首先貼一張很不錯(cuò)的圖，SpringBoot啟動結(jié)構(gòu)圖石窑，圖片出自SpringBoot啟動流程解析牌芋。
本文的分析基于Spring Boot 2.1.5，非Spring的代碼只有下面這個(gè)啟動main函數(shù)：

@SpringBootApplication
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication application = new SpringApplication(AppServer.class);
        application.run(args);
    }
}

構(gòu)造函數(shù)

SpringApplication的構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化了 初始化上下文的各種接口--ApplicationContextInitializer以及監(jiān)聽器--ApplicationListener松逊，要注意的是這里的實(shí)例化姜贡，并不像平時(shí)的Spring Components一樣通過注解和掃包完成，而是通過一種不依賴Spring上下文的加載方法棺棵，這樣才能在Spring完成啟動前做各種配置楼咳。Spring的解決方法是以接口的全限定名作為key，實(shí)現(xiàn)類的全限定名作為value記錄在項(xiàng)目的META-INF/spring.factories文件中烛恤，然后通過SpringFactoriesLoader工具類提供靜態(tài)方法進(jìn)行類加載并緩存下來母怜，spring.factories是Spring Boot的核心配置文件，后面會繼續(xù)說明缚柏。另外比較有意思的是兩個(gè)deduce方法苹熏，Spring Boot項(xiàng)目主要的目標(biāo)之一就是自動化配置，通過這兩個(gè)deduce方法可以看出币喧，Spring Boot的判斷方法之一是檢查系統(tǒng)中是否存在的核心類轨域。

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
    this.resourceLoader = resourceLoader;
    Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
    this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
    this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();//通過核心類判斷是否開啟、開啟什么web容器
    //實(shí)例化初始器
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
    //實(shí)例化監(jiān)聽器
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}

Run

初始化完成之后就進(jìn)到了run方法杀餐，run方法完成了所有Spring的整個(gè)啟動過程：準(zhǔn)備Environment——發(fā)布事件——?jiǎng)?chuàng)建上下文干发、bean——刷新上下文——結(jié)束，其中穿插了很多監(jiān)聽器的動作史翘，并且很多邏輯都是靠各種監(jiān)聽器的實(shí)現(xiàn)類執(zhí)行的枉长，所以在分析run方法之前，先看下各種核心監(jiān)聽器琼讽、接口的作用必峰。

ConfigurableApplicationContext

不得不說，用IDEA分析源碼真的很方便钻蹬，直接生成接口的UML類圖：

ConfigurableApplicationContext.png

• EnvironmentCapable
  提供Environment接口肖油。
• MessageSource
  國際化資源接口。
• ApplicationEventPublisher
  事件發(fā)布器臂港。
• ResourcePatternResolver
  資源加載器森枪。
• HierarchicalBeanFactory、ListableBeanFactory
  這兩個(gè)都繼承了bean容器的根接口BeanFactory审孽，具體在另一篇博客Spring的bean工廠分析分析县袱。

ConfigurableEnvironment

一般在寫業(yè)務(wù)代碼時(shí)使用的都是只讀類型的接口Environment，該接口是對運(yùn)行程序環(huán)境的抽象佑力，是保存系統(tǒng)配置的中心式散，而在啟動過程中使用的則是可編輯的ConfigurableEnvironment。接口的UML類圖如下搓萧，提供了合并父環(huán)境杂数、添加active profile以及一些設(shè)置解析配置文件方式的接口宛畦。
其中一個(gè)比較重要的方法MutablePropertySources getPropertySources();瘸洛，該方法返回一個(gè)可編輯的PropertySources，如果有在啟動階段自定義環(huán)境的PropertySources的需求次和，就可以通過該方法設(shè)置反肋。

ConfigurableEnvironment.png

EventPublishingRunListener

EventPublishingRunListener.png

該監(jiān)聽器實(shí)際上是一個(gè)用于廣播Spring事件的廣播器，實(shí)現(xiàn)SpringApplicationRunListener接口的方法都是包裝一個(gè)Spring事件并進(jìn)行廣播踏施，例如：

