Spring Boot 启动原理详解

Spring Boot 的启动是一个复杂的流程，从 Main 方法开始，经过一系列步骤，最终完成 Spring 容器的初始化和应用的运行。以下是启动原理的详细解析：

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1. 运行 Main 方法

• 应用程序的启动始于 Main 方法的执行。
• 在 Main 方法中，创建了一个 SpringApplication 实例，用于引导应用程序的启动。
• 关键操作：
  • 加载 spring.factories 文件，注册监听器、ApplicationContextInitializer 等扩展接口实现。

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2. 运行 run 方法

• 调用 SpringApplication 的 run 方法，是应用程序启动的入口。
• 在这一步中，Spring Boot 会启动 Spring 容器，同时创建内置 Tomcat。
• 关键操作：
  • 读取环境变量。
  • 加载配置文件（如 application.properties 或 application.yml）。
  • 完成其他初始化工作。

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3. 读取和解析配置文件

• Spring Boot 读取并解析环境变量和配置文件（如 application.properties 或 application.yml）。
• 获取应用程序的配置信息，用于后续初始化。

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4. 创建 ApplicationContext

• 根据应用程序的类型创建相应的 ApplicationContext。
  • 对于 Web 应用程序，通常创建的是 ServletWebServerApplicationContext。
• 作用：
  • 提供 Spring 容器，用于管理 Bean 和上下文环境。

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5. 预初始化上下文

• 将启动类作为配置类，读取并注册为 BeanDefinition。
• 关键点：
  • Spring 容器能够识别并处理应用程序的配置。

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6. 调用 refresh 方法

• Spring Boot 调用 refresh 方法加载和初始化 Spring 容器。
• 重要操作：
  • 解析 @Import 注解，加载自动配置类。
  • 创建和注册 BeanDefinition。
  • 完成 Spring 应用上下文的初始化。

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7. 创建内置 Servlet 容器

• 如果应用程序是 Web 应用程序，Spring Boot 会创建内置的 Servlet 容器（如 Tomcat）。
• 作用：
  • 接收和处理 HTTP 请求。
• 特点：
  • 容器自动配置，支持通过配置文件或代码自定义。

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8. 调用监听器和扩展点

• 在整个启动过程中，Spring Boot 会调用监听器和扩展点：
  • 监听器： 处理应用程序启动和关闭事件。
  • 扩展点： 使用 ApplicationContextInitializer 自定义 ApplicationContext 的初始化。
• 作用：
  • 支持应用的扩展和定制。

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9. 源码解析

Main 方法

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

SpringApplication 的构造

public SpringApplication(Class<?>... primarySources) {
    this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
    this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}

调用 run 方法

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    StopWatch stopWatch = new StopWatch();
    stopWatch.start();
    
    ConfigurableApplicationContext context = null;
    try {
        ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
        ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
        Banner printedBanner = printBanner(environment);
        
        context = createApplicationContext();
        prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
        refreshContext(context);
        
        afterRefresh(context, applicationArguments);
        stopWatch.stop();
    } catch (Throwable ex) {
        handleRunFailure(context, ex, listeners);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }
    return context;
}

创建内置 Servlet 容器

protected void onRefresh() {
    super.onRefresh();
    try {
        createWebServer();
    } catch (Throwable ex) {
        throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", ex);
    }
}