SpringBoot（二）运行原理探究

我们之前写的HelloSpringBoot，到底是怎么运行的呢，Maven项目，我们一般从 pom.xml文件探究起。

SpringBoot2.3.3版本的官网文档说明：https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/

1、pom.xml

父依赖

其中它主要是依赖一个父项目，主要是管理项目的资源过滤及插件。

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.2.3.RELEASE</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

点进去，发现还有一个父依赖【核心依赖】

<parent>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
  <version>2.3.3.RELEASE</version>
</parent>

这里才是真正管理 SpringBoot 应用里面所有依赖版本的地方，SpringBoot 的版本控制中心。

以后我们导入依赖默认是不需要写版本；但是如果导入的包没有在依赖中管理着就需要手动配置版本了。

启动器 spring-boot-starter

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

springboot-boot-starter-xxx：就是 spring-boot 的场景启动器

spring-boot-starter-web：帮我们导入了web模块正常运行所依赖的组件。

SpringBoot 将所有的功能场景都抽取出来，做成一个个的starter（启动器），只需要在项目中引入这些 starter 即可，所有相关的依赖都会导入进来，我们要用什么功能就导入什么样的场景启动器即可。我们也可以自己自定义 starter。

2、主启动类

默认的主启动类

// @SpringBootApplication 来标注一个主程序类,
// 说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {

   public static void main(String[] args) {
     // 以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
      SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
   }

}

但是一个简单的启动类并不简单，我们来分析一下这些注解都干了什么。

注解结构分析

这里我们展示比较重要的注解。

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在这里插入图片描述
后面有更详细的流程图！

@SpringBootApplication

作用：标注在某个类上说明这个类是SpringBoot的主配置类，SpringBoot 就应该运行这个类的 main 方法来启动 SpringBoot 应用。

进入这个注解：可以看到上面还有很多其他注解！

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(
    excludeFilters = {@Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
public @interface SpringBootApplication {
    // ......
}

@ComponentScan

这个注解在 Spring 中很重要，它对应XML配置中的元素。

作用：自动扫描并加载符合条件的组件或者 bean，将这个 bean 定义加载到 IOC 容器中。

@SpringBootConfiguration

作用：SpringBoot 的配置类，标注在某个类上，表示这是一个SpringBoot的配置类；

我们继续点进去这个注解查看：

// 点进去得到下面的 @Component
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {}

@Component
public @interface Configuration {}

这里的 @Configuration，说明这是一个配置类，配置类就是对应Spring的 xml 配置文件。

里面的 @Component 这就说明，启动类本身也是 Spring 中的一个组件而已，负责启动应用。

我们回到 SpringBootApplication 注解中继续看。

@EnableAutoConfiguration

@EnableAutoConfiguration ：开启自动配置功能

以前我们需要自己配置的东西，而现在 SpringBoot 可以自动帮我们配置。@EnableAutoConfiguration告诉 SpringBoot 开启自动配置功能，这样自动配置才能生效。

点进这个注解继续查看：

@AutoConfigurationPackage ：自动配置包

@Import({Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
}

@Import ：Spring 底层注解 @Import ，给容器中导入一个组件。

Registrar.class 作用：将主启动类的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器。

这个分析完了，退到上一步，继续看。

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) ：给容器导入组件

AutoConfigurationImportSelector ：自动配置导入选择器，那么它会导入哪些组件的选择器呢？我们点击去这个类看源码：
List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);

1、这个类中有一个这样的方法

// 获得候选的配置
protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    //这里的getSpringFactoriesLoaderFactoryClass（）方法
    //返回的就是我们最开始看的启动自动导入配置文件的注解类；EnableAutoConfiguration
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.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;
}

protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() {
  	return EnableAutoConfiguration.class;
}

2、这个方法又调用了 SpringFactoriesLoader 类的静态方法！我们进入SpringFactoriesLoader类loadFactoryNames() 方法

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    String factoryClassName = factoryClass.getName();
    //这里它又调用了 loadSpringFactories 方法
    return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
}

