微服务架构学习SpringBoot运行原理

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运行原理探究

我们之前写的HelloSpringBoot，到底是怎么运行的呢，Maven项目，我们一般从pom.xml文件探究起；

1、父依赖

pom.xml

自动配置

spring-boot-dependencies：核心依赖在父工程中！
我们在写或者引入一些Springboot依赖的时候，不需要指定版本，就因为有这些版本仓库

1、其中它主要是依赖一个父项目，主要是管理项目的资源过滤及插件！

<parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.4.4</version>
        <relativePath/> 
    <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

2、点进去，发现还有一个父依赖

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    <version>2.4.4</version>
</parent>

3、这里才是真正管理SpringBoot应用里面所有依赖版本的地方，SpringBoot的版本控制中心；

4、以后我们导入依赖默认是不需要写版本；但是如果导入的包没有在依赖中管理着就需要手动配置版本了；

2、启动器 spring-boot-starter

依赖

<dependency>        								 		       		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>

springboot-boot-starter-xxx，说白了就是Springboot的启动场景
比如spring-boot-starter-web，他就会帮我们自动导入web的所有依赖
springboot会将所有的功能场景，都变成一个个的启动器
我们要使用什么功能，就只需要找到对应的启动器就好了start

3、主程序

3.1、默认的主启动类

package com.sxau;

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

@SpringBootApplication 来标注一个主程序类
//说明这是一个Spring Boot应用
public class Springboot01HelloworldApplication {
    //以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Springboot01HelloworldApplication.class, args);
    }

}

但是**一个简单的启动类并不简单！**我们来分析一下这些注解都干了什么

3.2、注解（@SpringBootApplication）

作用：标注在某个类上说明这个类是SpringBoot的主配置
SpringBoot就应该运行这个类的main方法来启动SpringBoot应用；

进入这个注解：可以看到上面还有很多其他注解！

@SpringBootConfiguration springboot的配置
    @Configuration	 spring配置类
    @Component 说明是一个spring的组件
@EnableAutoConfiguration	自动导入包
@ComponentScan(		扫描当前主启动类的包
    excludeFilters = {@Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
// @interface 自定义接口
public @interface SpringBootApplication {
    // ......
}

@ComponentScan

这个注解在Spring中很重要 ,它对应XML配置中的元素。
作用：自动扫描并加载符合条件的组件或者bean ，将这个bean定义加载到IOC容器中

@SpringBootConfiguration

作用：SpringBoot的配置类，标注在某个类上，表示这是一个SpringBoot的配置类；

我们继续进去这个注解查看

// 点进去得到下面的 @Component
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {
    @AliasFor(		//@AliasFor定义别名
        annotation = Configuration.class
    )
    boolean proxyBeanMethods() default true;
}

@Component
public @interface Configuration {}

这里的 @Configuration，说明这是一个spring的配置类，配置类就是对应Spring的xml 配置文件；
@Component 这就说明，启动类本身也是Spring中的一个组件而已，负责启动应用！
我们回到 SpringBootApplication 注解中继续看。

@EnableAutoConfiguration

开启自动配置功能
- 以前我们需要自己配置的东西，而现在SpringBoot可以自动帮我们配置；
- @EnableAutoConfiguration告诉SpringBoot开启自动配置功能，这样自动配置才能生效；
点进注解接续查看：
@AutoConfigurationPackage ：自动配置包
```
@Import({Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
}
```
- @import ：Spring底层注解@import ，给容器中导入一个组件
- Registrar.class 作用：自动配置包注册，将主启动类的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器；
- 这个分析完了，退到上一步，继续看

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) ：给容器导入组件；

AutoConfigurationImportSelector ：自动配置导入选择器，那么它会导入哪些组件的选择器呢？我们点击去这个类看源码：
```
// 获取所有的配置
List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
```

获得候选的配置

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    // 和下面的方法对应
    //这里的getSpringFactoriesLoaderFactoryClass（）方法
    //返回的就是我们最开始看的启动自动导入配置文件的注解类；EnableAutoConfiguration
  List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
    
  
    Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
    return configurations;
}

//和上面的类的方法loadFactoryNames里面的第一个参数对应
//这里的getSpringFactoriesLoaderFactoryClass（）方法
//返回的就是我们最开始看的启动自动导入配置文件的注解类；EnableAutoConfiguration
 protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() {
     return EnableAutoConfiguration.class;
 }

这个方法getCandidateConfigurations()又调用了 SpringFactoriesLoader 类的静态方法！我们进入SpringFactoriesLoader类loadFactoryNames() 方法，获取所有的加载配置

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    String factoryClassName = factoryClass.getName();
    //这里它又调用了 loadSpringFactories 方法
    return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());
}

