SpringBoot深入（二）--SpringBoot启动过程分析

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前言

前一篇分析了SpringBoot如何启动以及内置web容器，这篇我们一起看一下SpringBoot的整个启动过程，废话不多说，正文开始。

正文

一、SpringBoot的启动类是**application，以注解@SpringBootApplication注明。

@SpringBootApplication
public class CmsApplication {

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

    }
}

SpringBootApplication注解是@Configuration,@EnableAutoConfiguration,@ComponentScan三个注解的集成，分别表示Springbean的配置bean，开启自动配置spring的上下文，组件扫描的路径，这也是为什么*application.java需要放在根路径的原因，这样@ComponentScan扫描的才是整个项目。

二、该启动类默认只有一个main方法，调用的是SpringApplication.run方法，下面我们来看一下SpringApplication这个类。

public static ConfigurableApplicationContext run(Object source, String... args) {
        return run(new Object[]{source}, args);
    }
...
public static ConfigurableApplicationContext run(Object[] sources, String[] args) {
        return (new SpringApplication(sources)).run(args);//sources为具体的CmsApplication.class类
    }
...

抽出其中两个直接调用的run方法，可以看出静态方法SpringApplication.run最终创建了一个SpringApplication，并运行其中run方法。

查看起构造方法：

public SpringApplication(Object... sources) {
        this.bannerMode = Mode.CONSOLE;
        this.logStartupInfo = true;
        this.addCommandLineProperties = true;
        this.headless = true;
        this.registerShutdownHook = true;
        this.additionalProfiles = new HashSet();
        this.initialize(sources);
    }
...

构造方法设置了基础值后调用initialize方法进行初始化，如下：

private void initialize(Object[] sources) {
        if (sources != null && sources.length > 0) {
            this.sources.addAll(Arrays.asList(sources));
        }
        this.webEnvironment = this.deduceWebEnvironment();
        this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
        this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
        this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
    }
...

初始化方法主要做了几步：
1.将source放入SpringApplication的sources属性中管理，sources是一个LinkedHashSet()，这意味着我们可以同时创建多个自定义不重复的Application，但是目前只有一个。
2.判断是否是web程序(javax.servlet.Servlet和org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext都必须在类加载器中存在)，并设置到webEnvironment属性中。
3.从spring.factories中找出ApplicationContextInitializer并设置到初始化器initializers。
4.从spring.factories中找出ApplicationListener，并实例化后设置到SpringApplication的监听器listeners属性中。这个过程就是找出所有的应用程序事件监听器。
5.找出的main方法的类（这里是CmsApplication），并返回Class对象。

默认情况下，initialize方法从spring.factories文件中找出的key为ApplicationContextInitializer的类有：

org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationContextInitializer
org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer
org.springframework.boot.context.ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer
org.springframework.boot.context.web.ServerPortInfoApplicationContextInitializer
org.springframework.boot.autoconfigure.logging.AutoConfigurationReportLoggingInitializer

key为ApplicationListener的有：

org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener
org.springframework.boot.context.config.AnsiOutputApplicationListener
org.springframework.boot.logging.LoggingApplicationListener
org.springframework.boot.logging.ClasspathLoggingApplicationListener
org.springframework.boot.autoconfigure.BackgroundPreinitializer
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationListener
org.springframework.boot.builder.ParentContextCloserApplicationListener
org.springframework.boot.context.FileEncodingApplicationListener
org.springframework.boot.liquibase.LiquibaseServiceLocatorApplicationListener

三、SpringApplication构造和初始化完成后，便是运行其run方法

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
        StopWatch stopWatch = new StopWatch();// 构造一个任务执行观察器
        stopWatch.start();// 开始执行，记录开始时间
        ConfigurableApplicationContext context = null;
        FailureAnalyzers analyzers = null;
        this.configureHeadlessProperty();
        // 获取SpringApplicationRunListeners，内部只有一个EventPublishingRunListener
        SpringApplicationRunListeners listeners = this.getRunListeners(args);
        // 封装成SpringApplicationEvent事件然后广播出去给SpringApplication中的listeners所监听，启动监听
        listeners.starting();

