SpringBoot启动原理

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1. 总体流程图

由于SpringBoot的整个启动流程太长,还是先整个图吧。

总体流程

2. 源码阅读

2.1 源码入口

用过SpringBoot的都知道,启动项目需要如下代码:

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

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

}

那么SpringApplication.run就是启动入口。

2.2 SpringApplication构造方法

该构造方法大概做了四件事:

  • 判断当前类型是Web
  • 加载所有的初始化器
  • 加载所有的监视器
  • 设置程序运行的主类
	public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
		this.resourceLoader = resourceLoader;
		Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
		//放入启动类
		this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
		//根据classpath 下的类,推算当前web应用类型(webFlux, servlet)
		this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
		//就是去spring.factories 中去获取所有key:org.springframework.context.ApplicationContextInitializer
		setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
		//就是去spring.factories 中去获取所有key: org.springframework.context.ApplicationListener
		setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
		// 根据main方法推算出mainApplicationClass
		this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
	}

2.3 执行run方法

这个方法是整个SpringBoot启动最核心的方法。

	public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
	    // 用来记录当前springboot启动耗时
		StopWatch stopWatch = new StopWatch();
		// 就是记录了启动开始时间
		stopWatch.start();
		// 它是任何spring上下文的接口, 所以可以接收任何ApplicationContext实现
		ConfigurableApplicationContext context = null;
		Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
		// 开启了Headless模式:
		configureHeadlessProperty();
		// 去spring.factroies中读取了SpringApplicationRunListener 的组件, 就是用来发布事件或者运行监听器
		SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
		// 发布1.ApplicationStartingEvent事件,在运行开始时发送
		listeners.starting();
		try {
		    // 根据命令行参数 实例化一个ApplicationArguments
			ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
			 // 预初始化环境: 读取环境变量,读取配置文件信息(基于监听器)
			ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
			// 忽略beaninfo的bean
			configureIgnoreBeanInfo(environment);
			// 打印Banner 横幅
			Banner printedBanner = printBanner(environment);
			// 根据webApplicationType创建Spring上下文
			context = createApplicationContext();
			exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,
					new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
			//预初始化spring上下文
			prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
			// 加载spring ioc 容器 **相当重要 由于是使用AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 启动的sp ring容器所以springboot对它做了扩展: 
			// 加载自动配置类:invokeBeanFactoryPostProcessors , 创建servlet容器onRefresh
			refreshContext(context);
			afterRefresh(context, applicationArguments);
			stopWatch.stop();
			if (this.logStartupInfo) {
				new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
			}
			listeners.started(context);
			callRunners(context, applicationArguments);
		}
		catch (Throwable ex) {
			handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
			throw new IllegalStateException(ex);
		}

		try {
			listeners.running(context);
		}
		catch (Throwable ex) {
			handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
			throw new IllegalStateException(ex);
		}
		return context;
	}

2.3.1 计时器实例并启动

这一段程序是启动计时器实例、进行Headless属性设置,并启动应用监听器

StopWatch stopWatch = new StopWatch();
		stopWatch.start();
		ConfigurableApplicationContext context = null;
		Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
		configureHeadlessProperty();

2.3.2 初始化监听器

这里会从"META-INF/spring.factories"这个目录初始化监听器

SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);

2.3.3 启动监听器

listeners.starting();

2.3.4 装配环境参数

这几行做了下面三件事:

  • 根据前面的webApplicationType值创建运行环境
  • 加载属性资源
  • 加入预监听集合
ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
configureIgnoreBeanInfo(environment);

2.3.5 打印Banner图案

这段就是打印图案的代码,如果想定制化,就修改这行代码。

Banner printedBanner = printBanner(environment);

2.3.6 上下文区域

根据webApplicationType类型创建web/standard上下文,即创建servlet/reactive的上下文

context = createApplicationContext();

2.3.7 准备上下文异常报告器

exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,
					new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);

2.3.8 上下文前置处理器

该方法做了三件事,environment环境设置、initialize初始化设置、资源获取并加载以及配置监听。

prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);

2.3.9 上下文刷新

这个refresh()方法就是spring里边那个著名的方法,设置Bean工厂、生产Bean、注册后置处理器、初始化国际化资源、注册监听等等。唯一要特别注意的是onRefresh()这个方法,SpringBoot扩展了此方法,在这个方法里,最终创建了内置的Tomcat容器。

ServletWebServerApplicationContext.createWebServer方法

	private void createWebServer() {
		WebServer webServer = this.webServer;
		ServletContext servletContext = getServletContext();
		if (webServer == null && servletContext == null) {
			ServletWebServerFactory factory = getWebServerFactory();
			//这个方法创建了Web容器
			this.webServer = factory.getWebServer(getSelfInitializer());
			getBeanFactory().registerSingleton("webServerGracefulShutdown",
					new WebServerGracefulShutdownLifecycle(this.webServer));
			getBeanFactory().registerSingleton("webServerStartStop",
					new WebServerStartStopLifecycle(this, this.webServer));
		}
		else if (servletContext != null) {
			try {
				getSelfInitializer().onStartup(servletContext);
			}
			catch (ServletException ex) {
				throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context", ex);
			}
		}
		initPropertySources();
	}

2.3.10 上下文后置结束处理

这里也会把计时器结束

afterRefresh(context, applicationArguments);
stopWatch.stop();

2.3.11 发布应用上下文启动

listeners.started(context);

2.3.12 执行Runner执行器

listeners.running(context);

2.3.13 发布应用上下文就绪并返回

最后将context返回。

至此全部主流程分析完毕。