內(nèi)容簡(jiǎn)介：介紹springboot的啟動(dòng)原理
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背景：SpringBoot?2.4
一、啟動(dòng)文件
SpringBoot是Spring的包裝，通過(guò)自動(dòng)配置使得SpringBoot可以做到開(kāi)箱即用，創(chuàng)建springboot項(xiàng)目之后會(huì)生成xxxApplication.java文件，該文件就是啟動(dòng)文件
run方法就是創(chuàng)建個(gè)spring容器,然后創(chuàng)建個(gè)web容器(tomcat,jetty等)啟動(dòng).
讓我們看到run方法是如何實(shí)現(xiàn)的
又調(diào)用了另一個(gè)run方法
這一步就是創(chuàng)建了SpringApplication對(duì)象并且執(zhí)行了run方法SpringApplication實(shí)例化
?二、SpringApplication實(shí)例化
從上圖SpringApplication實(shí)例化源代碼中可以看出，在SpringApplication實(shí)例初始化的時(shí)候，它主要做這幾件事事情：
? ? (1)-根據(jù)classpath里面是否存在某個(gè)特征類ConfigurableWebApplicationContext來(lái)決定是否應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)為Web應(yīng)用使用的ApplicationContext類型。
? ? (2)-使用SpringFactoriesLoader在應(yīng)用的classpath中查找并加載所有可用的 ApplicationContextInitializer。
? ? (3)-使用SpringFactoriesLoader在應(yīng)用的classpath中查找并加載所有可用的ApplicationListener。
? ? (4)-推斷并設(shè)置main方法的定義類。
下面來(lái)看下具體的代碼。
1-環(huán)境判斷的deduceWebEnvironment()方法：
這里主要是通過(guò)判斷REACTIVE相關(guān)的字節(jié)碼是否存在，如果不存在，則web環(huán)境即為SERVLET類型。這里設(shè)置好web環(huán)境類型，在后面會(huì)根據(jù)類型初始化對(duì)應(yīng)環(huán)境。
2-加載文件getSpringFactoriesInstances方法：
getSpringFactoriesInstances方法會(huì)加載META-INF/spring.factories文件，spring.factories文件中的默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)類，此處涉及兩個(gè)類ApplicationListeners和ApplicationContextInitializer。
????(1) ApplicationListener可以監(jiān)聽(tīng)某個(gè)事件event，通過(guò)實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，傳入一個(gè)泛型事件，在run方法中就可以監(jiān)聽(tīng)這個(gè)事件，從而做出一定的邏輯
????(2)ApplicationContextInitializer是spring組件spring-context組件中的一個(gè)接口，主要是spring ioc容器刷新之前的一個(gè)回調(diào)接口，用于處理自定義邏輯。
?二、SpringApplication.run方法
Spring Boot應(yīng)用的整個(gè)啟動(dòng)流程都封裝在SpringApplication.run方法中，本質(zhì)上其實(shí)就是在spring的基礎(chǔ)之上做了封裝，做了大量的擴(kuò)張。我們看下其源碼
該方法中實(shí)現(xiàn)了如下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：
?? ?1.創(chuàng)建了應(yīng)用的監(jiān)聽(tīng)器SpringApplicationRunListeners并開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)
????2.加載SpringBoot配置環(huán)境(ConfigurableEnvironment)，
????3.根據(jù)是否是web項(xiàng)目，來(lái)創(chuàng)建不同的ApplicationContext容器
????4.實(shí)例化SpringBootExceptionReporter.class，用來(lái)支持報(bào)告關(guān)于啟動(dòng)的錯(cuò)誤，
? 5.準(zhǔn)備容器prepareContext方法將listeners、environment、banner、applicationArguments等重要組件與上下文對(duì)象關(guān)聯(lián)
? ?6.刷新容器，refreshContext(context)方法(初始化方法如下)將是實(shí)現(xiàn)spring-boot-starter-*(mybatis、redis等)自動(dòng)化配置的關(guān)鍵，包括spring.factories的加載，bean的實(shí)例化等核心工作。
