SpringBoot启动流程是怎样的

前言

SpringBoot一开始最让我印象深刻的就是通过一个启动类就能启动应用。在SpringBoot以前，启动应用虽然也不麻烦，但是还是有点繁琐，要打包成war包，又要配置tomcat，tomcat又有一个server.xml文件去配置。

然而SpringBoot则内置了tomcat，通过启动类启动，配置也集中在一个application.yml中，简直不要太舒服。

一、启动类

首先我们看最常见的启动类写法。

@SpringBootApplication
public class SpringmvcApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(SpringmvcApplication.class, args);}
}

把启动类分解一下，实际上就是两部分：

@SpringBootApplication注解
一个main()方法，里面调用SpringApplication.run()方法。

二、@SpringBootApplication

首先看@SpringBootApplication注解的源码。

@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 {}

很明显，@SpringBootApplication注解由三个注解组合而成，分别是：

@ComponentScan
@EnableAutoConfiguration
@SpringBootConfiguration

@ComponentScan

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Repeatable(ComponentScans.class)
public @interface ComponentScan {}

这个注解的作用是告诉Spring扫描哪个包下面类，加载符合条件的组件(比如贴有@Component和@Repository等的类)或者bean的定义。

所以有一个basePackages的属性，如果默认不写，则从声明@ComponentScan所在类的package进行扫描。

所以启动类最好定义在Root package下，因为一般我们在使用@SpringBootApplication时，都不指定basePackages的。

@EnableAutoConfiguration

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {}

这是一个复合注解，看起来很多注解，实际上关键在@Import注解，它会加载AutoConfigurationImportSelector类，然后就会触发这个类的selectImports()方法。根据返回的String数组(配置类的Class的名称)加载配置类。

public class AutoConfigurationImportSelector implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware,
ResourceLoaderAware, BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered {//返回的String[]数组，是配置类Class的类名@Overridepublic String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {if (!isEnabled(annotationMetadata)) {return NO_IMPORTS;}AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);//返回配置类的类名return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());}
}

我们一直点下去，就可以找到最后的幕后英雄，就是SpringFactoriesLoader类，通过loadSpringFactories()方法加载META-INF/spring.factories中的配置类。

这里使用了spring.factories文件的方式加载配置类，提供了很好的扩展性。

所以@EnableAutoConfiguration注解的作用其实就是开启自动配置，自动配置主要则依靠这种加载方式来实现。

@SpringBootConfiguration

@SpringBootConfiguration继承自@Configuration，二者功能也一致，标注当前类是配置类，并会将当前类内声明的一个或多个以@Bean注解标记的方法的实例纳入到spring容器中，并且实例名就是方法名。

小结

我们在这里画张图把@SpringBootApplication注解包含的三个注解分别解释一下。

SpringApplication类

接下来讲main方法里执行的这句代码，这是SpringApplication类的静态方法run()。

//启动类的main方法
public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(SpringmvcApplication.class, args);
}//启动类调的run方法
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {//调的是下面的，参数是数组的run方法return run(new Class<?>[] { primarySource }, args);
}//和上面的方法区别在于第一个参数是一个数组
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {//实际上new一个SpringApplication实例，调的是一个实例方法run()return new SpringApplication(primarySources).run(args);
}

通过上面的源码，发现实际上最后调的并不是静态方法，而是实例方法，需要new一个SpringApplication实例，这个构造器还带有一个primarySources的参数。所以我们直接定位到构造器。

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {this.resourceLoader = resourceLoader;//断言primarySources不能为null，如果为null，抛出异常提示Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");//启动类传入的Classthis.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));//判断当前项目类型，有三种：NONE、SERVLET、REACTIVEthis.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();//设置ApplicationContextInitializersetInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));//设置监听器setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));//判断主类，初始化入口类this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}//判断主类
private Class<?> deduceMainApplicationClass() {try {StackTraceElement[] stackTrace = new RuntimeException().getStackTrace();for (StackTraceElement stackTraceElement : stackTrace) {if ("main".equals(stackTraceElement.getMethodName())) {return Class.forName(stackTraceElement.getClassName());}}}catch (ClassNotFoundException ex) {// Swallow and continue}return null;
}

得到SpringApplication实例后，接下来就调用实例方法run()。继续看。

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {//创建计时器StopWatch stopWatch = new StopWatch();//开始计时stopWatch.start();//定义上下文对象ConfigurableApplicationContext context = null;Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();//Headless模式设置configureHeadlessProperty();//加载SpringApplicationRunListeners监听器SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);//发送ApplicationStartingEvent事件listeners.starting();try {//封装ApplicationArguments对象ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);//配置环境模块ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);//根据环境信息配置要忽略的bean信息configureIgnoreBeanInfo(environment);//打印Banner标志Banner printedBanner = printBanner(environment);//创建ApplicationContext应用上下文context = createApplicationContext();//加载SpringBootExceptionReporterexceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);//ApplicationContext基本属性配置prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);//刷新上下文refreshContext(context);//刷新后的操作，由子类去扩展afterRefresh(context, applicationArguments);//计时结束stopWatch.stop();//打印日志if (this.logStartupInfo) {new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);}//发送ApplicationStartedEvent事件，标志spring容器已经刷新，此时所有的bean实例都已经加载完毕listeners.started(context);//查找容器中注册有CommandLineRunner或者ApplicationRunner的bean，遍历并执行run方法callRunners(context, applicationArguments);}catch (Throwable ex) {//发送ApplicationFailedEvent事件，标志SpringBoot启动失败handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);throw new IllegalStateException(ex);}try {//发送ApplicationReadyEvent事件，标志SpringApplication已经正在运行，即已经成功启动，可以接收服务请求。listeners.running(context);}catch (Throwable ex) {//报告异常，但是不发送任何事件handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);throw new IllegalStateException(ex);}return context;
}

总结

表面启动类看起来就一个@SpringBootApplication注解，一个run()方法。其实是经过高度封装后的结果。我们可以从这个分析中学到很多东西。比如使用了spring.factories文件来完成自动配置，提高了扩展性。在启动时使用观察者模式，以事件发布的形式通知，降低耦合，易于扩展等等。