源碼版本

作者Spring Boot是基于2.4.0贵涵。每個(gè)版本有些變化列肢，讀者盡量和我保持一致，以防源碼有些出入宾茂。

從哪入手瓷马？

相信很多人嘗試讀過(guò)Spring Boot的源碼，但是始終沒(méi)有找到合適的方法跨晴。那是因?yàn)槟銓?duì)Spring Boot的各個(gè)組件欧聘、機(jī)制不是很了解，研究起來(lái)就像大海撈針端盆。

至于從哪入手不是很簡(jiǎn)單的問(wèn)題嗎怀骤，當(dāng)然主啟動(dòng)類了费封，即是標(biāo)注著@SpringBootApplication注解并且有著main()方法的類，如下一段代碼：

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

話不多說(shuō)蒋伦，DEBUG伺候弓摘，別怕，搞它........

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源碼如何切分痕届？

SpringApplication中的靜態(tài)run()方法并不是一步完成的韧献，最終執(zhí)行的源碼如下：

//org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {
  return new SpringApplication(primarySources).run(args);
 }

很顯然分為兩個(gè)步驟，分別是創(chuàng)建SpringApplication和執(zhí)行run()方法爷抓，下面將分為這兩個(gè)部分介紹势决。

如何創(chuàng)建SpringApplication？

創(chuàng)建即是new對(duì)象了蓝撇，DEBUG跟進(jìn)代碼果复，最終執(zhí)行的SpringApplication構(gòu)造方法如下圖：

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如上圖中標(biāo)注的注釋，創(chuàng)建過(guò)程重用的其實(shí)分為②渤昌、③虽抄、④這三個(gè)階段，下面將會(huì)一一介紹每個(gè)階段做了什么事独柑。

設(shè)置應(yīng)用類型

這個(gè)過(guò)程非常重要迈窟，直接決定了項(xiàng)目的類型，應(yīng)用類型分為三種忌栅，都在WebApplicationType這個(gè)枚舉類中车酣，如下：

1. NONE：顧名思義，什么都沒(méi)有索绪，正常流程走湖员，不額外的啟動(dòng)web容器，比如Tomcat瑞驱。
2. SERVLET：基于servlet的web程序娘摔，需要啟動(dòng)內(nèi)嵌的servletweb容器，比如Tomcat唤反。
3. REACTIVE：基于reactive的web程序凳寺，需要啟動(dòng)內(nèi)嵌reactiveweb容器，作者不是很了解彤侍，不便多說(shuō)肠缨。

判斷的依據(jù)很簡(jiǎn)單，就是加載對(duì)應(yīng)的類拥刻，比如加載了DispatcherServlet等則會(huì)判斷是Servlet的web程序怜瞒。源碼如下：

static WebApplicationType deduceFromClasspath() {
  if (ClassUtils.isPresent(WEBFLUX_INDICATOR_CLASS, null) && !ClassUtils.isPresent(WEBMVC_INDICATOR_CLASS, null)
    && !ClassUtils.isPresent(JERSEY_INDICATOR_CLASS, null)) {
   return WebApplicationType.REACTIVE;
  }
  for (String className : SERVLET_INDICATOR_CLASSES) {
   if (!ClassUtils.isPresent(className, null)) {
    return WebApplicationType.NONE;
   }
  }
  return WebApplicationType.SERVLET;
 }

這里我引入了spring-boot-starter-web,肯定是Servlet的web程序。

設(shè)置初始化器(Initializer)

初始化器ApplicationContextInitializer是個(gè)好東西，用于IOC容器刷新之前初始化一些組件吴汪，比如ServletContextApplicationContextInitializer惠窄。

那么如何獲取初始化器呢？跟著上圖中的代碼進(jìn)入漾橙，在SpringApplication中的如下圖中的方法：

image

相對(duì)重要的就是第一步獲取初始化器的名稱了杆融，這個(gè)肯定是全類名了，詳細(xì)源碼肯定在loadFactoryNames()方法中了霜运，跟著源碼進(jìn)入脾歇，最終調(diào)用的是#SpringFactoriesLoader.loadSpringFactories()方法。

loadSpringFactories()方法就不再詳細(xì)解釋了淘捡，其實(shí)就是從類路徑META-INF/spring.factories中加載ApplicationContextInitializer的值藕各。

