Springboot启动分析

liuxiaocheng
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Springboot启动分析

建议先看# Spring-@ComponentScan分析 SpringBoot的例子就不写了,最熟悉的代码如下:

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

SpringApplication的作用是什么？@SpringBootApplication注解有什么功能？Springboot怎么做自动装配是怎么做的？这篇文章就回答了相关的问题。

SpringApplication

作用

通过它来创建加载SpringApplication

在Spring的时候知道，得先创建Application，在启动的得把配置类，或者指定扫描的包，这类的定义信息告诉Spring，它才可以启动。比如下面的代码

	public class TestAopApplication {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
            // 告诉扫描的路径
			context.scan(TestAopApplication.class.getPackage().getName());
            // 显性调用refresh方法，启动容器
			context.refresh();
			TestBean bean = context.getBean(TestBean.class);
			bean.sayHello();
		}catch (Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

那么对于SpringApplication来说，它也是上面类似的逻辑，创建Application，创建好Environment,在增加一系列的监听方法，比如application创建好了的回调，环境创建好了的回调等等，通过这些监听就可以进一步的定制化对应的对象。

上面说的只是一个思想，实际上它大体的做法是，创建一个BootStrapApplication用来它引导创建ApplicationContext和Environment，并且创建一直到启动环节中，都有对应的监听方法，来对增强操作（比如，日志的选择，配置文件的解析（Application.yaml）等等），此外还会设置创建好的ApplicationContext加载资源的路径，设置一些属性（增加BeanFactoryPostProcess）。在调用ConfigurableApplicationContext#refresh（）方法之前，会将BootStrapApplication关闭掉。在容器跑起来之后，会发布事件，还会调用ApplicationRunner和CommandLineRunner。

详细

继续上面的说，在SpringApplication类里面利用BootStrap来创建Application的时候，会有一系列的监听类。但是这些监听类要怎么创建呢？

  • 代码里面写死，new出来，放里面去。（但这很不好，作为一个框架来说，没有拓展性了）。
  • 像Spring那样，搞一个注解扫描。（不可取，想想Spring就知道，那一套得多烦。作为一个引导程序没必要这么搞）
  • 写成配置文件，全类名。读取配置文件，实例化它。（SPI）。
    • SpringBoot采取的就是这个。只不过和Java标准的SPI不一样，它指定文件名称，文件的key是要实现接口的全类名，v是具体的实现类的全限定类名，多个实现用逗号分开。这个文件叫做META-INF/spring.factories。

有这样的机制，如果想要那个接口需要拓展，直接写在里面，并且会将之前已经加载好的配置文件缓存起来，用的时候获取一下，并且实例化，就好了。回到Springboot中，看看那些接口需要拓展。

  • BootstrapRegistryInitializer （他是在BootstrapRegistry创建好了之后，在使用之前的一个初始化回调）

  • ApplicationContextInitializer （在refresh方法之前的回调，用来初始化ApplicationContext）

  • ApplicationListener（这是典型的Spring里面的事件监听，指定事件来监听）

  • SpringApplicationRunListener（在SpringBoot启动的时候提供的监听类，在各个环节都有方法）。

    需要注意的是，它的实现类在Springboot中就一个 EventPublishingRunListener,但是EventPublishingRunListener里面聚合了SimpleApplicationEventMulticaster,通过它来做发布事件，会在创建EventPublishingRunListener的时候将ApplicationListener传递给SimpleApplicationEventMulticaster。

    一般来说，这个玩意基本不会动的。

  • SpringBootExceptionReporter(在启动报错的时候回调)

  • EnvironmentPostProcessor

    这个是重点：

    ​ 它是做Environment对象的增强处理的。具体做法如下：

    ​ EnvironmentPostProcessorApplicationListener监听了它感兴趣的事件，SpringApplication创建好Environment之后，会通过EventPublishingRunListener发布对应的事件，EnvironmentPostProcessorApplicationListener来处理，它再从处理的时候又会从spring.factories中加载EnvironmentPostProcessor的实现类，来做Environment的后置处理。其中就包括解析Application.yaml文件。

  • AutoConfigurationImportListener(在自动配置类导入的时候回调)

  • EnableAutoConfiguration（自动配置类）

    这个是重点：

    ​ 还记得之前说配置类中@Import注解嘛？有两个特殊的类，ImportSelector和ImportBeanDefinitionRegistrar。其中ImportSelector可以返回一个String数组，它里面包含的是类的全类名，Spring拿到这个之后，会加载对应类，继续解析一遍。这其实就是自动装配，这个功能不是Springboot搞出来的，之前就存在这样的支持。