????7.刷新容器后的擴(kuò)展接口
????回顧整體流程，Springboot的啟動(dòng)，主要?jiǎng)?chuàng)建了配置環(huán)境(environment)、事件監(jiān)聽(tīng)(listeners)、應(yīng)用上下文(applicationContext)，并基于以上條件，在容器中開(kāi)始實(shí)例化我們需要的Bean，至此，通過(guò)SpringBoot啟動(dòng)的程序已經(jīng)構(gòu)造完成，接下來(lái)我們來(lái)探討具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
（一）獲取并開(kāi)啟監(jiān)聽(tīng)器
1-獲取監(jiān)聽(tīng)器getRunListeners方法：
這個(gè)方法就是去拿到所有的SpringApplicationRunListener實(shí)現(xiàn)類，用于SpringBoot事件發(fā)布的，啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)先加載spring會(huì)加載所有jar包下的META-INF/spring.factories,然后緩存起來(lái)
1.1-其中用到了getSpringFactoriesInstances方法:
該方法是獲取spring.factories對(duì)應(yīng)的監(jiān)聽(tīng)器，其在SpringApplication的構(gòu)造方法中調(diào)用了兩次，分別用來(lái)設(shè)置屬性List<ApplicationContextInitializer<?>> initializers和List<ApplicationListener<?>> listeners。getSpringFactoriesInstances在第一次被調(diào)用時(shí)會(huì)將類路徑下所有的META-INF/spring.factories的文件中的屬性進(jìn)行加載并緩存到SpringFactoriesLoader的緩存cache中，下次被調(diào)用的時(shí)候就直接從SpringFactoriesLoader的cache中取數(shù)據(jù)了。這次就是從SpringFactoriesLoader的cache中取SpringApplicationRunListener類型的類（全限定名），然后實(shí)例化后返回。我們來(lái)跟下這次getSpringFactoriesInstances獲取的的內(nèi)容
我們進(jìn)去看一下getSpringFactoriesInstances方法
1.2-上面通過(guò)反射獲取實(shí)例時(shí)會(huì)觸發(fā)EventPublishingRunListener的構(gòu)造函數(shù)：
1.3重點(diǎn)來(lái)看一下其中的addApplicationListener方法：
EventPublishingRunListener的構(gòu)造方法中，構(gòu)造了一個(gè)SimpleApplicationEventMulticaster對(duì)象，并將SpringApplication的listeners中的全部listener賦值到SimpleApplicationEventMulticaster對(duì)象的屬性defaultRetriever（類型是ListenerRetriever）的applicationListeners集合中，繼承關(guān)系為：
2-啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)器starting方法
進(jìn)入starting方法，可以看出它對(duì)監(jiān)聽(tīng)器進(jìn)行了遍歷
2-1進(jìn)去listener.starting方法，
獲取的監(jiān)聽(tīng)器為EventPublishingRunListener，從名字可以看出是啟動(dòng)事件發(fā)布監(jiān)聽(tīng)器，主要用來(lái)發(fā)布啟動(dòng)事件。
從上圖可以看出構(gòu)建了一個(gè)ApplicationStartingEvent事件，并將其發(fā)布出去，其中調(diào)用了resolveDefaultEventType方法，該方法返回了一個(gè)封裝了事件的默認(rèn)類型（ApplicationStartingEvent）的ResolvableType對(duì)象。我們接著往下看，看看這個(gè)發(fā)布過(guò)程做了些什么。
2-2 multicastEvent方法
這里會(huì)根據(jù)事件類型ApplicationStartingEvent遍歷getApplicationListeners(event, type)獲取對(duì)應(yīng)的監(jiān)聽(tīng)器，在容器啟動(dòng)之后執(zhí)行響應(yīng)的動(dòng)作，對(duì)每個(gè)listener進(jìn)行invokeListener(listener, event)。
2-2-1getApplicationListeners方法
其作用是：返回與給定事件類型匹配的ApplicationListeners集合，非匹配的偵聽(tīng)器會(huì)被提前排除；允許根據(jù)緩存的匹配結(jié)果來(lái)返回。
getApplicationListeners方法主要以下3點(diǎn)：