在spring-boot-autoconfigure的spring.factories文件中的值如下圖：

image

上圖中的只是一部分初始化器，因?yàn)?code>spring.factories文件不止一個(gè)焦除。

下圖中是我的demo中注入的初始化器激况，現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目中并不止這些。

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這也告訴我們自定義一個(gè)ApplicationContextInitializer只需要實(shí)現(xiàn)接口膘魄，在spring.factories文件中設(shè)置即可乌逐。

設(shè)置監(jiān)聽(tīng)器(Listener)

監(jiān)聽(tīng)器（ApplicationListener）這個(gè)概念在Spring中就已經(jīng)存在，主要用于監(jiān)聽(tīng)特定的事件(ApplicationEvent)创葡，比如IOC容器刷新浙踢、容器關(guān)閉等。

Spring Boot擴(kuò)展了ApplicationEvent構(gòu)建了SpringApplicationEvent這個(gè)抽象類灿渴，主要用于Spring Boot啟動(dòng)過(guò)程中觸發(fā)的事件洛波，比如程序啟動(dòng)中、程序啟動(dòng)完成等骚露。如下圖：

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監(jiān)聽(tīng)器如何獲确芩辍？從源碼中知道其實(shí)和初始化器(ApplicationContextInitializer)執(zhí)行的是同一個(gè)方法荸百，同樣是從META-INF/spring.factories文件中獲取。

在spring-boot-autoconfigure的spring.factories文件中的值如下圖：

image

spring.factories文件不止一個(gè)滨攻，同樣監(jiān)聽(tīng)器也不止以上這些够话。

作者demo中注入的一些監(jiān)聽(tīng)器如下圖：

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總結(jié)

SpringApplication的構(gòu)建都是為了run()方法啟動(dòng)做鋪墊，構(gòu)造方法中總共就有幾行代碼光绕，最重要的部分就是設(shè)置應(yīng)用類型女嘲、設(shè)置初始化器、設(shè)置監(jiān)聽(tīng)器诞帐。

「注意」：初始化器和這里的監(jiān)聽(tīng)器都要放置在spring.factories文件中才能在這一步驟加載欣尼，否則不會(huì)生效，因此此時(shí)IOC容器還未創(chuàng)建，即使將其注入到IOC容器中也是不會(huì)生效的愕鼓。

作者簡(jiǎn)單的畫(huà)了張執(zhí)行流程圖钙态，僅供參考，如下：

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執(zhí)行run()方法

上面分析了SpringApplication的構(gòu)建過(guò)程菇晃，一切都做好了鋪墊册倒，現(xiàn)在到了啟動(dòng)的過(guò)程了。

作者根據(jù)源碼將啟動(dòng)過(guò)程分為了「8步」磺送，下面將會(huì)一一介紹驻子。

1. 獲取、啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程監(jiān)聽(tīng)器

SpringApplicationRunListener這個(gè)監(jiān)聽(tīng)器和ApplicationListener不同估灿，它是用來(lái)監(jiān)聽(tīng)?wèi)?yīng)用程序啟動(dòng)過(guò)程的崇呵，接口的各個(gè)方法含義如下：

public interface SpringApplicationRunListener {

    // 在run()方法開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，該方法就立即被調(diào)用馅袁，可用于在初始化最早期時(shí)做一些工作
    void starting();
    // 當(dāng)environment構(gòu)建完成域慷，ApplicationContext創(chuàng)建之前，該方法被調(diào)用
    void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment);
    // 當(dāng)ApplicationContext構(gòu)建完成時(shí)司顿，該方法被調(diào)用
    void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context);
    // 在ApplicationContext完成加載芒粹，但沒(méi)有被刷新前，該方法被調(diào)用
    void contextLoaded(ConfigurableApplicationContext context);
    // 在ApplicationContext刷新并啟動(dòng)后大溜，CommandLineRunners和ApplicationRunner未被調(diào)用前化漆，該方法被調(diào)用
    void started(ConfigurableApplicationContext context);
    // 在run()方法執(zhí)行完成前該方法被調(diào)用
    void running(ConfigurableApplicationContext context);
    // 當(dāng)應(yīng)用運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)該方法被調(diào)用
    void failed(ConfigurableApplicationContext context, Throwable exception);
}

