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SpringBoot啟動(dòng)過程逐步分析講解

 更新時(shí)間:2023年01月06日 11:16:35   作者:起風(fēng)哥  
這篇文章主要介紹了SpringBoot啟動(dòng)過程的實(shí)現(xiàn),文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)吧

springboot啟動(dòng)是通過一個(gè)main方法啟動(dòng)的,代碼如下

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

從該方法我們一路跟進(jìn)去,進(jìn)入SpringApplication的構(gòu)造函數(shù),我們可以看到如下代碼primarySources,為我們從run方法塞進(jìn)來的主類,而resourceLoader此處為null,是通過構(gòu)造函數(shù)重載進(jìn)來,意味著這里還有其它方式的用法,先繞過。

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
		this.resourceLoader = resourceLoader;
		Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
		this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
		//此處推斷web容器類型是servlet 還是REACTIVE還是啥也不是即當(dāng)前非web容器
		this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
		//此處進(jìn)入springFacories的加載 即SpringFactoriesLoader,不過此處是過濾處所有ApplicationContextInitializer的子類
		setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
				ApplicationContextInitializer.class));
		//從springFactories的緩存中再過濾處	ApplicationListener 的子類	
		setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
		this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
	}

所以我們來看SpringFactoriesLoader中的loadSpringFactories方法,先獲取資源路徑META-INF/spring.factories

private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
		MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
		if (result != null) {
			return result;
		}
		try {
			//classLoader 上一步傳進(jìn)來的為AppClassLoader,如果對classLoader不了解需要去看看java的類加載機(jī)制,以及雙親委托機(jī)制,此處的資源加載也是個(gè)雙親委托機(jī)制。
			//此處如果appclassLoader不為null,那么遍歷遍歷這個(gè)classLoader所加載的包,中是否存在META-INF/spring.factories這個(gè)文件
			//如果存在最終生成一個(gè)集合,然后遍歷集合
			Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
					classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
					ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
			result = new LinkedMultiValueMap<>();
			while (urls.hasMoreElements()) {
				URL url = urls.nextElement();
				//從集合中取出一個(gè)spring.factories文件
				UrlResource resource = new UrlResource(url);
				//讀取對應(yīng)文件內(nèi)容,作為一個(gè)properties對象
				Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
				//解析文件內(nèi)容,并將之放入一個(gè)LinkedMultiValueMap中,key就是spring.factories中等號前面的部分,值是后面部分根據(jù)都好組成的list。并放入緩存?zhèn)溆?,緩存的key為對應(yīng)的classLoader
				for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
					String factoryClassName = ((String) entry.getKey()).trim();
					for (String factoryName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
						result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
					}
				}
			}
			cache.put(classLoader, result);
			return result;
		}
		catch (IOException ex) {
			throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
					FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
		}
	}

以上代碼執(zhí)行完成后形成的內(nèi)容大概是這樣的,key表示factoryClassName

result = new LinkedMultiValueMap<>();
list=new LinkList();
list.add("com.baomidou.mybatisplus.autoconfigure.MybatisPlusAutoConfiguration");
list.add("org.springframework.boot.autoconfigure.amqp.RabbitAutoConfiguration")
result.put("org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration",list);

所以此時(shí)回退到這個(gè)方法setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));

就是從遍歷出來的所有的這些內(nèi)容中獲取出key為org.springframework.context.ApplicationContextInitializer 的集合

設(shè)置該當(dāng)前類的initializers集合,后面的Listeners 集合也是一樣的過程。只不過,后一次獲取是從上一次的緩存中取的。

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
		String factoryClassName = factoryClass.getName();
		return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
	}

