SpringBoot启动流程

下列源码采用的SpringBoot 2.6.3

启动类

每个SpringBoot项目都有一个启动类，该类用@SpringBootApplication标注着，程序的启动都从这里开始。

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

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {
        return run(new Class[]{primarySource}, args);
    }
// 1-先构建SpringApplication  
// 2-再执行run方法
    public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {
        return (new SpringApplication(primarySources)).run(args);
    }

进到run方法中，可以看到它分为2个部分：

• 执行构造方法-构建SpringApplication
• run方法的执行

创建SpringApplication

在构造SpringApplication时，部分源代码如下

public SpringApplication(Class<?>... primarySources) {
        this((ResourceLoader)null, primarySources);
    }

先传入一个ResourceLoader

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
        this.sources = new LinkedHashSet();
        this.bannerMode = Mode.CONSOLE;
        this.logStartupInfo = true;
        this.addCommandLineProperties = true;
        this.addConversionService = true;
        this.headless = true;
        this.registerShutdownHook = true;
        this.additionalProfiles = Collections.emptySet();
        this.isCustomEnvironment = false;
        this.lazyInitialization = false;
        this.applicationContextFactory = ApplicationContextFactory.DEFAULT;
        this.applicationStartup = ApplicationStartup.DEFAULT;
        this.resourceLoader = resourceLoader;
        Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
        this.primarySources = new LinkedHashSet(Arrays.asList(primarySources));
  // 获取应用类型
        this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
  //初始化引导器 bootstrapRegistryInitializers
        this.bootstrapRegistryInitializers = new ArrayList(this.getSpringFactoriesInstances(BootstrapRegistryInitializer.class));
      //设置初始化器
  this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
        //设置监听器
 this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));//定位主类
        this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
    }

主要完成的任务

在构建过程中，大致完成了如下几件事：

• 设置一些初始值
• 判断是否加载Servlet，来判断是否是Web环境
• 初始化启动引导器bootstrapRegistryInitializers
• 设置初始化器Initializers
• 设置监听器Listeners
• 定位主类(根据main方法所在，找到主类)

初始化引导器、初始化器、监听器都是从META-INF/spring.factories文件中定义的名称去查找

运行SpringApplication

run方法

下列为执行run方法的源码：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
        long startTime = System.nanoTime();
  			// 创建-引导上下文 bootstrapContext
        DefaultBootstrapContext bootstrapContext = this.createBootstrapContext();
  			// 创建配置环境上下文
        ConfigurableApplicationContext context = null;
  			// 进入 headless 模式
        this.configureHeadlessProperty();
  			// 获取所有运行时 监听器 
        SpringApplicationRunListeners listeners = this.getRunListeners(args);
        listeners.starting(bootstrapContext, this.mainApplicationClass);

        try {
          	// 保存命令行传过来的程序参数
            ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
          // 准备环境 environment
            ConfigurableEnvironment environment = this.prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments);
          // 配置 忽略一些bean
            this.configureIgnoreBeanInfo(environment);
          // 打印banner
            Banner printedBanner = this.printBanner(environment);
          	// 创建`IOC`容器
            context = this.createApplicationContext();
          	// 设置一个启动器，设置应用程序启动
            context.setApplicationStartup(this.applicationStartup);
          // 准备IOC容器的基本信息
            this.prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
          // 刷新IOC容器   
          this.refreshContext(context);
          // 执行刷新后的处理
            this.afterRefresh(context, applicationArguments);
            Duration timeTakenToStartup = Duration.ofNanos(System.nanoTime() - startTime);
            if (this.logStartupInfo) {
                (new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)).logStarted(this.getApplicationLog(), timeTakenToStartup);
            }
						// 通知所有的监听器
            listeners.started(context, timeTakenToStartup);
          // 所有Runner 执行run方法，设置初始化数据
            this.callRunners(context, applicationArguments);
        } catch (Throwable var12) {
            this.handleRunFailure(context, var12, listeners);
            throw new IllegalStateException(var12);
        }

        try {
            Duration timeTakenToReady = Duration.ofNanos(System.nanoTime() - startTime);
            listeners.ready(context, timeTakenToReady);
            return context;
        } catch (Throwable var11) {
            this.handleRunFailure(context, var11, (SpringApplicationRunListeners)null);
            throw new IllegalStateException(var11);
        }
    }

流程分析

• 首先记录一个程序开始时间
• 创建引导上下文(bootstrapContext)
  • 之前在构造方法时，创建的BootstrapRegistryInitializer就会被加载，用于完成对引导启动上下文的环境设置
• 创建配置环境上下文(context)
• 让当前应用进入headless模式。
• 获取所有 RunListener（运行监听器）【为了方便所有Listener进行事件感知】
  • 遍历 SpringApplicationRunListener 调用 starting 方法，开始监听

void starting(ConfigurableBootstrapContext bootstrapContext, Class<?> mainApplicationClass) {
        this.doWithListeners("spring.boot.application.starting", (listener) -> {
            listener.starting(bootstrapContext);
        }, (step) -> {
            if (mainApplicationClass != null) {
                step.tag("mainApplicationClass", mainApplicationClass.getName());
            }