@Override
public void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context) {
    this.initialMulticaster.multicastEvent(new ApplicationContextInitializedEvent(this.application, this.args, context));
}
@Override
public void running(ConfigurableApplicationContext context) {
    context.publishEvent(new ApplicationReadyEvent(this.application, this.args, context));
}

可以看到有兩種廣播方式石蔗，一種是當(dāng)Spring還在啟動的時(shí)候，通過監(jiān)聽器內(nèi)部的SimpleApplicationEventMulticaster廣播器進(jìn)行廣播畅形；一種是當(dāng)Spring啟動完成內(nèi)部的廣播器可用時(shí)养距，直接調(diào)用上下文提供的接口進(jìn)行廣播。

繼續(xù)分析Run

了解了一些核心的接口后日熬，就可以啟動Debug模式運(yùn)行Run方法了棍厌，由于涉及的方法調(diào)用很多，以下代碼將拆分源碼，并將方法簽名記在前面耘纱。
首先開啟了一個(gè)秒表用來統(tǒng)計(jì)啟動時(shí)間并在日志打泳炊恰（如果開啟控制字），聲明了一些在后面需要用到的變量束析，然后開始初始化SpringApplicationRunListener類型的監(jiān)聽器艳馒，SpringApplicationRunListeners對監(jiān)聽器List進(jìn)行了封裝，例如調(diào)用.starting()時(shí)會遍歷內(nèi)部所有監(jiān)聽器調(diào)用其.starting()方法员寇。

public ConfigurableApplicationContext run(String... args){
    StopWatch stopWatch = new StopWatch();
    stopWatch.start();
    ConfigurableApplicationContext context = null;
    Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
    configureHeadlessProperty();//開啟設(shè)置弄慰，讓系統(tǒng)模擬不存在io設(shè)備，略蝶锋。曹动。
    SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);//初始化監(jiān)聽器
    listeners.starting();
    ...

private SpringApplicationRunListeners getRunListeners(String[] args) {
    Class<?>[] types = new Class<?>[] { SpringApplication.class, String[].class };//SpringApplicationRunListener的構(gòu)造函數(shù)參數(shù)類型
    return new SpringApplicationRunListeners(logger, getSpringFactoriesInstances(SpringApplicationRunListener.class, types, this, args));
}

private <T> Collection<T> getSpringFactoriesInstances(Class<T> type, Class<?>[] parameterTypes, Object... args) {
    ClassLoader classLoader = getClassLoader();//從當(dāng)前線程獲取類加載器
    //Spring的類加載工具會從注冊文件META-INF/spring.factories用指定的類加載器加載類，這里返回相應(yīng)類型的實(shí)現(xiàn)類全限定名
    Set<String> names = new LinkedHashSet<>(SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader));
    List<T> instances = createSpringFactoriesInstances(type, parameterTypes, classLoader, args, names);//實(shí)例化
    //Spring的排序工具牲览，對繼承了Ordered接口或者@Priority標(biāo)記的類進(jìn)行排序
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(instances);
    return instances;
}

調(diào)試發(fā)現(xiàn)墓陈，注冊為SpringApplicationRunListener的實(shí)現(xiàn)類只有EventPublishingRunListener，之前說過該注冊器是一個(gè)用于廣播Spring事件的廣播器第献，進(jìn)到構(gòu)造函數(shù)中可以看到都有哪些監(jiān)聽器被綁定到了這個(gè)廣播器中贡必，這里每個(gè)監(jiān)聽器的作用就不再深入了，需要說的是庸毫，如果在項(xiàng)目中有什么需要集成到Spring的框架仔拟，可以注冊SpringApplicationRunListener\ApplicationListener的實(shí)現(xiàn)類，監(jiān)聽Spring的不同啟動事件并執(zhí)行集成的邏輯飒赃。當(dāng)然也有別的方法利花，例如：Creating a Custom Starter with Spring Boot。