設(shè)置完initializer和listener集合后,進(jìn)行主函數(shù)推斷

接著看代碼,此處對主函數(shù)的推斷非常的巧妙,就是利用虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)已被入棧的所有鏈路一路追蹤到方法名為main的函數(shù),然后獲取到他的類名。

private Class<?> deduceMainApplicationClass() {
		try {
			StackTraceElement[] stackTrace = new RuntimeException().getStackTrace();
			for (StackTraceElement stackTraceElement : stackTrace) {
				if ("main".equals(stackTraceElement.getMethodName())) {
					return Class.forName(stackTraceElement.getClassName());
				}
			}
		}
		catch (ClassNotFoundException ex) {
			// Swallow and continue
		}
		return null;
	}

此時(shí)已經(jīng)將SpringApplication 對象new出來了,然后接著執(zhí)行它的run方法,先總結(jié)下以上代碼干了幾個(gè)事情

  • this.primarySources 設(shè)置了主類集合
  • this.webApplicationType 設(shè)置了web容器類型
  • setInitializers 設(shè)置了ApplicationContextInitializer
  • setListeners 設(shè)置了ApplicationListener
  • mainApplicationClass 設(shè)置了入口類
  • 加載并且解析了所有的spring.factories文件并緩存起來,注意此時(shí)只是解析成屬性。

我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象既然已經(jīng)有了this.primarySources 為什么還要來個(gè)mainApplicationClass呢?mainApplicationClass目前看來除了日志打印以及banner之外沒有什么其它作用。

接著看run方法

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
		//計(jì)時(shí)器,不管它
		StopWatch stopWatch = new StopWatch();
		stopWatch.start();
		ConfigurableApplicationContext context = null;
		Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
		//告訴程序當(dāng)前為無頭模式,沒有外設(shè),如果需要調(diào)用外設(shè)接口需要你自己模擬,這些內(nèi)容再awt包中做了,所以你只要告訴它有沒有外設(shè)就可以了
		configureHeadlessProperty();
		//繼續(xù)從spring.factories中獲取對應(yīng)的對象,此時(shí)listeners中有一個(gè)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)EventPublishingRunListener,如有需要這里是可進(jìn)行擴(kuò)展
		SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
		//遍歷所有的listeners并調(diào)用它的starting方法,廣播啟動(dòng)過程中的事件,注意這里是個(gè)廣播器不是監(jiān)聽器,名字有點(diǎn)不好理解,實(shí)現(xiàn)了
		//ApplicationListener的接口就接收到對應(yīng)事件之后執(zhí)行對應(yīng)操作,而我們前面也有設(shè)置了個(gè)listeners集合,為ApplicationListener
		//此處名字起的讓人容易誤解,明明是個(gè)廣播器非要叫RunListener
		listeners.starting();
		try {
			//進(jìn)行控制臺(tái)參數(shù)解析,具體如何解析,此處不展開,后續(xù)對配置文件解析的文章在詳細(xì)介紹
			ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
					args);
			ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
					applicationArguments);
			//此處配置個(gè)內(nèi)省beanInfo時(shí)是否緩存的開關(guān),true就緩存,false,就不緩存		
			configureIgnoreBeanInfo(environment);
			//打印banner,這個(gè)不介紹了比較簡單的東西
			Banner printedBanner = printBanner(environment);
			//此處開始創(chuàng)建容器,根據(jù)給定的容器類型也就是上面獲取到的webApplicationType創(chuàng)建對應(yīng)的容器
			//servlet :org.springframework.boot.web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
			//reactive:org.springframework.boot.web.reactive.context.AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext
			//default:  org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext 非web容器
			context = createApplicationContext();
			//異常解析器,如果出現(xiàn)異常了,會(huì)在被catch起來,然后通過解析器鏈進(jìn)行解析。這個(gè)也是從spring.factories中獲取的
			exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
					SpringBootExceptionReporter.class,
					new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
			//上面創(chuàng)建了容器,這邊對容器做一些初始化操作
			//1、設(shè)置環(huán)境變量env
			//2、執(zhí)行postProcessApplicationContext 準(zhǔn)備beanNameGenerator,resourceLoader,ApplicationConversionService
			//3、調(diào)用前面獲取到的ApplicationContextInitializer
			//4、廣播容器準(zhǔn)備完成事件
			//5、添加了一個(gè)制定的單例就是banner打印用的
			//6、在加載前,設(shè)置是否允許bean被覆蓋屬性,默認(rèn)false
			//7、開始加載,入口為main函數(shù)傳入的primarySources,先創(chuàng)建個(gè)BeanDefinitionLoader,并將第二步準(zhǔn)備的實(shí)例設(shè)置給他,
			//最后由BeanDefinitionLoader.load()承當(dāng)所有的加載動(dòng)作,加載過程也很長,先按下不表。
			//8、廣播容器加載事件
			//到此容器準(zhǔn)備完成		
			prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
					printedBanner);
			//開始執(zhí)行spring的refresh方法,此處不多介紹了
			refreshContext(context);
			//容器refresh完成后留了個(gè)擴(kuò)展,也不知道是不是擴(kuò)展,這個(gè)方法需要去自定義啟動(dòng)類,有點(diǎn)奇怪
			afterRefresh(context, applicationArguments);
			stopWatch.stop();
			if (this.logStartupInfo) {
				new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
						.logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
			}
			//然后廣播啟動(dòng)完成事件
			listeners.started(context);
			//最后執(zhí)行所有的runners,也就是實(shí)現(xiàn)了ApplicationRunner接口的類是最后執(zhí)行,所以此時(shí)你可以做一些其它的動(dòng)作,比如注冊到注冊中心,比如啟動(dòng)netty等等。
			callRunners(context, applicationArguments);
		}
		catch (Throwable ex) {
			handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
			throw new IllegalStateException(ex);
		}
		//在廣播一個(gè)運(yùn)行中的事件
		try {
			listeners.running(context);
		}
		catch (Throwable ex) {
			handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
			throw new IllegalStateException(ex);
		}
		return context;
	}

