跟我学springboot第一讲-应用启动流程总体分析

SpringBoot的出现，极大简化了基于Spring的Java应用的开发，赋予了Spring应用及其丰富的组件。但是越是简单的东西蕴含的风险越大，真正的用好Springboot，需要对它的原理有一定的了解，本文就带着大家认识下它的启动流程。

前言

new SpringApplicationBuilder(SearchBsBootstrap.class).run(args)一行代码，就可以帮你启动一个Springboot应用。

SpingApplication构造函数初始化

SpringBoot初始化入口类是SpringApplication,如下代码已经把核心方法列出，并画出了SpingApplication初始化的时序图。

public class SpringApplication {
  //类加载器，一般情况下不需要指定
  private ResourceLoader resourceLoader;
  //主资源
  private Set<Class<?>> primarySources;
  //SpringBoot应用的类型
  private WebApplicationType webApplicationType;
  //加载的ApplicationContextInitializer实例
  private List<ApplicationContextInitializer<?>> initializers;
  //加载的ApplicationListener实例
  private List<ApplicationListener<?>> listeners;
  //执行类，即带有main方法的类
  private Class<?> mainApplicationClass;
  
  public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
    //第一步，设置类加载器
		this.resourceLoader = resourceLoader;
		Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
    //第二步，设置主资源类，即@Configuration类
		this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
    //第三步，推断SpringBoot应用类型
		this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
    //第四步，初始化所有ApplicationContextInitializer实例
		setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
    //第五步，初始化所有ApplicationListener实例
		setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    //第六步，推断主执行类
		this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
	}

  private <T> Collection<T> getSpringFactoriesInstances(Class<T> type, Class<?>[] parameterTypes, Object... args) {
      //第一步，获取ClassLoader
      ClassLoader classLoader = getClassLoader();
      //第二步，传入要加载的工厂类型和类加载器，返回要实例化的类
      Set<String> names = new LinkedHashSet<>(SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader));
      //第三步实例化类
      List<T> instances = createSpringFactoriesInstances(type, parameterTypes, classLoader, args, names);
    	//对实例进行排序，Order越小优先级越高
      AnnotationAwareOrderComparator.sort(instances);
      return instances;
    }

}

SpringApplication实例化时序图所示。

SpringApplication加载时序图

判定SpringBoot应用类型

SpringBoot共定义了三种类型，NONE，SERVLET，REACTIVE。

NONE: 不是web应用也不能运行在嵌入式web服务器中。不包含javax.servlet.Servlet或者不包含org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext，就是NONE应用，注意两者缺一不可
SERVLET: 是一个基于servlet的web应用，也可以运行在嵌入式web服务器中。
REACTIVE: 是一个反应式web应用，也可以运行在嵌入式反应式web服务器中。包含org.springframework.web.reactive.DispatcherHandler，不包含org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet和org.glassfish.jersey.servlet.ServletContainer，则是REACTIVE应用。

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;
	}

加载ApplicationContextInitializer和ApplicationListener

SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames方法负责通过spring.factories，获取ApplicationContextInitializer和ApplicationListener的类的集合。如下是SringBoot下的spring.factories的示例。经过转化，配置文件变成了Properties，key和value都是一一对应配置文件的。举个例子key=org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader,value={org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader}

Set<String> names = new LinkedHashSet<>(SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader))最终返回ApplicationContextInitializer的子类。

类列表返回之后，调用createSpringFactoriesInstances(type, parameterTypes, classLoader, args, names)对子类进行实例化。最终被放入到SpringApplication类的成员变量中private List<ApplicationContextInitializer<?>> initializers。

# PropertySource Loaders
org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=\
org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,\
org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader

# Run Listeners
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=\
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener

# Error Reporters
org.springframework.boot.SpringBootExceptionReporter=\
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzers

# Application Context Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.context.ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.web.context.ServerPortInfoApplicationContextInitializer

SpingApplication#run()

图中是SpringApplication Run的总体示意图。具体的启动流程可以参见此图。此图创意来自SpringBoot 应用程序启动过程探秘。

springBoot应用run示意图

Spring应用在启动过程中，存在七个阶段，对应SpringApplicationRunListener接口中的7个方法，每一个阶段完成以后，他们就负责发送通知，具体实现类EventPublishingRunListener。

ApplicationStartingEvent：starting函数触发
ApplicationEnvironmentPreparedEvent：environmentPrepared方法触发，携带ConfigurableEnvironment对象
ApplicationContextInitializedEvent：contextPrepared方法触发，携带ConfigurableApplicationContext对象
ApplicationPreparedEvent：contextLoaded方法触发，携带ConfigurableApplicationContext对象
ApplicationStartedEvent：started 方法触发，携带ConfigurableApplicationContext对象
ApplicationReadyEvent：runing方法触发，携带ConfigurableApplicationContext对象
ApplicationFailedEvent：failed方法触发，携带ConfigurableApplicationContext对象

SpringApplicationRunListener的唯一实现类EventPublishingRunListener，内部使用了事件多播器SimpleApplicationEventMulticaster来管理多个事件监听器（Listener）,使得每一个事件都可以被相关的Listener监听到，具体的Listener是SpringApplication的成员变量private List<ApplicationListener<?>> listeners，它是在SpringApplication构造函数初始化的时候设置的。

public interface SpringApplicationRunListener {
	void starting();
	void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment);
	void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context);
	void contextLoaded(ConfigurableApplicationContext context);
	void started(ConfigurableApplicationContext context);
	void running(ConfigurableApplicationContext context);
	void failed(ConfigurableApplicationContext context, Throwable exception);
}

public class EventPublishingRunListener implements SpringApplicationRunListener, Ordered {
	private final SpringApplication application;
	private final String[] args;
	private final SimpleApplicationEventMulticaster initialMulticaster;
}