    ​ 那么key是EnableAutoConfiguration，value是对应的实现类，用逗号分隔，在ImportSelector的实现类里面从spring.factories里面读取到，返回给Spring，Spring就会继续把他们解析一遍。可以在自动配置类上面写那些之前在@Configuration类上面写的注解，Spring会解析他们，将Bean注册到Spring中。

    ...... 因为涉及的地方太多了，这里就列举几个有经典的。

加载 META-INF/spring.factories的代码长什么样（怎么加载的）

对应的代码在 SpringFactoriesLoader#loadFactories（Class ， @Nullable ClassLoader ）

这里的代码不难理解，总体就是利用classLoader.getResource加载配置文件，读取配置文件，将v逗号分割。

	public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
		Assert.notNull(factoryType, "'factoryType' must not be null");
		ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
		if (classLoaderToUse == null) {
			classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
		}
        // 通过classload和指定需要的lei找到对应的实现类的集合了，
		List<String> factoryImplementationNames = loadFactoryNames(factoryType, classLoaderToUse);
		if (logger.isTraceEnabled()) {
			logger.trace("Loaded [" + factoryType.getName() + "] names: " + factoryImplementationNames);
		}
		List<T> result = new ArrayList<>(factoryImplementationNames.size());
		for (String factoryImplementationName : factoryImplementationNames) {
            // 实例化
			result.add(instantiateFactory(factoryImplementationName, factoryType, classLoaderToUse));
		}
        // order接口排序
		AnnotationAwareOrderComparator.sort(result);
		return result;
	}
   // 真正做加载的地方
	private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
        // 先从缓存中拿，缓存的key是对应的classloader，v是属于它的数据
		MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
		if (result != null) {
			return result;
		}

		try {
			Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
					classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
					ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
			result = new LinkedMultiValueMap<>();
			while (urls.hasMoreElements()) {
				URL url = urls.nextElement();
				UrlResource resource = new UrlResource(url);
                // 加载配置文件
				Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
				for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
					String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim();
                    // 去掉左右的空格，逗号分割，
					for (String factoryImplementationName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
						result.add(factoryTypeName, factoryImplementationName.trim());
					}
				}
			}
			cache.put(classLoader, result);
			return result;
		}
		catch (IOException ex) {
			throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
					FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
		}
	}

当然，SpringApplication绝不是我说的这么简单，这里只是说了一些大体的思路，具体的实现的细节这里不展开说了

@SpringBootApplication

他是一个复合注解，

image-20220224190756861.png

而它下面的属性对应的都是元注解里面的属性。主要分析如下：

@SpringBootConfiguration

image-20220224190929208.png

就是一个配置类。没有什么可说的了。

@EnableAutoConfiguration

image-20220224191258882.png

可以看到它导入了一个ImportSelector，可以用它来读取spring.factories里面的自动装配的全类名，经过处理返回给Spring来解析。处理其实就是它的属性excludeName了，拿到所有的自动装配的类的全类名之后，从集合中将指定的移除就好了，所以，上面的两个属性是一个意思，并且exclude最后还是要变为String的。调用的是Class.getName（）。

此外，还可以在这里可以做一些Condition的判断，比如AutoConfigureAfter,AutoConfigureBefore，关于这个判断，之后专门说说

还得注意，还有一个注解AutoConfigurationPackage

AutoConfigurationPackage

image-20220224191711905.png

他会往Spring容器中注册一个BasePackages，bean的名字叫做 AutoConfigurationPackages.class.getName()，它里面保存了 属性所指定的包名，如果属性为空，就是当前注解所在的类。放在容器里面之后就可以通过AutoConfigurationPackages来操作，存储自动注入的包是为了延迟引用，比如说JPA的实体扫描。

image-20220224193744171.png

@ComponentScan

这注解之前已经分析过了，相当于调用context.scan(String);方法，但是它搞了两个过滤器。还都是excludeFilters

  1. TypeExcludeFilter

    可以从Spring容器里面获取TypeExcludeFilter的实现类，循环调用。

  2. AutoConfigurationExcludeFilter

    在做@ComponentScan的时候排除自动配置类

image-20220224194314883.png

详细的SpringApplication类的运行过程，就不展开说了，Springboot的自动装配和启动就说到这里了。

关于博客这件事，我是把它当做我的笔记，里面有很多的内容反映了我思考的过程，因为思维有限，不免有些内容有出入，如果有问题，欢迎指出。一同探讨。谢谢。

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