上述代碼中在prepareContext階段完成了第一階段的beanDefinition注冊,此處僅注冊了第一bean 通過主類傳進(jìn)去的那個(gè)類。之后再refresh階段,通過解析該類進(jìn)行第二輪的beandefinition注冊。這一部分屬于spring-context的內(nèi)容了。

在refresh階段,因?yàn)橹黝愖鳛橐粋€(gè)配置類,自然也是需要進(jìn)行一輪解析的,所以接下來的步驟就是解析@SpringbootApplication,此注解為一個(gè)復(fù)合注解

@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) })

內(nèi)容解析:

  • @SpringBootConfiguration 等同于@Configuration
  • @EnableAutoConfiguration
  @Target(ElementType.TYPE)
  @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  @Documented
  @Inherited
  @AutoConfigurationPackage
  @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
  public @interface EnableAutoConfiguration {

此處導(dǎo)入了一個(gè)AutoConfigurationImportSelector ,同時(shí)還通過@AutoConfigurationPackage導(dǎo)入了一個(gè)AutoConfigurationPackages.Registrar.class

  • 接下來是一個(gè)@ComponentScan注解

而我們知道在spring的配置類(單一類)的解析過程中的順序是

  • 先解析Component系列的注解
  • 再解析@PropertySource
  • 接著解析@ComponentScan與@ComponentScans注解
  • 接著解析@Import
  • 接著解析ImportResource
  • 最后解析@Bean注解

而再Import中又分為幾種類型

  • ImportSelector
  • DeferredImportSelector
  • ImportBeanDefinitionRegistrar
  • 普通的import類

他們的加載順序?yàn)椋胀ǖ念?ndash;>importSelector–deferredImportSelector–>ImportResource–>ImportBeanDefinitionRegistrar

綜上所述spring.factories聲明的配置類看來也不是墊底解析的,所以如果有遇到需要順序的場景可以參照這個(gè)順序來聲明即可。

到此這篇關(guān)于SpringBoot啟動(dòng)過程逐步分析講解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot啟動(dòng)過程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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