SpringApplicationRunListenerslisteners,
ApplicationArgumentsapplicationArguments,BannerprintedBanner){
//设置Spring容器上下文的环境信息
context.setEnvironment(environment);
//Spring容器创建之后做一些额外的事
postProcessApplicationContext(context);
//SpringApplication的初始化器开始工作
applyInitializers(context);
//遍历调用SpringApplicationRunListener的contextPrepared方法。目前只是将这个事件广播器注册到Spring容器中
listeners.contextPrepared(context);
if(this.logStartupInfo){
logStartupInfo(context.getParent()==null);
logStartupProfileInfo(context);
}

//把应用程序参数持有类注册到Spring容器中，并且是一个单例
context.getBeanFactory().registerSingleton("springApplicationArguments",
applicationArguments);
if(printedBanner!=null){
context.getBeanFactory().registerSingleton("springBootBanner",printedBanner);
}

//加载sources，sources是main方法所在的类
Set

SpringBoot启动过程的实现

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