        try {
            // 构造一个应用程序参数持有类
            ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
            // 加载配置环境
            ConfigurableEnvironment environment = this.prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
            Banner printedBanner = this.printBanner(environment);
            // 创建Spring容器（使用BeanUtils.instantiate）
            context = this.createApplicationContext();
            // 若容器创建失败，分析输出失败原因
            new FailureAnalyzers(context);
            // 设置容器配置环境，监听等
            this.prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
            // 刷新容器
            this.refreshContext(context);
            this.afterRefresh(context, applicationArguments);
            // 广播出ApplicationReadyEvent事件给相应的监听器执行
            listeners.finished(context, (Throwable)null);
            stopWatch.stop();// 执行结束，记录执行时间
            if (this.logStartupInfo) {
                (new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)).logStarted(this.getApplicationLog(), stopWatch);
            }

            return context;// 返回Spring容器
        } catch (Throwable var9) {
            this.handleRunFailure(context, listeners, (FailureAnalyzers)analyzers, var9);
            throw new IllegalStateException(var9);
        }
    }

run方法过程分析如上，该方法几个关键步骤如下：

1.创建了应用的监听器SpringApplicationRunListeners并开始监听

2.加载SpringBoot配置环境(ConfigurableEnvironment)，如果是通过web容器发布，会加载StandardEnvironment，其最终也是继承了ConfigurableEnvironment，类图如下
这里写图片描述
可以看出，*Environment最终都实现了PropertyResolver接口，我们平时通过environment对象获取配置文件中指定Key对应的value方法时，就是调用了propertyResolver接口的getProperty方法。

3.配置环境(Environment)加入到监听器对象中(SpringApplicationRunListeners)

4.创建Spring容器：ConfigurableApplicationContext(应用配置上下文)，我们可以看一下创建方法

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
        Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
        if (contextClass == null) {
            try {
                contextClass = Class.forName(this.webEnvironment ? "org.springframework.boot.context.embedded.AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext" : "org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext");
            } catch (ClassNotFoundException var3) {
                throw new IllegalStateException("Unable create a default ApplicationContext, please specify an ApplicationContextClass", var3);
            }
        }

        return (ConfigurableApplicationContext)BeanUtils.instantiate(contextClass);
    }

方法会先获取显式设置的应用上下文(applicationContextClass)，如果不存在，再加载默认的环境配置（通过是否是web environment判断），默认选择AnnotationConfigApplicationContext注解上下文（通过扫描所有注解类来加载bean），最后通过BeanUtils实例化上下文对象，并返回，ConfigurableApplicationContext类图如下这里写图片描述
主要看其继承的两个方向：
LifeCycle：生命周期类，定义了start启动、stop结束、isRunning是否运行中等生命周期空值方法
ApplicationContext：应用上下文类，其主要继承了beanFactory(bean的工厂类)。

5.回到run方法内，设置容器prepareContext方法，将listeners、environment、applicationArguments、banner等重要组件与上下文对象关联

6.刷新容器，refresh()方法，初始化方法如下：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        Object var1 = this.startupShutdownMonitor;
        synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
            this.prepareRefresh();
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();
            this.prepareBeanFactory(beanFactory);

            try {
                this.postProcessBeanFactory(beanFactory);
                this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
                this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);
                this.initMessageSource();
                this.initApplicationEventMulticaster();
                this.onRefresh();
                this.registerListeners();
                this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
                this.finishRefresh();
            } catch (BeansException var9) {
                if (this.logger.isWarnEnabled()) {
                    this.logger.warn("Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: " + var9);
                }

                this.destroyBeans();
                this.cancelRefresh(var9);
                throw var9;
            } finally {
                this.resetCommonCaches();
            }

        }
    }

refresh()方法做了很多核心工作比如BeanFactory的设置，BeanFactoryPostProcessor接口的执行、BeanPostProcessor接口的执行、自动化配置类的解析、spring.factories的加载、bean的实例化、条件注解的解析、国际化的初始化等等。这部分内容会在之后的文章中分析。

7.广播出ApplicationReadyEvent，执行结束返回ConfigurableApplicationContext。

至此，SpringBoot启动完成，回顾整体流程，Springboot的启动，主要创建了配置环境(environment)、事件监听(listeners)、应用上下文(applicationContext)，并基于以上条件，在容器中开始实例化我们需要的Bean。

参考资料链接
https://www.jianshu.com/p/d51e1896a5f7
https://www.cnblogs.com/trgl/p/7353782.html

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