Spring Boot 启动流程详解

跳跳鱼
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一、启动流程概述

Spring Boot 的启动入口通常是 main 方法中调用 SpringApplication.run(主类, args)。整个流程分为初始化阶段（创建 SpringApplication 对象）和运行阶段（执行 run 方法）。

二、初始化阶段（创建 SpringApplication 对象）

  1. 确定 Web 应用类型
    通过检查 Classpath 中是否存在特定类（如 javax.servlet.Servlet、org.springframework.web.reactive.DispatcherHandler），判断应用类型：Servlet（Spring MVC）、Reactive（WebFlux）或非 Web 应用。

  2. 加载 ApplicationContextInitializer
    利用 SpringFactoriesLoader 从所有依赖的 META-INF/spring.factories 文件中读取键为 ApplicationContextInitializer 的实现类，实例化后存入 initializers 集合。这些初始化器会在容器刷新前被调用，用于对 ApplicationContext 进行自定义设置。

  3. 加载 ApplicationListener
    同样通过 SpringFactoriesLoader 加载 ApplicationListener 实现类，存入 listeners 集合，用于监听 Spring Boot 运行过程中的各种事件。

  4. 推断主启动类
    通过分析当前线程的堆栈信息找到启动类，作为主要配置源（通常标注 @SpringBootApplication），后续会将其注册为配置类。

三、运行阶段（执行 run 方法）

  1. 启动计时器
    创建 StopWatch 对象，开始计时，用于最后输出启动耗时。

  2. 配置 headless 模式
    设置系统属性 java.awt.headless = true，适用于无显示器、键盘的服务器环境。

  3. 获取并启动 SpringApplicationRunListener
    从 spring.factories 加载 SpringApplicationRunListener（默认 EventPublishingRunListener），调用其 starting() 方法，发布 ApplicationStartingEvent。

  4. 准备 Environment
    根据 Web 类型创建对应的 Environment（如 StandardServletEnvironment）。加载属性源：系统属性、环境变量、配置文件（application.properties/yml）。发布 ApplicationEnvironmentPreparedEvent，允许监听器（如 ConfigFileApplicationListener）进一步处理配置（如激活 profile、加载外部配置文件）。

  5. 打印 Banner
    根据配置打印 Banner（可自定义或关闭）。

  6. 创建 ApplicationContext
    根据 webApplicationType 创建对应的 ApplicationContext：

    • Servlet Web：AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
    • Reactive Web：AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext
    • 非 Web：AnnotationConfigApplicationContext

  7. 准备 ApplicationContext

    • 将 Environment 设置到 Context。
    • 调用所有 ApplicationContextInitializer 的 initialize 方法。
    • 发布 ApplicationContextInitializedEvent 事件。
    • 将主启动类（作为配置类）注册到 Context。

  8. 刷新 ApplicationContext
    调用 AbstractApplicationContext.refresh()，这是 Spring 容器的核心初始化过程：

    • BeanFactory 准备：设置类加载器、表达式解析器等。
    • 执行 BeanFactoryPostProcessor：包括 ConfigurationClassPostProcessor，解析 @Configuration、@ComponentScan、@Import、@Bean 等，将 BeanDefinition注册到容器。
    • 注册 BeanPostProcessor：拦截 Bean 实例化过程，对bean进行增加（如AOP）。
    • 初始化 MessageSource、事件广播器等：国际化
    • onRefresh 模板方法：在 ServletWebServerApplicationContext 中，此方法会创建并启动内嵌 Web 服务器（如 Tomcat、Jetty）。
    • 注册监听器。
    • 实例化非懒加载的单例 Bean。
    • 完成刷新，发布 ContextRefreshedEvent。

  9. 刷新后置处理：finishRefresh
    空方法，留给子类扩展。

  10. 发布 ApplicationReadyEvent
    通知监听器应用已启动完成，可以处理请求。

  11. 返回 ApplicationContext
    run 方法返回初始化好的 ApplicationContext 实例。

四、启动流程图

graph TD
    A[开始: main方法调用SpringApplication.run] --> B[创建SpringApplication实例]
    
    subgraph 初始化阶段
        B --> B1[确定Web应用类型]
        B1 --> B2[加载ApplicationContextInitializer]
        B2 --> B3[加载ApplicationListener]
        B3 --> B4[推断主启动类]
    end

    B4 --> C[调用run方法]

    subgraph 运行阶段
        C --> D[启动StopWatch计时器]
        D --> E[配置java.awt.headless]
        E --> F[获取并启动SpringApplicationRunListeners<br>发布ApplicationStartingEvent]
        F --> G[准备Environment<br>加载配置属性]
        G --> H[打印Banner]
        H --> I[创建ApplicationContext]
        I --> J[准备ApplicationContext<br>应用Initializer]
        J --> K[刷新Context<br>调用refresh方法]
        
        subgraph refresh方法内部
            K --> K1[BeanFactory准备]
            K1 --> K2[执行BeanFactoryPostProcessor<br>解析配置类]
            K2 --> K3[注册BeanPostProcessor]
            K3 --> K4[初始化MessageSource等]
            K4 --> K5[onRefresh<br>启动内嵌Web服务器]
            K5 --> K6[注册监听器]
            K6 --> K7[初始化剩余单例Bean]
            K7 --> K8[完成刷新<br>发布ContextRefreshedEvent]
        end

        K8 --> L[刷新后置处理]
        L --> M[发布ApplicationReadyEvent]
        M --> N[返回ApplicationContext]
    end

    N --> O[启动完成]
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