Spring Boot 的自动装配原理：@EnableAutoConfiguration/AutoConfigurationImportSelector/条件

Spring Boot 启动过程详细分析

Spring Boot 的启动过程是面试中常见的重点问题，其背后涉及多个核心组件的协作。本文将深入剖析 Spring Boot 的启动细节，逐一说明每个步骤由哪个组件调用了什么功能，并提供请求链路图以直观展示整个流程。

启动入口：SpringApplication.run()

Spring Boot 应用的启动从 SpringApplication.run() 开始。这是开发者最熟悉的代码入口。

• 组件：org.springframework.boot.SpringApplication
• 功能：run(String... args) 方法是静态方法，接收命令行参数并启动应用。
• 细节：
  1. 创建 SpringApplication 实例。
  2. 调用实例方法 run(args) 执行启动逻辑。

代码示例：

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

第一步：SpringApplication 实例化

• 组件：org.springframework.boot.SpringApplication
• 功能：构造函数 SpringApplication(ResourceLoader, Class<?>...)
• 细节：
  1. 设置资源加载器：this.resourceLoader = resourceLoader，通常为 null，后续会根据环境动态加载。
  2. 设置主配置类：this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources))，传入 MyApplication.class。
  3. 推断应用类型：this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath()，通过类路径检测是否包含 Servlet 或 Reactive 相关类，决定是 SERVLET、REACTIVE 还是 NONE。
  4. 初始化监听器和初始化器：
     • setInitializers() 调用 getSpringFactoriesLoader().loadFactoryNames(ApplicationContextInitializer.class) 从 META-INF/spring.factories 加载初始化器。
     • setListeners() 加载 ApplicationListener。

面试考点：如何自定义 ApplicationContextInitializer 或 ApplicationListener？答案是实现对应接口并在 spring.factories 中注册。

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第二步：run 方法执行

SpringApplication.run() 是启动的核心逻辑，包含多个子步骤。

2.1 配置环境准备

• 组件：org.springframework.boot.SpringApplication
• 功能：prepareEnvironment(listeners, applicationArguments)
• 细节：
  1. 创建环境：ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment()，根据 webApplicationType 创建 StandardEnvironment（非 Web）或 StandardServletEnvironment（Web）。
  2. 加载配置：configureEnvironment(environment, args)，绑定命令行参数到环境变量。
  3. 触发事件：listeners.environmentPrepared(environment)，通过 SpringApplicationRunListeners 广播 ApplicationEnvironmentPreparedEvent。

面试考点：环境变量如何加载？PropertySource 的加载顺序是什么？（答案：命令行参数 > 系统属性 > 配置文件）

2.2 创建 ApplicationContext

• 组件：org.springframework.boot.SpringApplication
• 功能：createApplicationContext()
• 细节：
  • 根据 webApplicationType：
    • SERVLET：创建 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。
    • REACTIVE：创建 AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext。
    • NONE：创建 AnnotationConfigApplicationContext。
  • 使用 ApplicationContextFactory 创建上下文。

面试考点：ApplicationContext 和 BeanFactory 的区别？Spring Boot 如何选择上下文类型？

2.3 准备 ApplicationContext

• 组件：org.springframework.boot.SpringApplication
• 功能：prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, banner)
• 细节：
  1. 绑定环境：context.setEnvironment(environment)。
  2. 注册配置类：context.getBeanDefinitionRegistry().registerBeanDefinition() 注册主配置类。
  3. 加载 Bean 定义：load(context, sources)，通过 BeanDefinitionLoader 解析注解配置。
  4. 触发事件：listeners.contextPrepared(context)。

2.4 刷新 ApplicationContext

• 组件：org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext
• 功能：refresh()
• 细节：
  1. BeanFactory 准备：prepareBeanFactory() 配置类加载器、添加后处理器（如 ConfigurationClassPostProcessor）。
  2. 后处理器执行：invokeBeanFactoryPostProcessors() 处理 @Configuration 和 @Bean。
  3. 注册 BeanPostProcessor：registerBeanPostProcessors()。
  4. 初始化消息源：initMessageSource()。
  5. 初始化事件发布者：initApplicationEventMulticaster()。
  6. 启动嵌入式 Web 服务器：
     • 组件：org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext
     • 功能：createWebServer()，默认使用 Tomcat（TomcatServletWebServerFactory）。
  7. Bean 创建：finishBeanFactoryInitialization() 实例化所有单例 Bean。

面试考点：refresh() 的 12 个步骤是什么？嵌入式 Tomcat 是如何启动的？

2.5 启动后处理

• 组件：org.springframework.boot.SpringApplication
• 功能：afterRefresh(context, args)
• 细节：
  • 触发 ApplicationStartedEvent 和 ApplicationReadyEvent。

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请求链路图

以下是 Spring Boot 启动的请求链路图，使用 Mermaid 语法绘制：

sequenceDiagram
    participant M as Main
    participant SA as SpringApplication
    participant ENV as Environment
    participant CTX as ApplicationContext
    participant WS as WebServer

    M->>SA: run(MyApplication.class, args)
    SA->>SA: new SpringApplication()
    SA->>ENV: getOrCreateEnvironment()
    SA->>ENV: configureEnvironment(args)
    SA->>CTX: createApplicationContext()
    SA->>CTX: prepareContext()
    CTX->>CTX: refresh()
    CTX->>WS: createWebServer()
    WS-->>CTX: Web Server Started
    CTX-->>SA: ApplicationReadyEvent
    SA-->>M: Application Running

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总结

Spring Boot 的启动过程可以总结为以下关键步骤：

1. 实例化 SpringApplication：加载初始化器和监听器。
2. 环境准备：配置 Environment。
3. 上下文创建与刷新：初始化 ApplicationContext 并加载 Bean。
4. Web 服务器启动：嵌入式容器（如 Tomcat）启动。
5. 事件广播：通知应用就绪。