如何獲取運(yùn)行監(jiān)聽(tīng)器？

在SpringApplication#run()方法中钦奋，源碼如下：

//從spring.factories中獲取監(jiān)聽(tīng)器
SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);

跟進(jìn)getRunListeners()方法座云，其實(shí)還是調(diào)用了loadFactoryNames()方法從spring.factories文件中獲取值，如下：

org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=\
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener

最終注入的是EventPublishingRunListener這個(gè)實(shí)現(xiàn)類付材，創(chuàng)建實(shí)例過(guò)程肯定是通過(guò)反射了朦拖，因此我們看看它的構(gòu)造方法，如下圖：

image

這個(gè)運(yùn)行監(jiān)聽(tīng)器內(nèi)部有一個(gè)事件廣播器(SimpleApplicationEventMulticaster)厌衔，主要用來(lái)廣播特定的事件(SpringApplicationEvent)來(lái)觸發(fā)特定的監(jiān)聽(tīng)器ApplicationListener璧帝。

EventPublishingRunListener中的每個(gè)方法用來(lái)觸發(fā)SpringApplicationEvent中的不同子類。

如何啟動(dòng)運(yùn)行監(jiān)聽(tīng)器富寿？

在SpringApplication#run()方法中睬隶，源碼如下：

//執(zhí)行starting()方法
listeners.starting(bootstrapContext, this.mainApplicationClass);

執(zhí)行SpringApplicationRunListeners的starting()方法，跟進(jìn)去其實(shí)很簡(jiǎn)單页徐，遍歷執(zhí)行上面獲取的運(yùn)行監(jiān)聽(tīng)器苏潜，這里只有一個(gè)EventPublishingRunListener。因此執(zhí)行的是它的starting()方法变勇，源碼如下圖：

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上述源碼中邏輯很簡(jiǎn)單恤左，其實(shí)只是執(zhí)行了multicastEvent()方法，廣播了ApplicationStartingEvent事件。至于multicastEvent()內(nèi)部方法感興趣的可以看看飞袋，其實(shí)就是遍歷ApplicationListener的實(shí)現(xiàn)類戳气，找到監(jiān)聽(tīng)ApplicationStartingEvent這個(gè)事件的監(jiān)聽(tīng)器，執(zhí)行onApplicationEvent()方法授嘀。

總結(jié)

這一步其實(shí)就是廣播了ApplicationStartingEvent事件來(lái)觸發(fā)監(jiān)聽(tīng)這個(gè)事件的ApplicationListener物咳。

因此如果自定義了ApplicationListener并且監(jiān)聽(tīng)了ApplicationStartingEvent（應(yīng)用程序開(kāi)始啟動(dòng)）事件，則這個(gè)監(jiān)聽(tīng)器將會(huì)被觸發(fā)蹄皱。

2. 環(huán)境構(gòu)建

這一步主要用于加載系統(tǒng)配置以及用戶的自定義配置(application.properties)览闰，源碼如下，在run()方法中：

ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments);

prepareEnvironment方法內(nèi)部廣播了ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件巷折，源碼如下圖：

image

環(huán)境構(gòu)建這一步加載了系統(tǒng)環(huán)境配置压鉴、用戶自定義配置并且廣播了ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，觸發(fā)監(jiān)聽(tīng)器锻拘。

3. 創(chuàng)建IOC容器

源碼在run()方法中油吭，如下：

context = createApplicationContext();

跟進(jìn)代碼，真正執(zhí)行的是ApplicationContextFactory方法署拟，如下圖：

image

根據(jù)webApplicationType決定創(chuàng)建的類型婉宰，很顯然，我這里的是servlet推穷，因此創(chuàng)建的是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext心包。

這一步僅僅是創(chuàng)建了IOC容器，未有其他操作馒铃。

4. IOC容器的前置處理

這一步真是精華了蟹腾，在刷新容器之前做準(zhǔn)備，其中有一個(gè)非常關(guān)鍵的操作：將啟動(dòng)類注入容器区宇，為后續(xù)的自動(dòng)化配置奠定基礎(chǔ)娃殖。源碼如下：

