引言
Spring Boot 作为 Java 开发领域中广泛使用的框架，极大地简化了 Spring 应用的开发和部署过程。它通过自动配置和约定优于配置的原则，让开发者能够快速搭建和启动应用。深入了解 Spring Boot 的启动流程机制，有助于开发者更好地理解框架的工作原理，进行性能优化和问题排查。本文将详细剖析 Spring Boot 的启动流程，从启动类的入口开始，逐步深入到各个关键步骤。
Spring Boot 启动类
启动类的结构
在 Spring Boot 应用中，通常会有一个带有@SpringBootApplication注解的主类作为启动入口。以下是一个简单的示例：
@SpringBootApplication注解
@SpringBootApplication是一个组合注解，它包含了@SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan三个重要的注解：
@SpringBootConfiguration：本质上就是@Configuration，用于标识该类是一个配置类。@EnableAutoConfiguration：开启自动配置功能，Spring Boot 会根据项目中引入的依赖自动配置应用。@ComponentScan：自动扫描指定包及其子包下的所有组件，将其注册到 Spring 容器中。
SpringApplication.run()方法
SpringApplication.run()方法是 Spring Boot 应用启动的核心方法，它接受应用的主类和命令行参数作为参数。该方法内部会创建一个SpringApplication实例，并调用其run()方法来启动应用。
Spring Boot 启动流程详解
1. 创建SpringApplication实例
当调用SpringApplication.run()方法时，首先会创建一个SpringApplication实例。在创建过程中，会进行以下操作：
- 推断应用类型：根据类路径下的类来推断应用的类型，如 Web 应用（Servlet 或 Reactive）或非 Web 应用。
- 查找并加载初始化器（
ApplicationContextInitializer） ：初始化器用于在ApplicationContext刷新之前对其进行自定义配置。 - 查找并加载监听器（
ApplicationListener） ：监听器用于监听 Spring Boot 应用的各种事件，如应用启动、失败等。 - 推断主应用类：通过分析调用栈来确定主应用类。
2. 调用SpringApplication.run()方法
创建SpringApplication实例后，会调用其run()方法，该方法的主要步骤如下：
2.1 记录启动时间
使用StopWatch记录应用的启动时间，方便后续统计启动耗时。
2.2 发布ApplicationStartingEvent事件
该事件标志着 Spring Boot 应用开始启动，所有注册的ApplicationListener会接收到该事件并进行相应的处理。
2.3 创建并配置环境（ConfigurableEnvironment）
- 创建环境对象：根据应用类型创建相应的环境对象，如
StandardServletEnvironment或StandardReactiveEnvironment。 - 配置属性源：从命令行参数、系统属性、配置文件等多个来源加载属性，并将其添加到环境对象的属性源列表中。
- 发布
ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件：通知所有监听器环境已经准备好。
2.4 创建ApplicationContext
根据应用类型创建相应的ApplicationContext，如AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext（Servlet Web 应用）或AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext（Reactive Web 应用）。
2.5 准备ApplicationContext
- 设置环境：将之前创建的环境对象设置到
ApplicationContext中。 - 应用初始化器：调用所有注册的初始化器对
ApplicationContext进行自定义配置。 - 发布
ApplicationContextInitializedEvent事件：通知所有监听器ApplicationContext已经初始化。
2.6 加载ApplicationContext
- 扫描并注册组件：根据
@ComponentScan注解的配置，扫描指定包及其子包下的所有组件，并将其注册到ApplicationContext中。 - 加载自动配置类：根据
@EnableAutoConfiguration注解的配置，加载所有符合条件的自动配置类。自动配置类会根据项目中引入的依赖和配置属性，自动配置应用的各种组件，如数据源、缓存等。
2.7 刷新ApplicationContext
- 创建并初始化 BeanFactory：
BeanFactory是 Spring 容器的核心，负责创建和管理所有的 Bean。 - 注册 Bean 定义：将之前扫描和加载的组件注册为 Bean 定义，这些定义包含了 Bean 的元信息，如类名、作用域等。
- 创建和初始化 Bean：根据 Bean 定义创建和初始化所有的 Bean，包括单例 Bean 和原型 Bean。
- 启动嵌入式 Web 服务器（如果是 Web 应用） ：如果应用是 Web 应用，会启动嵌入式 Web 服务器，如 Tomcat、Jetty 或 Undertow。
2.8 发布ApplicationStartedEvent事件
通知所有监听器应用已经启动。
2.9 调用CommandLineRunner和ApplicationRunner
如果应用中定义了CommandLineRunner或ApplicationRunner接口的实现类，会在应用启动后调用它们的run()方法，通常用于执行一些初始化任务。
2.10 发布ApplicationReadyEvent事件
通知所有监听器应用已经准备好接受请求。
3. 异常处理
如果在启动过程中发生异常，会发布ApplicationFailedEvent事件，通知所有监听器应用启动失败。
自动配置原理
Spring Boot 的自动配置是其核心特性之一，它通过@EnableAutoConfiguration注解实现。自动配置的原理如下：
META-INF/spring.factories文件：在 Spring Boot 的自动配置模块中，有一个META-INF/spring.factories文件，该文件中列出了所有的自动配置类。- 条件注解：自动配置类中使用了大量的条件注解，如
@ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean等。这些注解会根据类路径下的类、Bean 的存在情况等条件来决定是否应用该自动配置类。 - 属性配置：自动配置类会根据配置文件中的属性来进行具体的配置，开发者可以通过修改配置文件来定制自动配置的行为。
总结
Spring Boot 的启动流程是一个复杂而又有序的过程，涉及到多个组件和步骤。通过深入了解其启动流程机制，开发者可以更好地理解框架的工作原理，进行性能优化和问题排查。同时，自动配置功能让开发者能够快速搭建和启动应用，提高开发效率。希望本文能够帮助开发者更好地掌握 Spring Boot 的启动流程和自动配置原理。