        });
    }

• 保存命令行传过来的程序参数（它优先于项目里面的配置），如： java -jar --spring.profiles.active=prod
• 准备环境 prepareEnvironment
  • 创建环境
  • 读取所有的配置源的配置属性值
  • 绑定环境信息
  • 监听器调用 listener.environmentPrepared()；通知所有的监听器当前环境准备完成
  • 绑定当前环境Environment 到SpringApplication上

private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners, DefaultBootstrapContext bootstrapContext, ApplicationArguments applicationArguments) {
        ConfigurableEnvironment environment = this.getOrCreateEnvironment();
        this.configureEnvironment((ConfigurableEnvironment)environment, applicationArguments.getSourceArgs());
        ConfigurationPropertySources.attach((Environment)environment);
        listeners.environmentPrepared(bootstrapContext, (ConfigurableEnvironment)environment);
        DefaultPropertiesPropertySource.moveToEnd((ConfigurableEnvironment)environment);
        Assert.state(!((ConfigurableEnvironment)environment).containsProperty("spring.main.environment-prefix"), "Environment prefix cannot be set via properties.");
        this.bindToSpringApplication((ConfigurableEnvironment)environment);
        if (!this.isCustomEnvironment) {
            environment = this.convertEnvironment((ConfigurableEnvironment)environment);
        }

        ConfigurationPropertySources.attach((Environment)environment);
        return (ConfigurableEnvironment)environment;
    }

• 配置忽略的 bean

• 打印banner

• 根据项目类型（Servlet）创建IOC容器

• 设置一个启动器，应用程序启动

• 配置IOC容器的基本信息 prepareContext()

  • 保存环境信息

  • IOC容器的后置处理流程

  • 应用初始化器；applyInitializers，来对容器进行初始化扩展 (把在构建SpringApplication时，创建的Initializers，全部初始化)

  • 最后所有监听器 加载配置环境上下文 ——listeners.contextLoaded(context);

• 刷新IOC容器，refreshContext()

  • 创建容器中所有组件（涉及容器启动跟自动装配）

• 执行刷新后的操作 afterRefresh()

  • 本身没有内容，是留给用户自定义容器刷新完成后的处理逻辑

• 所有监听器 调用 listeners.started(context); 通知所有的监听器 ioc已经ok

• 调用所有runners；callRunners()

  • 获取容器中的 ApplicationRunner
  • 获取容器中的 CommandLineRunner
  • 合并所有runner并且按照@Order进行排序
  • 遍历所有的runner。调用 run 方法

  Spring中有两种Runner，ApplicationRunner跟CommandLineRunner.它们都是接口

  它的作用是进行一些初始化的操作，比如预先加载并缓存某些数据，读取某些配置等等。

  这两个接口可以在 Spring 的环境下指定一个 Bean 运行（run）某些你想要做的事情，如果你有多个 Bean 进行指定，那么可以通过 Ordered 接口或者 @Order 注解指定执行顺序。

• 所有监听器 listeners.ready(context, timeTakenToReady);告知一切准备就绪，

概要

• 准备一些环境跟配置信息
• 创建启动引导上下文、环境配置上下文
• 启动所有监听器-进行监听
• 准备ioc容器（准备ioc环境，创建ioc容器，最后刷新它）
• 程序中的Runner执行run方法

其中核心的是ioc的加载。

总结

1. 启动SpringBoot应用程序，会先创建SpringApplication对象，在构造方法中进行某些参数的设置、初始化工作，最主要的是判断程序的类型以及初始化启动器和监听器。在这个过程中加载整个应用程序中的spring.factories文件，将文件内容放到缓存对象中，方便后续获取
2. SpringApplication对象创建完成后，执行run()方法，完成程序的启动。该过程中最主要的有两个方法，第一个是prepareContext(),第二个是refreshContext(context)，这两个关键步骤完成了自动装配的核心功能。

• prepareContext()方法中主要完成了上下文对象的初始化操作，一些属性、环境配置的设置。在整个过程中有个非常重要的方法，叫load()，它主要完成了一件事——将当前启动类作为一个beanDefinition注册到registry中,方便后续在进行BeanFactoryPostProcessor调用执行的时候，找到对应的主类，来完成@SpringBootApplication,@EnableåAutoConfiguration等注解的解析工作。
• 在refreshContext()方法中会进行整个容器的刷新，该过程会调用Spring中refresh（）方法，refresh中有13个关键的方法，来完成整个程序的启动。在自动装配过程中，会调用invokeBeanFactoryPostProcessor()方法，主要对ConfigurationClassPostProcessor类的处理，在执行postProcessBeanDefinitionRegistry的时候会解析处理各种注解，包含@PropertySource，@ComponentScan,@ComponentScans,@Bean,@Import等注解。
• 在解析@Import注解的时候，会有一个getImports的方法，从主类开始递归解析注解，把所有包含@Import的注解都解析到，然后在processImport方法中对Import的类进行分类，此处主要识别的时候AutoConfigurationImporSelect归属于ImportSelect的子类，在后续过程中会调用deferredImportSelectorHandler中的process方法，来完成EnableAutoConfiguration的加载。