3、我们继续点击查看 loadSpringFactories 方法

private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
    //获得classLoader ， 我们返回可以看到这里得到的就是EnableAutoConfiguration标注的类本身
    MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
    if (result != null) {
        return result;
    } else {
        try {
            //去获取一个资源 "META-INF/spring.factories"
            Enumeration<URL> urls = classLoader != null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
            LinkedMultiValueMap result = new LinkedMultiValueMap();

            //将读取到的资源遍历，封装成为一个Properties
            while(urls.hasMoreElements()) {
                URL url = (URL)urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                Iterator var6 = properties.entrySet().iterator();

                while(var6.hasNext()) {
                    Entry<?, ?> entry = (Entry)var6.next();
                    String factoryClassName = ((String)entry.getKey()).trim();
                    String[] var9 = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue());
                    int var10 = var9.length;

                    for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
                        String factoryName = var9[var11];
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }

            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        } catch (IOException var13) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var13);
        }
    }
}

4、发现一个多次出现的文件：spring.factories，全局搜索它。

spring.factories

我们根据源头打开 spring.factories ，看到了很多自动配置的文件；这就是自动配置根源所在！

在这里插入图片描述

WebMvcAutoConfiguration

我们在上面的自动配置类随便找一个打开看看，比如：WebMvcAutoConfiguration

在这里插入图片描述
可以看到这些一个个的都是 JavaConfig 配置类，而且都注入了一些 Bean，可以找一些自己认识的类，看着熟悉一下！

所以，自动配置真正实现是从 classpath 中搜寻所有的 META-INF/spring.factories 配置文件，并将其中对应的 org.springframework.boot.autoconfigure. 包下的配置项，通过反射实例化为对应标注了 @Configuration的 JavaConfig 形式的 IOC容器配置类，然后将这些都汇总成为一个实例并加载到 IOC容器中。

在这里插入图片描述

结论： springboot 所有自动配置都是在启动的时候扫描并加载：spring.factories 所有的自动配置类都在这里面，但是不一定生效，要判断条件是否成立，只要导入了对应的 start，就有对应的启动器了，有了启动器，我们自动装配就会生效，然后就配置成功。

SpringBoot 在启动的时候，从类路径下的 META-INF/spring.factories 中获取EnableAutoConfiguration 指定的值；
将这些值作为自动配置类导入容器，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作；
以前我们需要自动配置的东西，现在springboot 帮我们做了；
整合 JavaEE，解决方案和自动配置的东西都在 spring-boot-autoconfigure-2.3.3.RELEASE.jar 这个包下；
它会把所有需要导入的组件，以类名的方式返回，这些组件就会被添加到容器；
容器中也会存在非常多的 xxxAutoConfiguration的文件(@Bean)，就是这些类给容器中导入了这个场景需要的所有组件，并自动配置；@Configuration ，JavaConfig。
有了自动配置类，免去了我们手动编写配置文件的工作。

现在大家应该大概的了解了下，SpringBoot的运行原理，后面我们还会深化一次！

run方法流程分析

最初以为就是运行了一个main方法，没有想到却启动一个服务；

@SpringBootApplication
public class SpringbootHelloworldApplication {

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

}

SpringApplication.run分析

分析该方法主要分为两部分，一部分是 SpringApplication 的实例化，二是 run方法的执行；

SpringApplication

这个类主要做了以下四件事：

推断应用的类型是普通的项目还是Web项目
查代并加载所有可用初始化器，设置到initialzers属性中
找出所有的应用程序监听器，设置到llsteners属性中
推断并设置main方法的定义类，找到运行的主类

查看构造器

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 = new HashSet();
        this.isCustomEnvironment = false;
        this.lazyInitialization = false;
        this.resourceLoader = resourceLoader;
        Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
        this.primarySources = new LinkedHashSet(Arrays.asList(primarySources));
        this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
        this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
        this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
        this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
    }

run
在这里插入图片描述

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