緩存retrieverCache、retrieveApplicationListeners以及retrieveApplicationListeners中調(diào)用的supportsEvent方法。流程是這樣的：
? ?(1)緩存中是否有匹配的結(jié)果，有則返回
???(2)若緩存中沒(méi)有匹配的結(jié)果，則從this.defaultRetriever.applicationListeners中過(guò)濾，這個(gè)this表示的EventPublishingRunListener對(duì)象的屬性initialMulticaster（即SimpleApplicationEventMulticaster對(duì)象，而defaultRetriever.applicationListeners的值也是在EventPublishingRunListener構(gòu)造方法中初始化的）
?(3)過(guò)濾過(guò)程，遍歷defaultRetriever.applicationListeners集合，從中找出ApplicationStartingEvent匹配的listener，具體的匹配規(guī)則需要看各個(gè)listener的supportsEventType方法（有兩個(gè)重載的方法）
? (4)將過(guò)濾的結(jié)果緩存到retrieverCache
? (5)將過(guò)濾出的結(jié)果返回回去
過(guò)濾出的listener對(duì)象有以下幾種
2-2-2 invokeListener方法
其作用是：使用給定的事件調(diào)用給定的監(jiān)聽(tīng)器
2-3 onApplicationEvent方法
getApplicationListeners方法過(guò)濾出的監(jiān)聽(tīng)器都會(huì)被調(diào)用，過(guò)濾出來(lái)的監(jiān)聽(tīng)器包括LoggingApplicationListener、LiquibaseServiceLocatorApplicationListener、BackgroundPreinitializer、EnableEncryptablePropertiesBeanFactoryPostProcessor、DelegatingApplicationListener、五種類型的對(duì)象。這五個(gè)對(duì)象的onApplicationEvent都會(huì)被調(diào)用。根據(jù)發(fā)布的事件類型從上述監(jiān)聽(tīng)器中選擇對(duì)應(yīng)的監(jiān)聽(tīng)器進(jìn)行事件發(fā)布，這里選了一個(gè) springBoot 的日志監(jiān)聽(tīng)器來(lái)進(jìn)行講解，核心代碼如下：
包含以下五種情況
????(1)在springboot啟動(dòng)的時(shí)候
????(2)springboot的Environment環(huán)境準(zhǔn)備完成的時(shí)候
????(3)在springboot容器的環(huán)境設(shè)置完成以后
????(4)容器關(guān)閉的時(shí)候
????(5)容器啟動(dòng)失敗的時(shí)候
（二）環(huán)境準(zhǔn)備prepareEnvironment方法
2-1 getOrCreateEnvironment方法
前面已經(jīng)提到，environment已經(jīng)被設(shè)置了servlet類型，所以這里創(chuàng)建的是環(huán)境對(duì)象是StandardServletEnvironment。
在返回return new StandardServletEnvironment();對(duì)象的時(shí)候，會(huì)完成一系列初始化動(dòng)作，主要就是將運(yùn)行機(jī)器的系統(tǒng)變量和環(huán)境變量，加入到其父類AbstractEnvironment定義的對(duì)象MutablePropertySources中，MutablePropertySources對(duì)象中定義了一個(gè)屬性集合：private final List<PropertySource<?>> propertySourceList = new CopyOnWriteArrayList<PropertySource<?>>();
執(zhí)行到這里，系統(tǒng)變量和環(huán)境變量已經(jīng)被載入到配置文件的集合中，接下來(lái)就行解析項(xiàng)目中的配置文件。
2-2 listeners.environmentPrepared方法
進(jìn)入該方法
這里是第二次發(fā)布事件：系統(tǒng)環(huán)境初始化完成的事件。發(fā)布事件的流程上面已經(jīng)講過(guò)了，這里不在贅述。
(三)創(chuàng)建容器createApplicationContext方法
進(jìn)入該方法
上面可以看出，這里創(chuàng)建容器的類型 還是根據(jù)webApplicationType進(jìn)行判斷的，前文已經(jīng)講述了該變量如何賦值的過(guò)程。因?yàn)樵擃愋蜑镾ERVLET類型，所以該容器的名稱為AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
依賴關(guān)系如下圖所示。
（四）準(zhǔn)備容器prepareContext
這一步主要是在容器刷新之前的準(zhǔn)備動(dòng)作。包含一個(gè)非常關(guān)鍵的操作：將啟動(dòng)類注入容器，為后續(xù)開(kāi)啟自動(dòng)化配置奠定基礎(chǔ).
