头秃了，二十三张图带你从源码了解Spring Boot 的启动流程~
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前言 源码版本 从哪入手？ 源码如何切分？ 如何创建SpringApplication？ 设置应用类型 设置初始化器(Initializer) 设置监听器(Listener) 设置监听器(Listener)
执行run()方法 获取、启动运行过程监听器 环境构建 创建IOC容器 IOC容器的前置处理 刷新容器 IOC容器的后置处理 发出结束执行的事件 执行Runners 总结
总结
前言
Spring Boot 专栏已经写了五十多天了，前面二十章从基础应用到高级整合避重就轻介绍的都是工作、面试中常见的知识点。
今天开始底层源码介绍的阶段，相对内容比较深一点，作者也尽可能介绍的通俗易懂，层次分明一点。相信读过我写的Mybatis专栏的文章都知道，只要跟着作者的步骤，方法一步步研究，其实源码并不难。
这篇文章花了四天时间精雕细琢，力求介绍的通俗易懂，毕竟源码相对难度更高些，希望通过作者拆分讲解能够帮助到读者。
如果没读过作者的前二十篇文章，点击前往
源码版本
作者Spring Boot是基于2.4.0。每个版本有些变化，读者尽量和我保持一致，以防源码有些出入。
从哪入手？
相信很多人尝试读过Spring Boot的源码，但是始终没有找到合适的方法。那是因为你对Spring Boot的各个组件、机制不是很了解，研究起来就像大海捞针。
至于从哪入手不是很简单的问题吗，当然主启动类了，即是标注着@SpringBootApplication注解并且有着main()方法的类，如下一段代码：
@SpringBootApplication
public class AnnotationDemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(AnnotationDemoApplication.class, args);
}
}
话不多说，DEBUG伺候，别怕，搞它........
源码如何切分？
SpringApplication中的静态run()方法并不是一步完成的，最终执行的源码如下：
//org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {
return new SpringApplication(primarySources).run(args);
}
很显然分为两个步骤，分别是创建SpringApplication和执行run()方法，下面将分为这两个部分介绍。
如何创建SpringApplication？
创建即是new对象了，DEBUG跟进代码，最终执行的SpringApplication构造方法如下图：
如上图中标注的注释，创建过程重用的其实分为②、③、④这三个阶段，下面将会一一介绍每个阶段做了什么事。
设置应用类型
这个过程非常重要，直接决定了项目的类型，应用类型分为三种，都在WebApplicationType这个枚举类中，如下：
NONE：顾名思义，什么都没有，正常流程走，不额外的启动web容器，比如Tomcat。SERVLET：基于servlet的web程序，需要启动内嵌的servletweb容器，比如Tomcat。REACTIVE：基于reactive的web程序，需要启动内嵌reactiveweb容器，作者不是很了解，不便多说。
判断的依据很简单，就是加载对应的类，比如加载了DispatcherServlet等则会判断是Servlet的web程序。源码如下：
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;
}
这里我引入了spring-boot-starter-web,肯定是Servlet的web程序。
设置初始化器(Initializer)
初始化器ApplicationContextInitializer是个好东西，用于IOC容器刷新之前初始化一些组件，比如ServletContextApplicationContextInitializer。
那么如何获取初始化器呢？跟着上图中的代码进入，在SpringApplication中的如下图中的方法：
相对重要的就是第一步获取初始化器的名称了，这个肯定是全类名了，详细源码肯定在loadFactoryNames()方法中了，跟着源码进入，最终调用的是#SpringFactoriesLoader.loadSpringFactories()方法。
loadSpringFactories()方法就不再详细解释了，其实就是从类路径META-INF/spring.factories中加载ApplicationContextInitializer的值。
在spring-boot-autoconfigure的spring.factories文件中的值如下图：
上图中的只是一部分初始化器，因为
spring.factories文件不止一个。
下图中是我的demo中注入的初始化器，现实项目中并不止这些。
这也告诉我们自定义一个
ApplicationContextInitializer只需要实现接口，在spring.factories文件中设置即可。
设置监听器(Listener)
监听器（ApplicationListener）这个概念在Spring中就已经存在，主要用于监听特定的事件(ApplicationEvent)，比如IOC容器刷新、容器关闭等。
Spring Boot扩展了ApplicationEvent构建了SpringApplicationEvent这个抽象类，主要用于Spring Boot启动过程中触发的事件，比如程序启动中、程序启动完成等。如下图：
监听器如何获取？从源码中知道其实和初始化器(ApplicationContextInitializer)执行的是同一个方法，同样是从META-INF/spring.factories文件中获取。
在spring-boot-autoconfigure的spring.factories文件中的值如下图：
spring.factories文件不止一个，同样监听器也不止以上这些。
作者demo中注入的一些监听器如下图：
总结
SpringApplication的构建都是为了run()方法启动做铺垫，构造方法中总共就有几行代码，最重要的部分就是设置应用类型、设置初始化器、设置监听器。
「注意」：初始化器和这里的监听器都要放置在
spring.factories文件中才能在这一步骤加载，否则不会生效，因此此时IOC容器还未创建，即使将其注入到IOC容器中也是不会生效的。
作者简单的画了张执行流程图，仅供参考，如下：
执行run()方法
上面分析了SpringApplication的构建过程，一切都做好了铺垫，现在到了启动的过程了。
作者根据源码将启动过程分为了「8步」，下面将会一一介绍。
1. 获取、启动运行过程监听器
SpringApplicationRunListener这个监听器和ApplicationListener不同，它是用来监听应用程序启动过程的，接口的各个方法含义如下：
public interface SpringApplicationRunListener {
// 在run()方法开始执行时，该方法就立即被调用，可用于在初始化最早期时做一些工作
