SpringBoot源码学习3——SpringBoot启动流程

一丶前言

在《SpringBoot源码学习1——SpringBoot自动装配源码解析+Spring如何处理配置类的》中我们学习了SpringBoot自动装配如何实现的，在《Spring源码学习笔记12——总结篇IOC，Bean的生命周期，三大扩展点》我们总结了Spring IOC的底层原理。

但是我们还是不知道SpringApplication.run(主类.class, args)到底做了哪些事情。本文将和大家一起看看SpringBoot启动的大致流程，探讨SpringBoot留给我们的扩展接口

二丶SpringBoot启动流程分析

上面是SpringBoot调用SpringApplication.run(主类.class, args)启动的源码，源码并不复杂，整体流程大概如下

下面我们依据此图，看看这些步骤SpringBoot底层源码

1.获取`SpringApplicationRunListener`实现类，包装成`SpringApplicationRunListeners`

SpringApplicationRunListener是SpringBoot框架中的监听器，在SpringBoot启动到达对应阶段的时候，会回调starting,started等方法。

为什么SpringBoot不适应Spring 里面的ApplicationListener昵，因为ApplicationListener依赖于Spring容器，@EventListener注解需要EventListenerMethodProcessor这个BeanFactoryPostProcessor扫描，将对应的bean和方法包装成ApplicationListener注册到ApplicationContext中（最终注册到ApplicationEventMulticaster事件多播器中）对于ApplicationListener类型bean则直接走注册到ApplicationContext的流程，整个流程只有Spring 容器启动后才能进行，如果没有SpringApplicationRunListener则开发者无法在SpringBoot启动对应阶段进行一些扩展逻辑的回调。
SpringApplicationRunListeners 可以看成是SpringApplicationRunListener的门面（门面设计模式）

其使用List<SpringApplicationRunListener>持有所有的SpringApplicationRunListener，然后starting等方法都是循环调用，集合中SpringApplicationRunListener对应的方法

SpringBoot如何获取所有的SpringApplciationListener

这里将从META-INF/spring.factories获取org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener 定义的实现类全限定类名，然后反射调用构造方法(SpringApplication application, String[] args)进行实例化。随后将根据@Order 或者 Ordered接口定义的顺序进行排序，然后包装成SpringApplicationRunListeners

注意无法使用@Component注解标注在SpringApplciationListener注解上，来实现事件的监听，必须在META-INF/spring.factories中定义，并且必须具备构造方法(SpringApplication application, String[] args)。
EventPublishingRunListener

SpringApplication#addListeners 允许我们注册ApplicationListener到SpringBoot中，然后EventPublishingRunListener其内部会new 一个简单的事件多播器SimpleApplicationEventMulticaster，在对应的SpringBoot启动阶段，推送事件。下面式如何注册ApplicationListener

注意这些ApplicationListener不会被注册到Spring上下文中，意味着不会响应Spring上下文推送的事件，除非这个ApplicationListener是一个Spring Bean 并且被Spring管理。

下图是EventPublishingRunListener在SpringBoot启动的不同阶段，推送事件

2.SpringApplicationListeners#starting

没啥好说的，循环回调SpringApplicationRunListener#starting方法

3.prepareEnvironment 根据项目选择Environment实现类，并实例化

在这一步，SpringBoot会根据类路径中的类选择一个Environment并实例化，并且根据当前激活的配置，选择对应的配置文件，进行解析，并保存到Environment中。下面是SpringBoot选择Environment的源码

那么SpringBoot是如何判断当前项目是什么应用类型昵？

其实根据类路径下是否具备指定的类，然后得到指定类型，一般我们都是servlet应用，会选择StandardServletEnvironment

4.SpringApplicationListeners#environmentPrepared

同2.SpringApplicationListeners#starting

5.createApplicationContext

根据类路径指定类推断使用什么ConfigurableApplicationContext（一般servlet应用使用AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext）然后实例化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext

AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext#onRefresh方法在Spring容器刷新后会被调用，这个方法将启动Tomcat内嵌服务器

6.prepareContext

这个方法主要会做以下操作

回调ApplicationContextInitializer#initialize
回调所有SpringApplicationRunListener#contextPrepared
将主类包装成BeanDefinition，注册到Spring容器上下文中
回调所有SpringApplicationRunListener#contextLoaded

利用SpringApplicationRunListeners回调SpringApplicationRunListener,同2，不在赘述

6.1从META-INFO/spring.factories中拿所有`ApplicationContextInitializer`然后回调initialize方法

在spring上下文refresh方法调用前，会回调initialize方法

这里调用前还会判断ApplicationContextInitializer定义的泛型，保证5这一步创建的上下文，符合泛型的要求

6.2 将主类包装成`BeanDefinition`，注册到Spring容器上下文中

这一步非常重要，主类上的注解@SpringBootApplication需要ConfigurationClassPostProcessor解析，才能发挥@Import，@ComponentScan的作用，想要ConfigurationClassPostProcessor处理主类的前提是主类的BeanDefinition需要在Spring容器中。

也就是说SpringBoot的自动装配，和扫描包路径下的Spring 组件的前提是，主类的BeanDefinition在Spring容器中

这里的BeanDefinitionRegistry，其实就是来自5这一步的ApplicationContext，一般来说AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext内部持有了一个DefaultListableBeanFactory,DefaultListableBeanFactory是BeanDefinitionRegistry的实现类，其底层使用一个ConcurrentHashMap维护，key是bean的名称，value是对应的BeanDefinition

当资源是一个Class的时候，会使用AnnotatedBeanDefinitionReader读取Class对象，生成BeanDefinition

这一步还支持xml的方式

7.回调SpringApplicationRunListener#contextLoaded

同2

8.刷新Spring容器上下文

《Spring源码学习笔记12——总结篇IOC，Bean的生命周期，三大扩展点》这篇博客做了详细的分析

这里会进行自动装配和包路径扫描注册BeanDefinition，然后实例化单例bean

9.回调SpringApplicationRunListener#started

同2

10.callRunners

从spring容器中拿到ApplicationRunner，和CommandLineRunner调用run方法

三丶SpringApplication,ApplicationContext,BeanFactory 三平面

我们将SpringApplication看作是SpringBoot平面，ApplicationContext看作是Spring平面，BeanFactory看作是Bean工厂平面，SpringBoot启动到触发spring容器刷新，然后触发BeanFactory实例化所有单例，非懒加载bean的流程如下