概述

原文鏈接：http://tengj.top/2017/03/09/springboot3/

前面幾章我們見識(shí)了SpringBoot為我們做的自動(dòng)配置，確實(shí)方便快捷，但是對(duì)于新手來說，如果不大懂SpringBoot內(nèi)部啟動(dòng)原理，以后難免會(huì)吃虧。
本次我們一起一步步揭開SpringBoot的神秘面紗，讓它不在神秘。

啟動(dòng)原理解析

我們開發(fā)任何一個(gè)Spring Boot項(xiàng)目，都會(huì)用到如下的啟動(dòng)類：

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

從上面代碼可以看出，Annotation定義（@SpringBootApplication）和類定義（SpringApplication.run）最為耀眼，所以要揭開SpringBoot的神秘面紗，我們要從這兩位開始就可以了。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
  ...
}

雖然定義使用了多個(gè)Annotation進(jìn)行了原信息標(biāo)注，但實(shí)際上重要的只有三個(gè)Annotation：

• @Configuration（@SpringBootConfiguration點(diǎn)開查看發(fā)現(xiàn)里面還是應(yīng)用了@Configuration）
• @EnableAutoConfiguration
• @ComponentScan

所以，如果我們使用如下的SpringBoot啟動(dòng)類，整個(gè)SpringBoot應(yīng)用依然可以與之前的啟動(dòng)類功能對(duì)等：

@Configuration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan
public class BootDemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(BootDemoApplication.class, args);
    }
}

每次寫這3個(gè)比較累，所以寫一個(gè)@SpringBootApplication方便點(diǎn)。接下來分別介紹這3個(gè)Annotation

@Configuration

這里的@Configuration對(duì)我們來說不陌生，它就是JavaConfig形式的Spring Ioc容器的配置類使用的那個(gè)@Configuration，SpringBoot社區(qū)推薦使用基于JavaConfig的配置形式，所以，這里的啟動(dòng)類標(biāo)注了@Configuration之后，本身其實(shí)也是一個(gè)IoC容器的配置類。

@ComponentScan

@ComponentScan這個(gè)注解在Spring中很重要，其功能其實(shí)就是自動(dòng)掃描并加載符合條件的組件（比如@Component和@Repository等）或者bean定義，最終將這些bean定義加載到IoC容器中。
我們可以通過basePackages等屬性來細(xì)粒度的定制@ComponentScan自動(dòng)掃描的范圍，如果不指定，則默認(rèn)Spring框架實(shí)現(xiàn)會(huì)從聲明@ComponentScan所在類的package進(jìn)行掃描。
注：所以SpringBoot的啟動(dòng)類最好是放在root package下，因?yàn)槟J(rèn)不指定basePackages

@ EnableAutoConfiguration

個(gè)人感覺@EnableAutoConfiguration這個(gè)Annotation最為重要，所以放在最后來解讀。
大家是否還記得Spring框架提供的各種名字為@Enable開頭的Annotation定義？比如@EnableScheduling、@EnableCaching、@EnableMBeanExport等。
@EnableAutoConfiguration的理念和做事方式其實(shí)一脈相承，簡(jiǎn)單概括一下就是，借助@Import的支持，收集和注冊(cè)特定場(chǎng)景相關(guān)的bean定義。

• @EnableScheduling是通過@Import將Spring調(diào)度框架相關(guān)的bean定義都加載到IoC容器
• @EnableMBeanExport是通過@Import將JMX相關(guān)的bean定義加載到IoC容器

而@EnableAutoConfiguration也是借助@Import的幫助，將所有符合自動(dòng)配置條件的bean定義加載到IoC容器，僅此而已！
@EnableAutoConfiguration作為一個(gè)復(fù)合Annotation,其自身定義關(guān)鍵信息如下：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
  ...
}

其中，最關(guān)鍵的要屬@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)，借助AutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以幫助SpringBoot應(yīng)用將所有符合條件的@Configuration配置都加載到當(dāng)前SpringBoot創(chuàng)建并使用的IoC容器，就像一只“八爪魚”一樣！

/**
 * Return the auto-configuration class names that should be considered. By default
 * this method will load candidates using {@link SpringFactoriesLoader} with
 * {@link #getSpringFactoriesLoaderFactoryClass()}.
 * @param metadata the source metadata
 * @param attributes the {@link #getAttributes(AnnotationMetadata) annotation
 * attributes}
 * @return a list of candidate configurations
 */
protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader());
    Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you "
            + "are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
    return configurations;
}

/**
 * Return the class used by {@link SpringFactoriesLoader} to load configuration
 * candidates.
 * @return the factory class
 */
protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() {
    return EnableAutoConfiguration.class;
}

借助于Spring框架原有的一個(gè)工具類：SpringFactoriesLoader的支持，@EnableAutoConfiguration可以智能的自動(dòng)配置功效才得以大功告成