void starting();
// 当environment构建完成，ApplicationContext创建之前，该方法被调用
void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment);
// 当ApplicationContext构建完成时，该方法被调用
void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context);
// 在ApplicationContext完成加载，但没有被刷新前，该方法被调用
void contextLoaded(ConfigurableApplicationContext context);
// 在ApplicationContext刷新并启动后，CommandLineRunners和ApplicationRunner未被调用前，该方法被调用
void started(ConfigurableApplicationContext context);
// 在run()方法执行完成前该方法被调用
void running(ConfigurableApplicationContext context);
// 当应用运行出错时该方法被调用
void failed(ConfigurableApplicationContext context, Throwable exception);
}
如何获取运行监听器？
在SpringApplication#run()方法中，源码如下：
//从spring.factories中获取监听器
SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
跟进getRunListeners()方法，其实还是调用了loadFactoryNames()方法从spring.factories文件中获取值，如下：
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=\
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener
最终注入的是EventPublishingRunListener这个实现类，创建实例过程肯定是通过反射了，因此我们看看它的构造方法，如下图：
这个运行监听器内部有一个事件广播器(SimpleApplicationEventMulticaster)，主要用来广播特定的事件(SpringApplicationEvent)来触发特定的监听器ApplicationListener。
EventPublishingRunListener中的每个方法用来触发SpringApplicationEvent中的不同子类。
如何启动运行监听器？
在SpringApplication#run()方法中，源码如下：
//执行starting()方法
listeners.starting(bootstrapContext, this.mainApplicationClass);
执行SpringApplicationRunListeners的starting()方法，跟进去其实很简单，遍历执行上面获取的运行监听器，这里只有一个EventPublishingRunListener。因此执行的是它的starting()方法，源码如下图：
上述源码中逻辑很简单，其实只是执行了multicastEvent()方法，广播了ApplicationStartingEvent事件。至于multicastEvent()内部方法感兴趣的可以看看，其实就是遍历ApplicationListener的实现类，找到监听ApplicationStartingEvent这个事件的监听器，执行onApplicationEvent()方法。
总结
这一步其实就是广播了ApplicationStartingEvent事件来触发监听这个事件的ApplicationListener。
因此如果自定义了
ApplicationListener并且监听了ApplicationStartingEvent（应用程序开始启动）事件，则这个监听器将会被触发。
2. 环境构建
这一步主要用于加载系统配置以及用户的自定义配置(application.properties)，源码如下，在run()方法中：
ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments);
prepareEnvironment方法内部广播了ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，源码如下图：
环境构建这一步加载了系统环境配置、用户自定义配置并且广播了
ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，触发监听器。
3. 创建IOC容器
源码在run()方法中，如下：
context = createApplicationContext();
跟进代码，真正执行的是ApplicationContextFactory方法，如下图：
根据webApplicationType决定创建的类型，很显然，我这里的是servlet，因此创建的是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。
这一步仅仅是创建了
IOC容器，未有其他操作。
4. IOC容器的前置处理
这一步真是精华了，在刷新容器之前做准备，其中有一个非常关键的操作：将启动类注入容器，为后续的自动化配置奠定基础。源码如下：
prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,printedBanner);
prepareContext()源码解析如下图，内容还是挺多的：
从上图可以看出步骤很多，下面将会详细介绍几个重点的内容。
调用初始化器
在SpringApplication构建过程中设置的初始化器，从spring.factories取值的。执行的流程很简单，遍历执行，源码如下图：
将自定义的
ApplicationContextInitializer放在META-INF/spring.factories中，在此时也是会被调用。
加载启动类，注入容器
这一步是将主启动类加载到IOC容器中，作为后续自动配置的入口。
在SpringApplication构建过程中将主启动类放置在primarySources这个集合中，此时的getAllSources()即是从其中取值，如下图：
这里取出的就是主启动类，当然你的项目中可能不止一个，接下来就是将其加载到IOC容器中了，源码如下：
load(context, sources.toArray(new Object[0]));
跟着代码进去，其实主要逻辑都在BeanDefinitionLoader.load()方法，如下图：
将主启动类加载到
beanDefinitionMap，后续该启动类将作为开启自动配置化的入口，后续章节详细介绍。
两次广播事件
这一步涉及到了两次事件广播，分别是ApplicationContextInitializedEvent和ApplicationPreparedEvent，对应的源码如下：