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

prepareContext()源碼解析如下圖，內(nèi)容還是挺多的：

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從上圖可以看出步驟很多议谷，下面將會(huì)詳細(xì)介紹幾個(gè)重點(diǎn)的內(nèi)容炉爆。

調(diào)用初始化器

在SpringApplication構(gòu)建過(guò)程中設(shè)置的初始化器，從spring.factories取值的卧晓。執(zhí)行的流程很簡(jiǎn)單叶洞，遍歷執(zhí)行，源碼如下圖：

image

將自定義的ApplicationContextInitializer放在META-INF/spring.factories中禀崖，在此時(shí)也是會(huì)被調(diào)用。

加載啟動(dòng)類螟炫，注入容器

這一步是將主啟動(dòng)類加載到IOC容器中波附，作為后續(xù)自動(dòng)配置的入口。

在SpringApplication構(gòu)建過(guò)程中將主啟動(dòng)類放置在primarySources這個(gè)集合中，此時(shí)的getAllSources()即是從其中取值掸屡，如下圖：

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這里取出的就是主啟動(dòng)類封寞，當(dāng)然你的項(xiàng)目中可能不止一個(gè)，接下來(lái)就是將其加載到IOC容器中了仅财，源碼如下：

load(context, sources.toArray(new Object[0]));

跟著代碼進(jìn)去狈究，其實(shí)主要邏輯都在BeanDefinitionLoader.load()方法，如下圖：

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將主啟動(dòng)類加載到beanDefinitionMap盏求，后續(xù)該啟動(dòng)類將作為開(kāi)啟自動(dòng)配置化的入口抖锥，后續(xù)章節(jié)詳細(xì)介紹。

兩次廣播事件

這一步涉及到了兩次事件廣播碎罚，分別是ApplicationContextInitializedEvent和ApplicationPreparedEvent磅废，對(duì)應(yīng)的源碼如下：

listeners.contextPrepared(context);
load(context, sources.toArray(new Object[0]));

5. 刷新容器

刷新容器完全是Spring的功能了，比如初始化資源荆烈，初始化上下文廣播器等拯勉，這個(gè)就不再詳細(xì)介紹，有興趣可以看看Spring的源碼憔购。

protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) {
    Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);
    //調(diào)用創(chuàng)建的容器applicationContext中的refresh()方法
    ((AbstractApplicationContext)applicationContext).refresh();
}
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        /**
         * 刷新上下文環(huán)境
         */
        prepareRefresh();

        /**
         * 初始化BeanFactory宫峦，解析XML，相當(dāng)于之前的XmlBeanFactory的操作玫鸟，
         */
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

        /**
         * 為上下文準(zhǔn)備BeanFactory导绷，即對(duì)BeanFactory的各種功能進(jìn)行填充，如常用的注解@Autowired @Qualifier等
         * 添加ApplicationContextAwareProcessor處理器
         * 在依賴注入忽略實(shí)現(xiàn)*Aware的接口鞋邑，如EnvironmentAware诵次、ApplicationEventPublisherAware等
         * 注冊(cè)依賴，如一個(gè)bean的屬性中含有ApplicationEventPublisher(beanFactory)枚碗，則會(huì)將beanFactory的實(shí)例注入進(jìn)去
         */
        prepareBeanFactory(beanFactory);

        try {
            /**
             * 提供子類覆蓋的額外處理逾一，即子類處理自定義的BeanFactoryPostProcess
             */
            postProcessBeanFactory(beanFactory);

            /**
             * 激活各種BeanFactory處理器,包括BeanDefinitionRegistryBeanFactoryPostProcessor和普通的BeanFactoryPostProcessor
             * 執(zhí)行對(duì)應(yīng)的postProcessBeanDefinitionRegistry方法 和  postProcessBeanFactory方法
             */
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

            /**
             * 注冊(cè)攔截Bean創(chuàng)建的Bean處理器，即注冊(cè)BeanPostProcessor肮雨，不是BeanFactoryPostProcessor遵堵，注意兩者的區(qū)別
             * 注意，這里僅僅是注冊(cè)怨规，并不會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的方法陌宿，將在bean的實(shí)例化時(shí)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的方法
             */
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);

            /**
             * 初始化上下文中的資源文件，如國(guó)際化文件的處理等
             */
            initMessageSource();