自動(dòng)配置幕后英雄：SpringFactoriesLoader詳解

SpringFactoriesLoader屬于Spring框架私有的一種擴(kuò)展方案，其主要功能就是從指定的配置文件META-INF/spring.factories加載配置。
配合@EnableAutoConfiguration使用的話，它更多是提供一種配置查找的功能支持，即根據(jù)@EnableAutoConfiguration的完整類名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration作為查找的Key，獲取對(duì)應(yīng)的一組@Configuration類

上圖就是從SpringBoot的autoconfigure依賴包中的META-INF/spring.factories配置文件中摘錄的一段內(nèi)容，可以很好地說明問題。
所以，@EnableAutoConfiguration自動(dòng)配置的魔法騎士就變成了：從classpath中搜尋所有的META-INF/spring.factories配置文件，并將其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableutoConfiguration對(duì)應(yīng)的配置項(xiàng)通過反射（Java Refletion）實(shí)例化為對(duì)應(yīng)的標(biāo)注了@Configuration的JavaConfig形式的IoC容器配置類，然后匯總為一個(gè)并加載到IoC容器。

深入探索SpringApplication執(zhí)行流程

1）如果我們使用的是SpringApplication的靜態(tài)run方法，那么，這個(gè)方法里面首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)SpringApplication對(duì)象實(shí)例，然后調(diào)用這個(gè)創(chuàng)建好的SpringApplication的實(shí)例方法。在SpringApplication實(shí)例初始化的時(shí)候，它會(huì)提前做幾件事情：

• 根據(jù)classpath里面是否存在某個(gè)特征類（org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext）來決定是否應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)為Web應(yīng)用使用的ApplicationContext類型
• 使用SpringFactoriesLoader在應(yīng)用的classpath中查找并加載所有可用的ApplicationContextInitializer
• 使用SpringFactoriesLoader在應(yīng)用的classpath中查找并加載所有可用的ApplicationListener
• 推斷并設(shè)置main方法的定義類

2）SpringApplication實(shí)例初始化完成并且完成設(shè)置后，就開始執(zhí)行run方法的邏輯了，方法執(zhí)行伊始，首先遍歷執(zhí)行所有通過SpringFactoriesLoader可以查找到并加載的SpringApplicationRunListener。調(diào)用它們的started()方法，告訴這些SpringApplicationRunListener，“嘿，SpringBoot應(yīng)用要開始執(zhí)行咯！”。

3）創(chuàng)建并配置當(dāng)前Spring Boot應(yīng)用將要使用的Environment（包括配置要使用的PropertySource以及Profile）。

4）遍歷調(diào)用所有SpringApplicationRunListener的environmentPrepared()的方法，告訴他們：“當(dāng)前SpringBoot應(yīng)用使用的Environment準(zhǔn)備好了咯！”。

5）如果SpringApplication的showBanner屬性被設(shè)置為true，則打印banner。

6）根據(jù)用戶是否明確設(shè)置了applicationContextClass類型以及初始化階段的推斷結(jié)果，決定該為當(dāng)前SpringBoot應(yīng)用創(chuàng)建什么類型的ApplicationContext并創(chuàng)建完成，然后根據(jù)條件決定是否添加ShutdownHook，決定是否使用自定義的BeanNameGenerator，決定是否使用自定義的ResourceLoader，當(dāng)然，最重要的，將之前準(zhǔn)備好的Environment設(shè)置給創(chuàng)建好的ApplicationContext使用。

7）ApplicationContext創(chuàng)建好之后，SpringApplication會(huì)再次借助Spring-FactoriesLoader，查找并加載classpath中所有可用的ApplicationContext-Initializer，然后遍歷調(diào)用這些ApplicationContextInitializer的initialize（applicationContext）方法來對(duì)已經(jīng)創(chuàng)建好的ApplicationContext進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

8）遍歷調(diào)用所有SpringApplicationRunListener的contextPrepared()方法。

9）最核心的一步，將之前通過@EnableAutoConfiguration獲取的所有配置以及其他形式的IoC容器配置加載到已經(jīng)準(zhǔn)備完畢的ApplicationContext。

10）遍歷調(diào)用所有SpringApplicationRunListener的contextLoaded()方法。

11）調(diào)用ApplicationContext的refresh()方法，完成IoC容器可用的最后一道工序。

12）查找當(dāng)前ApplicationContext中是否注冊(cè)有CommandLineRunner，如果有，則遍歷執(zhí)行它們。

13）正常情況下，遍歷執(zhí)行SpringApplicationRunListener的finished()方法、（如果整個(gè)過程出現(xiàn)異常，則依然調(diào)用所有SpringApplicationRunListener的finished()方法，只不過這種情況下會(huì)將異常信息一并傳入處理）

去除事件通知點(diǎn)后，整個(gè)流程如下：

總結(jié)

到此，SpringBoot的核心組件完成了基本的解析，綜合來看，大部分都是Spring框架背后的一些概念和實(shí)踐方式，SpringBoot只是在這些概念和實(shí)踐上對(duì)特定的場(chǎng)景事先進(jìn)行了固化和升華，而也恰恰是這些固化讓我們開發(fā)基于Sping框架的應(yīng)用更加方便高效。