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，比如初始化资源，初始化上下文广播器等，这个就不再详细介绍，有兴趣可以看看Spring的源码。
protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) {
Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);
//调用创建的容器applicationContext中的refresh()方法
((AbstractApplicationContext)applicationContext).refresh();
}
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
/**
* 刷新上下文环境
*/
prepareRefresh();
/**
* 初始化BeanFactory，解析XML，相当于之前的XmlBeanFactory的操作，
*/
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
/**
* 为上下文准备BeanFactory，即对BeanFactory的各种功能进行填充，如常用的注解@Autowired @Qualifier等
* 添加ApplicationContextAwareProcessor处理器
* 在依赖注入忽略实现*Aware的接口，如EnvironmentAware、ApplicationEventPublisherAware等
* 注册依赖，如一个bean的属性中含有ApplicationEventPublisher(beanFactory)，则会将beanFactory的实例注入进去
*/
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
/**
* 提供子类覆盖的额外处理，即子类处理自定义的BeanFactoryPostProcess
*/
postProcessBeanFactory(beanFactory);
/**
* 激活各种BeanFactory处理器,包括BeanDefinitionRegistryBeanFactoryPostProcessor和普通的BeanFactoryPostProcessor
* 执行对应的postProcessBeanDefinitionRegistry方法 和 postProcessBeanFactory方法
*/
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
/**
* 注册拦截Bean创建的Bean处理器，即注册BeanPostProcessor，不是BeanFactoryPostProcessor，注意两者的区别
* 注意，这里仅仅是注册，并不会执行对应的方法，将在bean的实例化时执行对应的方法
*/
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
/**
* 初始化上下文中的资源文件，如国际化文件的处理等
*/
initMessageSource();
/**
* 初始化上下文事件广播器，并放入applicatioEventMulticaster,如ApplicationEventPublisher
*/
initApplicationEventMulticaster();
/**
* 给子类扩展初始化其他Bean
*/
onRefresh();
/**
* 在所有bean中查找listener bean，然后注册到广播器中
*/
registerListeners();
/**
* 设置转换器
* 注册一个默认的属性值解析器
* 冻结所有的bean定义，说明注册的bean定义将不能被修改或进一步的处理
* 初始化剩余的非惰性的bean，即初始化非延迟加载的bean
*/
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
/**
* 通过spring的事件发布机制发布ContextRefreshedEvent事件，以保证对应的监听器做进一步的处理
* 即对那种在spring启动后需要处理的一些类，这些类实现了ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>，
* 这里就是要触发这些类的执行(执行onApplicationEvent方法)
* 另外，spring的内置Event有ContextClosedEvent、ContextRefreshedEvent、ContextStartedEvent、ContextStoppedEvent、RequestHandleEvent
* 完成初始化，通知生命周期处理器lifeCycleProcessor刷新过程，同时发出ContextRefreshEvent通知其他人
*/
finishRefresh();
}
finally {
resetCommonCaches();
}
}
}
6. IOC容器的后置处理
一个扩展方法，源码如下：
afterRefresh(context, applicationArguments);
默认为空，如果有自定义需求可以重写，比如打印一些启动结束日志等。
7. 发出结束执行的事件
同样是EventPublishingRunListener这个监听器，广播ApplicationStartedEvent事件。
但是这里广播事件和前几次不同，并不是广播给
SpringApplication中的监听器（在构建过程中从spring.factories文件获取的监听器）。因此在IOC容器中注入的监听器（使用@Component等方式注入的）也能够生效。前面几个事件只有在spring.factories文件中设置的监听器才会生效。
跟着代码进入，可以看到started()方法源码如下：
这里并没有用事件广播器SimpleApplicationEventMulticaster广播事件，而是使用ConfigurableApplicationContext直接在IOC容器中发布事件。
8. 执行Runners
Spring Boot 提供了两种Runner让我们定制一些额外的操作，分别是CommandLineRunner和ApplicationRunner，关于这两个的区别，后面文章详细介绍。
调用的源码如下：
callRunners(context, applicationArguments);
跟进代码，其实真正调执行的是如下方法：
逻辑很简单，从IOC容器中获取，遍历调用。
总结
Spring Boot 启动流程相对简单些，作者将其细分了以上八个步骤，希望能够帮助读者理解，流程图如下：
总结
Spring Boot启动流程就介绍到这里了，需要重点理解run()方法执行的八个步骤以及事件、初始化器、监听器等组件的执行时间点。
作者每一篇文章都很用心，这篇源码解析花了三天时间精雕细琢，力求讲解的通俗易懂，希望能够帮助到你。
另外作者的第一本PDF书籍已经整理好了，由浅入深的详细介绍了Mybatis基础以及底层源码，有需要的朋友公号回复关键词「Mybatis进阶」即可获取，目录如下：
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