4-1postProcessApplicationContext方法
容器的post處理,子類可以根據(jù)需要申請(qǐng)額外處理。
這里默認(rèn)不執(zhí)行任何邏輯，因?yàn)閎eanNameGenerator和resourceLoader默認(rèn)為空。之所以這樣做，是springBoot留給我們的擴(kuò)展處理方式，類似于這樣的擴(kuò)展，spring中也有很多。
4-2applyInitializers方法
將ApplicationContextInitializer應(yīng)用到上下文
在 applyInitializers 中遍歷調(diào)用每一個(gè)被加載的 ApplicationContextInitializer 的? initialize(context);? 方法，并將 ConfigurableApplicationContext 的實(shí)例傳遞給 initialize 方法。
4-3 listeners.contextPrepared(context)
通知監(jiān)聽(tīng)器，上下文準(zhǔn)備好了，調(diào)用EventPublishingRunListener的contextPrepared，發(fā)現(xiàn)其是空實(shí)現(xiàn)，也就是相當(dāng)于啥事也沒(méi)做。
4-4 load加載啟動(dòng)類
這里會(huì)將我們的啟動(dòng)類加載spring容器beanDefinitionMap中，為后續(xù)springBoot 自動(dòng)化配置奠定基礎(chǔ)，springBoot為我們提供的各種注解配置也與此有關(guān)。
需要注意的是，springBoot2會(huì)優(yōu)先選擇groovy加載方式，找不到再選用java方式?；蛟Sgroovy動(dòng)態(tài)加載class文件的性能更勝一籌
4-5 listeners.contextLoaded(context)
通知監(jiān)聽(tīng)器，容器已準(zhǔn)備就緒
（五）刷新容器refreshContext(context)
執(zhí)行到這里，springBoot相關(guān)的處理工作已經(jīng)結(jié)束，接下的工作就交給了spring。
實(shí)際上Tomcat的啟動(dòng)也是在refresh流程中，這個(gè)方法其中一步是調(diào)用了onRefresh方法，在Spring中這是一個(gè)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的模板方法，而SpringBoot就通過(guò)這個(gè)方法完成了Tomcat的啟動(dòng)：
這里首先拿到TomcatServletWebServerFactory對(duì)象，通過(guò)該對(duì)象再去創(chuàng)建和啟動(dòng)Tomcat：
一路跟進(jìn)去，refresh方法在spring整個(gè)源碼體系中舉足輕重，是實(shí)現(xiàn) ioc 和 aop的關(guān)鍵。上述流程，不是一篇博文能夠展示清楚的，所以這里暫時(shí)不做展開(kāi)。后續(xù)會(huì)有詳細(xì)的介紹。
（六）刷新容器后的擴(kuò)展接口refreshContext
擴(kuò)展接口，設(shè)計(jì)模式中的模板方法，默認(rèn)為空實(shí)現(xiàn)。如果有自定義需求，可以重寫(xiě)該方法。比如打印一些啟動(dòng)結(jié)束log，或者一些其它后置處理。
至此springBoot2啟動(dòng)流程到這里就結(jié)束了，引用一張流程圖。
上圖為SpringBoot啟動(dòng)結(jié)構(gòu)圖，我們發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)流程主要分為三個(gè)部分，第一部分進(jìn)行SpringApplication的初始化模塊，配置一些基本的環(huán)境變量、資源、構(gòu)造器、監(jiān)聽(tīng)器，第二部分實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用具體的啟動(dòng)方案，包括啟動(dòng)流程的監(jiān)聽(tīng)模塊、加載配置環(huán)境模塊、及核心的創(chuàng)建上下文環(huán)境模塊，第三部分是自動(dòng)化配置模塊，該模塊作為springboot自動(dòng)配置核心，
