从源码角度解析 Springboot 2.6.2 的启动过程

1. 概述

老话说的好：把简单的事情重复做，做到极致，你就成功了。

言归正传，Springboot的启动过程，一直都是面试的高频点，今天我们用当前最新的 Springboot 2.6.2 来聊一聊 Springboot 的启动过程。

2. 工程搭建

2.1 maven 依赖

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.6.2</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

2.2 application.yml 配置文件

server:
  port: 30000

spring:
  application:
    name: my-springboot

2.3 启动类代码

@SpringBootApplication
public class MySpringbootApplication {

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

3. Springboot 的启动主流程

3.1 入口

入口当然就是我们 Springboot 启动类中 main 方法里的这段代码，SpringApplication.run 方法

3.2 初始化 SpringApplication 实例

3.2.1 方法总览

我们进入 SpringApplication.run 这个静态方法

这里调用了 另一个重载的 run 方法，再进

此处会 new 一个 SpringApplication 对象，然后调用这个对象的 run 方法

我们来看一下 SpringApplication 对象实例化时做的事情，这个构造方法调用了另一个重载的构造方法，我们进去看下

3.2.2 

this.resourceLoader = resourceLoader;　　// resourceLoader 属性注入了 null

3.2.3 

this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));　　// 将启动类从数组重新封装成了 Set，注入到 primarySources 属性

3.2.4 

this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();　　// 得到 web应用的类型，这里是 SERVLET

webApplicationType  有三种类型，REACTIVE、SERVLET、NONE

引入 spring-boot-starter-web 包，就是 SERVLET

引入 spring-boot-starter-webflux 包，是 REACTIVE

都没有就是 NONE

3.2.5 

this.bootstrapRegistryInitializers = new ArrayList<>(getSpringFactoriesInstances(BootstrapRegistryInitializer.class));

从 META-INF/spring.factories 文件中得到 key 为 org.springframework.boot.BootstrapRegistryInitializer 的全类名集合，进行实例化，然后注入 bootstrapRegistryInitializers 属性

这里大家先记下 getSpringFactoriesInstances 方法，等下详细介绍

3.2.6

setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));

这一行代码，只是封装了一下，仍然还是调用 getSpringFactoriesInstances 方法，从 META-INF/spring.factories 文件中得到 key 为

org.springframework.context.ApplicationContextInitializer 的全类名集合，进行实例化，然后注入 initializers（初始化器集合） 属性。

3.2.7 

setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));　　// 同理，得到监听器实例的集合，并注入

3.2.8

this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();　　// 获取当前运行的 main 方法所在的类，也就是咱们的主类

3.3 执行 run 方法

3.3.1 方法总览

我们回到这个方法体，进入 run 方法

方法有点长。。。，没关系，我们捡重点看看

3.3.2 

long startTime = System.nanoTime();　　// 记录一个开始时间戳

3.3.3 

DefaultBootstrapContext bootstrapContext = createBootstrapContext();　　// 添加了一个默认的 Bootstrap 上下文

从代码看，就是 new 了一个 DefaultBootstrapContext 实例，然后遍历初始化了 bootstrapRegistryInitializers 中的所有初始化器

还记得 bootstrapRegistryInitializers 属性吗，3.2.5 章节中，实例化 SpringApplication 时通过  getSpringFactoriesInstances 方法获得并注入的。

3.3.4

configureHeadlessProperty();　　// 配置Headless属性

3.3.5

SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);　　// 获得 RunListener 集合类

这里我们又看到了熟悉的 getSpringFactoriesInstances，这次的 key 是 org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener

这里会得到 EventPublishingRunListener 对象

3.3.6

listeners.starting(bootstrapContext, this.mainApplicationClass);　　// 循环启动这些监听器

从代码看，会调用监听器的 starting 方法，我们看一下 EventPublishingRunListener 对象的 starting 方法

从代码看，在 EventPublishingRunListener 对象的 starting 方法中，做了一个广播，得到应用监听器后，循环调用监听器的 onApplicationEvent 方法

3.3.7 

ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);　　//  封装参数

3.3.8 

ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments);　　// 创建并配置环境

首先会创建环境，因为 webApplicationType 是 SERVLET，因此会创建 ApplicationServletEnvironment 对象

listeners.environmentPrepared(bootstrapContext, environment);

重点是这句

listeners.environmentPrepared 方法会执行 EventPublishingRunListener 对象的 environmentPrepared 方法

来到 EventPublishingRunListener 对象的方法，同样是一个广播，广播给合适的监听器，然后调用监听器的 onApplicationEvent 方法

其中在 EnvironmentPostProcessorApplicationListener 监听器中，会执行拿到所有系统的配置，包括我们在 application.yml 文件中配置的内容。

我们来看一下 EnvironmentPostProcessorApplicationListener  这个类

在 EnvironmentPostProcessorApplicationListener  中，会得到环境的处理器，然后循环执行他们

这里可以得到 7 个处理器，其中 ConfigDataEnvironmentPostProcessor 就是加载配置文件得到配置的，我们来看一下这个类的 postProcessEnvironment 方法

在方法中，执行 processAndApply() 方法，最终拿到配置

当 listeners.environmentPrepared(bootstrapContext, environment); 最终执行完，我们从 environment 对象中就可以找到我们在 yml 文件中配置的 端口 和 应用名称

3.3.9 

Banner printedBanner = printBanner(environment);　　// 打印 Banner

3.3.10

context = createApplicationContext();　　// 实例化上下文对象

因为类型是 SERVLET，所以实例化的是 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 对象

3.3.11 

prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);　　// 准备上下文

3.3.12

refreshContext(context);　　// 刷新上下文

主要逻辑在 AbstractApplicationContext 对象的 refresh 方法中

3.3.13

afterRefresh(context, applicationArguments);　　// 空方法

3.3.14 

Duration timeTakenToStartup = Duration.ofNanos(System.nanoTime() - startTime);　　// 计算耗时

3.3.15

listeners.started(context, timeTakenToStartup);　　// 监听器执行  started 方法，表示启动成功

3.3.16

callRunners(context, applicationArguments);　　// 回调所有的ApplicationRunner和CommandLineRunner

3.3.17

listeners.ready(context, timeTakenToReady);　　// 监听器执行 ready 方法

4. 流程总结

1）实例化 SpringApplication 对象

2）得到 初始化器 和 监听器

3）调用 run 方法

4）记录开始时间

5）得到 runListeners

6）runListeners 执行 starting

7）准备环境

8）打印 banner

9）实例化上下文对象

10）准备上下文，执行之前得到的初始化器的初始化方法，load主bean

11）刷新上下文，在其中加载 autoConfiguration，并启动 Tomcat

12）计算耗时

13）打印耗时

14）通知监听器启动完成

15）通知监听器 ready

5. getSpringFactoriesInstances 方法详解

这里面比较关键的逻辑是 得到类的全类名集合 和 实例化类

从这些代码我们可以得知，会从 META-INF/spring.factories 文件中找到 key 匹配的类，并把类的全路径集合得到

例如实例化 SpringApplication 对象时，获得 初始化器 和 监听器

之后通过全类名，使用反射技术，实例化类，最终得到想要的集合

6. 综述

今天聊了一下 Springboot 2.6.2 的启动过程，希望可以对大家的工作有所帮助

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