            /**
             * 初始化上下文事件廣播器波丰，并放入applicatioEventMulticaster,如ApplicationEventPublisher
             */
            initApplicationEventMulticaster();

            /**
             * 給子類擴(kuò)展初始化其他Bean
             */
            onRefresh();

            /**
             * 在所有bean中查找listener bean壳坪，然后注冊(cè)到廣播器中
             */
            registerListeners();

            /**
             * 設(shè)置轉(zhuǎn)換器
             * 注冊(cè)一個(gè)默認(rèn)的屬性值解析器
             * 凍結(jié)所有的bean定義，說(shuō)明注冊(cè)的bean定義將不能被修改或進(jìn)一步的處理
             * 初始化剩余的非惰性的bean掰烟，即初始化非延遲加載的bean
             */
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            /**
             * 通過(guò)spring的事件發(fā)布機(jī)制發(fā)布ContextRefreshedEvent事件爽蝴，以保證對(duì)應(yīng)的監(jiān)聽(tīng)器做進(jìn)一步的處理
             * 即對(duì)那種在spring啟動(dòng)后需要處理的一些類沐批，這些類實(shí)現(xiàn)了ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>，
             * 這里就是要觸發(fā)這些類的執(zhí)行(執(zhí)行onApplicationEvent方法)
             * 另外蝎亚，spring的內(nèi)置Event有ContextClosedEvent九孩、ContextRefreshedEvent、ContextStartedEvent发框、ContextStoppedEvent躺彬、RequestHandleEvent
             * 完成初始化，通知生命周期處理器lifeCycleProcessor刷新過(guò)程梅惯，同時(shí)發(fā)出ContextRefreshEvent通知其他人
             */
            finishRefresh();
        }

        finally {

            resetCommonCaches();
        }
    }
}

6. IOC容器的后置處理

一個(gè)擴(kuò)展方法宪拥，源碼如下：

afterRefresh(context, applicationArguments);

默認(rèn)為空，如果有自定義需求可以重寫(xiě)个唧，比如打印一些啟動(dòng)結(jié)束日志等江解。

7. 發(fā)出結(jié)束執(zhí)行的事件

同樣是EventPublishingRunListener這個(gè)監(jiān)聽(tīng)器，廣播ApplicationStartedEvent事件徙歼。

但是這里廣播事件和前幾次不同犁河，并不是廣播給SpringApplication中的監(jiān)聽(tīng)器（在構(gòu)建過(guò)程中從spring.factories文件獲取的監(jiān)聽(tīng)器）。因此在IOC容器中注入的監(jiān)聽(tīng)器（使用@Component等方式注入的）也能夠生效魄梯。前面幾個(gè)事件只有在spring.factories文件中設(shè)置的監(jiān)聽(tīng)器才會(huì)生效桨螺。

跟著代碼進(jìn)入，可以看到started()方法源碼如下：

image

這里并沒(méi)有用事件廣播器SimpleApplicationEventMulticaster廣播事件酿秸，而是使用ConfigurableApplicationContext直接在IOC容器中發(fā)布事件豆胸。

8. 執(zhí)行Runners

Spring Boot 提供了兩種Runner讓我們定制一些額外的操作瘾英，分別是CommandLineRunner和ApplicationRunner，關(guān)于這兩個(gè)的區(qū)別，后面文章詳細(xì)介紹擅编。

調(diào)用的源碼如下：

callRunners(context, applicationArguments);

跟進(jìn)代碼藏否，其實(shí)真正調(diào)執(zhí)行的是如下方法：

image

邏輯很簡(jiǎn)單期吓，從IOC容器中獲取苛白，遍歷調(diào)用。

總結(jié)

Spring Boot 啟動(dòng)流程相對(duì)簡(jiǎn)單些退客，作者將其細(xì)分了以上八個(gè)步驟骏融，希望能夠幫助讀者理解，流程圖如下：

image

總結(jié)

Spring Boot啟動(dòng)流程就介紹到這里了萌狂，需要重點(diǎn)理解run()方法執(zhí)行的八個(gè)步驟以及事件档玻、初始化器、監(jiān)聽(tīng)器等組件的執(zhí)行時(shí)間點(diǎn)茫藏。

作者：熬夜不加班
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