EventPublishingRunListener構(gòu)造函數(shù).png

繼續(xù)往下看run方法载佳，這里重點(diǎn)是準(zhǔn)備Environment的邏輯炒事。首先Spring會根據(jù)web容器的類型新建一個(gè)ConfigurableEnvironment，不同的web容器類型的Environment會重載customizePropertySources方法蔫慧，該方法會注入不同的propertySources挠乳，例如如果開啟內(nèi)嵌的Servlet容器，就會注入servlet context init params等相關(guān)的參數(shù)姑躲。接下來會對新建的Environment執(zhí)行配置寫入的邏輯睡扬，主要是把main方法中設(shè)置到SpringApplication的參數(shù)寫入到Environment中，然后發(fā)布ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件黍析，做一些綁定后返回Environment卖怜。吐槽下Spring對Environment的處理這塊的代碼寫得很深?yuàn)W，看不懂~

try {
    ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);//封裝main方法的參數(shù)
    //初始化填充Environment的參數(shù)
    ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,applicationArguments);
    configureIgnoreBeanInfo(environment);//設(shè)置獲取BeanInfo的一個(gè)參數(shù)阐枣，有興趣的可以去了解下Introspector.getBeanInfo(Class<?> beanClass, int flags)這個(gè)方法
    ...

private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments) {
    //新建\獲取當(dāng)前Environment實(shí)例
    ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();
    configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());//配置參數(shù)
    listeners.environmentPrepared(environment);//發(fā)布事件
    bindToSpringApplication(environment);//綁定"spring.main"為當(dāng)前的application马靠，做SpEL用
    if (!this.isCustomEnvironment) {//轉(zhuǎn)換environment的類型牍戚，但這里應(yīng)該類型和deduce的相同不用轉(zhuǎn)換
        environment = new EnvironmentConverter(getClassLoader()).convertEnvironmentIfNecessary(environment, deduceEnvironmentClass());
    }
    //將現(xiàn)有的配置封裝成ConfigurationPropertySourcesPropertySource，看起來是為了做SpEL的虑粥，看不懂~
    ConfigurationPropertySources.attach(environment);
    return environment;
}
protected void configureEnvironment(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) {
    if (this.addConversionService) {//默認(rèn)開啟如孝，會注入一組轉(zhuǎn)換工具，例如StringToDurationConverter
        ConversionService conversionService = ApplicationConversionService.getSharedInstance();
        environment.setConversionService(ConfigurableConversionService) conversionService);
    }
    configurePropertySources(environment, args);//如果main啟動時(shí)設(shè)置了默認(rèn)參數(shù)或者有命令行參數(shù)娩贷，則寫入到environment中
    configureProfiles(environment, args);//如果main啟動時(shí)設(shè)置了profile第晰，則寫入到environment的ActiveProfiles中
}

繼續(xù)往下看run方法，這里會創(chuàng)建Spring的上下文實(shí)例彬祖，詳情請看另一篇博客Spring Boot Context分析茁瘦，簡而言之就是根據(jù)Web容器類型的不同來創(chuàng)建不用的上下文實(shí)例。

Banner printedBanner = printBanner(environment);//打應(yīng)標(biāo)語
context = createApplicationContext();//創(chuàng)建上下文實(shí)例
//異常播報(bào)器储笑，默認(rèn)有org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzers
exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class, new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
...

繼續(xù)往下看run方法甜熔，接下來是對剛創(chuàng)建的上下文完成加載。加載過程先填充Environment以及設(shè)置的參數(shù)突倍，然后執(zhí)行注冊到spring.factories的ApplicationContextInitializer切面腔稀，如果自己實(shí)現(xiàn)切面的話要注意這時(shí)context已經(jīng)有的信息是什么。接著發(fā)布ApplicationContextInitializedEvent事件羽历，然后加載bean焊虏，最后發(fā)布ApplicationPreparedEvent事件。

prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,printedBanner);
...

