SpringBoot 之启动流程详解

SpringBoot 是一个基于 Spring 框架的快速开发框架，旨在简化 Spring 应用程序的开发和部署。在本文中，我们将深入分析 SpringBoot 启动过程的源代码，并提供必要的解释和说明

SpringBoot启动过程简介

SpringBoot应用程序的启动过程可以分为以下几个步骤：

加载应用程序上下文
扫描应用程序中的所有组件
自动配置应用程序环境
启动嵌入式Web服务器

在下面的章节中，我们将逐一分析这些步骤的源代码。

加载应用程序上下文

SpringBoot 应用程序的上下文是一个包含所有应用程序组件的容器。在启动过程中，SpringBoot 会加载并初始化这个容器。

这个步骤的源代码在SpringApplication类中。具体来说，SpringApplication类的run方法是这个过程的入口点。在这个方法中，Spring Boot会通过调用createApplicationContext方法来创建应用程序上下文。

下面是createApplicationContext方法的源代码：

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() { Class contextClass = this.applicationContextClass; if (contextClass == null) { try { switch (this.webApplicationType) { case SERVLET: contextClass = Class.forName(DEFAULT_SERVLET_WEB_CONTEXT_CLASS); break; case REACTIVE: contextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS); break; default: contextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS); } } catch (ClassNotFoundException ex) { throw new IllegalStateException( "Unable to create a default ApplicationContext, " + "please specify an ApplicationContextClass", ex); } } return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass); }

在这个方法中，SpringBoot 会根据应用程序类型（Servlet或Reactive）选择合适的上下文类。然后，它会使用 Java 反射机制来实例化这个类并返回一个可配置的应用程序上下文对象。

扫描应用程序中的所有组件

在上一步中，SpringBoot创建了应用程序上下文。在这一步中，SpringBoot会扫描应用程序中的所有组件并将它们注册到应用程序上下文中。

这个步骤的源代码在SpringApplication类中的scan方法中。具体来说，在这个方法中，SpringBoot 会创建一个SpringBootBeanDefinitionScanner对象，并使用它来扫描应用程序中的所有组件。

下面是scan方法的源代码：

private void scan(String... basePackages) { if (ObjectUtils.isEmpty(basePackages)) { return; } ClassPathScanningCandidateComponentProvider scanner = new ClassPathScanningCandidateComponentProvider( this.includeFilters, this.excludeFilters, this.resourceLoader); scanner.setResourceLoader(this.resourceLoader); scanner.setEnvironment(this.environment); scanner.setIncludeAnnotationConfig(this.useAnnotatedConfig); scanner.addExcludeFilter(new AbstractTypeHierarchyTraversingFilter(false, false) { @Override protected boolean matchClassName(String className) { return getExcludeClassNames().contains(className); } }); for (String basePackage : basePackages) { scanner.findCandidateComponents(basePackage).forEach(this.componentDefinitions::add); } }

在这个方法中，SpringBoot 会创建一个ClassPathScanningCandidateComponentProvider对象，并使用它来扫描应用程序中的所有组件。这个对象会扫描指定包路径下的所有类，并将它们转换为 Spring 的 Bean 定义。这些 Bean 定义将被注册到应用程序上下文中。

自动配置应用程序环境

在上一步中，SpringBoot将应用程序中的所有组件注册到应用程序上下文中。在这一步中，SpringBoot将自动配置应用程序环境，包括配置数据源、事务管理器、JPA等。

这个步骤的源代码在SpringApplication类中的configureEnvironment方法中。在这个方法中，Spring Boot会创建一个SpringApplicationRunListeners对象，并使用它来配置应用程序环境。

下面是configureEnvironment方法的源代码：

private void configureEnvironment(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) { if (this.addCommandLineProperties) { ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args); environment.getPropertySources().addLast(new CommandLinePropertySource(applicationArguments)); } this.listeners.environmentPrepared(environment); if (this.logStartupInfo) { this.logStartupInfo(environment); } ConfigurationPropertySources.attach(environment); Binder.get(environment).bind(ConfigurationPropertyName.EMPTY, Bindable.ofInstance(this.sources)); if (!this.isCustomEnvironment) { EnvironmentConverter.configureEnvironment(environment, this.deduceEnvironmentClass()); } this.listeners.environmentPrepared(environment); }

在这个方法中，SpringBoot 会创建一个ApplicationArguments对象，并将其转换为一个命令行属性源。然后，它会调用listeners中的environmentPrepared方法来通知应用程序环境已经准备好了。随后，SpringBoot 会绑定属性源到应用程序环境中，并调用listeners中的environmentPrepared方法来通知应用程序环境已经准备好了。

启动嵌入式Web服务器

在上一步中，SpringBoot 将应用程序环境自动配置完成。在这一步中，SpringBoot 将启动嵌入式Web服务器，以便应用程序能够提供 Web 服务。

这个步骤的源代码在SpringApplication类中的run方法中。具体来说，在这个方法中，SpringBoot 会根据应用程序类型（Servlet或Reactive）选择合适的嵌入式Web服务器，并使用它来启动应用程序。

下面是run方法的源代码：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) { StopWatch stopWatch = new StopWatch(); stopWatch.start(); ConfigurableApplicationContext context = null; Collection exceptionReporters = new ArrayList<>(); configureHeadlessProperty(); SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args); listeners.starting(); try { ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args); ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments); configureIgnoreBeanInfo(environment); Banner printedBanner = printBanner(environment); context = createApplicationContext(); exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances( SpringBootExceptionReporter.class, new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context); prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); refreshContext(context); afterRefresh(context, applicationArguments); stopWatch.stop(); if (this.logStartupInfo) { new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch); } listeners.started(context); callRunners(context, applicationArguments); } catch (Throwable ex) { handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners); throw new IllegalStateException(ex); } try { listeners.running(context); } catch (Throwable ex) { handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null); throw new IllegalStateException(ex); } return context; }

在这个方法中，SpringBoot 会使用一个StopWatch对象来计算应用程序启动时间。然后，它会调用listeners中的starting方法来通知应用程序即将启动。接着，SpringBoot 会准备应用程序环境，并使用它来创建应用程序上下文。随后，SpringBoot 会调用listeners中的started方法来通知应用程序已经启动。最后，SpringBoot 会调用callRunners方法来运行所有的CommandLineRunner和ApplicationRunner组件。