我们继续点击查看 loadSpringFactories 方法

项目资源:META-INF/spring.factories
系统资源:META-INF/spring.factories
从这些资源中配置了所有的nextElement（自动配置），分装成properties

//将所有的资源加载到配置类中（将下面的抽离出来分析，第13行）
Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);

private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
    //获得classLoader ， 我们返回可以看到这里得到的就是EnableAutoConfiguration标注的类本身
    MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
        if (result != null) {
            return result;
        } else {
            try {
            //去获取一个资源 "META-INF/spring.factories"
            Enumeration<URL> urls = classLoader != null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
            LinkedMultiValueMap result = new LinkedMultiValueMap();
            //判断有没有更多的元素，将读取到的资源循环遍历，封装成为一个Properties
            while(urls.hasMoreElements()) {
              URL url = (URL)urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                Iterator var6 = properties.entrySet().iterator();
                while(var6.hasNext()) {
                    Entry<?, ?> entry = (Entry)var6.next();
                    String factoryClassName = ((String)entry.getKey()).trim();
                    String[] var9 = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue());
                    int var10 = var9.length;
                    for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
                        String factoryName = var9[var11];
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }
            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        } catch (IOException var13) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var13);
        }
    }
}

发现一个多次出现的文件：spring.factories，全局搜索它

3.3、spring.factories

我们根据源头打开spring.factories ，看到了很多自动配置的文件；这就是自动配置根源所在！

WebMvcAutoConfiguration

我们在上面的自动配置类随便找一个打开看看，比如：WebMvcAutoConfiguration

可以看到这些一个个的都是JavaConfig配置类，而且都注入了一些Bean，可以找一些自己认识的类，看着熟悉一下！

所以，自动配置真正实现是从classpath中搜寻所有的META-INF/spring.factories配置文件，并将其中对应的 org.springframework.boot.autoconfigure. 包下的配置项，通过反射实例化为对应标注了 @Configuration的JavaConfig形式的IOC容器配置类，然后将这些都汇总成为一个实例并加载到IOC容器中。

4、结论：

SpringBoot在启动的时候从类路径下的META-INF/spring.factories中获取EnableAutoConfiguration指定的值
将这些值作为自动配置类导入容器，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作；
以前我们需要自动配置的东西，现在springboot帮我们做了
整合JavaEE，整体解决方案和自动配置的东西都在springboot-autoconfigure的jar包中；
它会把所有需要导入的组件，以类名的方式返回，这些组件就会被添加到容器中
它会给容器中导入非常多的自动配置类（xxxAutoConfiguration）, 就是给容器中导入这个场景需要的所有组件，并自动配置，@Configuration（javaConfig）；
有了自动配置类，免去了我们手动编写配置注入功能组件等的工作；

现在大家应该大概的了解了下，SpringBoot的运行原理，后面我们还会深化一次！

启动

1、不简单的方法

我最初以为就是运行了一个main方法，没想到却开启了一个服务；

package com.sxau;

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

@SpringBootApplication //来标注一个主程序类
//说明这是一个Spring Boot应用
public class Springboot01HelloworldApplication {
    //该方法返回一个ConfigurableApplicationContext对象
    //参数一：应用入口的类； 参数二：命令行参数 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Springboot01HelloworldApplication.class, args);
    }

}

SpringApplication.run分析

分析该方法主要分两部分
一是SpringApplication的实例化，
二是run方法的执行；

2、SpringApplication

这个类主要做了以下四件事情：

推断应用的类型是普通的项目还是Web项目
查找并加载所有可用初始化器，设置到initializers属性中
找出所有的应用程序监听器，设置到listeners属性中
推断并设置main方法的定义类，找到运行的主类

查看构造器：

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
        this.sources = new LinkedHashSet();
        this.bannerMode = Mode.CONSOLE;
        this.logStartupInfo = true;
        this.addCommandLineProperties = true;
        this.addConversionService = true;
        this.headless = true;
        this.registerShutdownHook = true;
        this.additionalProfiles = Collections.emptySet();
        this.isCustomEnvironment = false;
        this.lazyInitialization = false;
        this.applicationContextFactory = ApplicationContextFactory.DEFAULT;
        this.applicationStartup = ApplicationStartup.DEFAULT;
        this.resourceLoader = resourceLoader;
        Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
        this.primarySources = new LinkedHashSet(Arrays.asList(primarySources));
        this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
        this.bootstrappers = new ArrayList(this.getSpringFactoriesInstances(Bootstrapper.class));
        this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
        this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
        this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
}

3、run方法流程分析

跟着源码和这幅图就可以一探究竟了！

4、关于SpringBoot，谈谈关于你的理解;

自动装配
run()
全面接管SpringMVC的配置