private void prepareContext(ConfigurableApplicationContext context, ConfigurableEnvironment environment, SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
    context.setEnvironment(environment);
    //如果application有設(shè)置beanNameGenerator秕磷、resourceLoader就將其注入到上下文中诵闭，并將轉(zhuǎn)換工具也注入到上下文中
    postProcessApplicationContext(context);
    applyInitializers(context);//調(diào)用初始化的切面
    listeners.contextPrepared(context);//發(fā)布ApplicationContextInitializedEvent事件
    if (this.logStartupInfo) {//日志
        logStartupInfo(context.getParent() == null);
        logStartupProfileInfo(context);
    }
    // Add boot specific singleton beans
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
    beanFactory.registerSingleton("springApplicationArguments", applicationArguments);//注入main方法的參數(shù)
    if (printedBanner != null) {
        beanFactory.registerSingleton("springBootBanner", printedBanner);
    }
    if (beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory) {
        //如果bean名相同的話是否允許覆蓋，默認(rèn)為false澎嚣，相同會拋出異常
        ((DefaultListableBeanFactory) beanFactory).setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding);
    }
    // 這里獲取到的是BootstrapImportSelectorConfiguration這個(gè)class疏尿，而不是自己寫的啟動來，這個(gè)class是在之前注冊的BootstrapApplicationListener的監(jiān)聽方法中注入的
    Set<Object> sources = getAllSources();
    Assert.notEmpty(sources, "Sources must not be empty");
    load(context, sources.toArray(new Object[0]));//加載sources 到上下文中
    listeners.contextLoaded(context);//發(fā)布ApplicationPreparedEvent事件
}

回到run方法易桃，在實(shí)例化上下文并完成相關(guān)配置后褥琐，會刷新上下文。

refreshContext(context);
...

AbstractApplicationContext

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        //記錄啟動時(shí)間颈抚、狀態(tài)踩衩，web容器初始化其property，復(fù)制listener
        prepareRefresh();
        //這里返回的是context的BeanFactory
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        //beanFactory注入一些標(biāo)準(zhǔn)組件贩汉，例如ApplicationContextAwareProcessor，ClassLoader等
        prepareBeanFactory(beanFactory);
        try {
            //給實(shí)現(xiàn)類留的一個(gè)鉤子锚赤，例如注入BeanPostProcessors匹舞，這里是個(gè)空方法
            postProcessBeanFactory(beanFactory);

            // 調(diào)用切面方法
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

            // 注冊切面bean
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);

            // Initialize message source for this context.
            initMessageSource();

            // bean工廠注冊一個(gè)key為applicationEventMulticaster的廣播器
            initApplicationEventMulticaster();

            // 給實(shí)現(xiàn)類留的一鉤子，可以執(zhí)行其他refresh的工作线脚，這里是個(gè)空方法
            onRefresh();

            // 將listener注冊到廣播器中
            registerListeners();

            // 實(shí)例化未實(shí)例化的bean
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            // 清理緩存赐稽，注入DefaultLifecycleProcessor叫榕，發(fā)布ContextRefreshedEvent
            finishRefresh();
        }

        catch (BeansException ex) {
            if (logger.isWarnEnabled()) {
                logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
                        "cancelling refresh attempt: " + ex);
            }

            // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
            destroyBeans();

            // Reset 'active' flag.
            cancelRefresh(ex);

            // Propagate exception to caller.
            throw ex;
        }

        finally {
            // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
            // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
            resetCommonCaches();
        }
    }
}

回到run方法，最后的邏輯就是發(fā)布啟動完成的事件姊舵，并調(diào)用監(jiān)聽者的方法晰绎。

        ...
        afterRefresh(context, applicationArguments);//給實(shí)現(xiàn)類留的鉤子，這里是一個(gè)空方法括丁。
        stopWatch.stop();
        if (this.logStartupInfo) {
            new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
        }
        listeners.started(context);//發(fā)布ApplicationStartedEvent事件
        callRunners(context, applicationArguments);
    }
    catch (Throwable ex) {
        handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }
    try {
        listeners.running(context);//發(fā)布ApplicationReadyEvent事件
    }
    catch (Throwable ex) {
        handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }
    return context;