SpringBoot总体流程

当我们启动一个SpringBoot程序的时候，只需要一个main方法就可以启动，但是对于其中流程时如何执行的，以及如何调用spring的IOC和AOP机制，本篇带着这个问题来整体体系化的梳理下流程。

@SpringBootApplication
public class SpringBootApp {public static void main(String[] args) {//  testSpringApplication.run(SpringBootApp.class);}
}

实际调用的是如下，也就是run方法

	public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {// 调用重载的run方法，将传递的Class对象封装为了一个数组return run(new Class<?>[] { primarySource }, args);}public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {// 创建了一个SpringApplication对象，并调用其run方法// 1.先看下构造方法中的逻辑// 2.然后再看run方法的逻辑return new SpringApplication(primarySources).run(args);}

基本可以分为两块，一个是构造方法，一个是run。

SpringBootApplication 构造方法

构造方法中，其实主要完成的工作，设置主启动类 primarySources，判断当前应用类型 servlet类型。通过公共方法，getSpringFactoriesInstances 进行获取目标类。然后设置到对应的初始化器以及监听器对象中。
然后通过堆栈信息获取主启动类

	public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {// 传递的resourceLoader为nullthis.resourceLoader = resourceLoader;Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");// 记录主方法的配置类名称 用set进行去重复this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));// 记录当前项目的类型 servlet类型this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();// 加载配置在spring.factories文件中的ApplicationContextInitializer对应的类型并实例化// 并将加载的数据存储在了 initializers 成员变量中。setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));// 初始化监听器 并将加载的监听器实例对象存储在了listeners成员变量中setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));// 反推main方法所在的Class对象 并记录在了mainApplicationClass对象中this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();}

其他的比较简单，主要分析下getSpringFactoriesInstances()方法

getSpringFactoriesInstances

整体流程，其实就是根据入参，从spring.factorties中 根据key获取对应的权限定类集合。

getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));

    // 根据入参类型 返回一个集合对象private <T> Collection<T> getSpringFactoriesInstances(Class<T> type, Class<?>[] parameterTypes, Object... args) {// 获取当前上下文类加载器 默认是app类加载ClassLoader classLoader = getClassLoader();// 获取到的扩展类名存入set集合中防止重复Set<String> names = new LinkedHashSet<>(SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader));// 创建扩展点实例List<T> instances = createSpringFactoriesInstances(type, parameterTypes, classLoader, args, names);// 进行排序AnnotationAwareOrderComparator.sort(instances);return instances;}

SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames

通过调用loadSpringFactories 从META-INF/spring.factories处读取相应配置文件，key是对应的 factoryTypeName value是多个类名。

	public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {// 根据Class获取名称String factoryTypeName = factoryType.getName();return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());}private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {// 先查询缓存是否有 第一次进来是空MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);if (result != null) {return result;}try {// 判断classLoader是否为空 Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));result = new LinkedMultiValueMap<>();while (urls.hasMoreElements()) {URL url = urls.nextElement();UrlResource resource = new UrlResource(url);Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim();for (String factoryImplementationName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {result.add(factoryTypeName, factoryImplementationName.trim());}}}cache.put(classLoader, result);return result;}catch (IOException ex) {throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);}}

# 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.rsocket.context.RSocketPortInfoApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.web.context.ServerPortInfoApplicationContextInitializerorg.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.autoconfigure.SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer,\
org.springframework.boot.autoconfigure.logging.ConditionEvaluationReportLoggingListener

前面获取到所有类，然后进行反射进行实例化，添加到instances 集合中 返回。

	private <T> List<T> createSpringFactoriesInstances(Class<T> type, Class<?>[] parameterTypes,ClassLoader classLoader, Object[] args, Set<String> names) {// 创建实例的集合容器List<T> instances = new ArrayList<>(names.size());for (String name : names) {try {// 通过反射将扩展点实例实例化Class<?> instanceClass = ClassUtils.forName(name, classLoader);Assert.isAssignable(type, instanceClass);Constructor<?> constructor = instanceClass.getDeclaredConstructor(parameterTypes);T instance = (T) BeanUtils.instantiateClass(constructor, args);instances.add(instance);}catch (Throwable ex) {throw new IllegalArgumentException("Cannot instantiate " + type + " : " + name, ex);}}return instances;}

所以这个过程有设置了两个 ApplicationContextInitializer、ApplicationListener 会对配置中的类进行初始化。

构造方法就执行如下方法。

run方法

run方法比较核心，其中主要包含初始化环境变量、事件发布等，应用参数设置、打印banner、创建上下文对象，异常处理器、刷新前操作、刷新操作、刷新后操作、监听器运行等。好了，我们分析下主要的流程。

	public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {// 创建一个任务执行观察器StopWatch stopWatch = new StopWatch();// 开始执行记录执行时间stopWatch.start();// 声明 ConfigurableApplicationContext 对象ConfigurableApplicationContext context = null;// 声明集合容器用来存储 SpringBootExceptionReporter 启动错误的回调接口Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();// 设置了一个名为java.awt.headless的系统属性// 其实是想设置该应用程序,即使没有检测到显示器,也允许其启动.//对于服务器来说,是不需要显示器的,所以要这样设置.configureHeadlessProperty();// 获取 SpringApplicationRunListener 加载的是 EventPublishingRunListener// 获取启动时的监听器---》 事件发布器  发布相关事件的  11个监听器 谁去发布事件？SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);// 触发启动事件  发布 starting 事件 --》 那么监听starting事件的监听器就会触发listeners.starting();try {// 构造一个应用程序的参数持有类 java -jar xx.jar aApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);// 创建并配置环境ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);// 配置需要忽略的BeanInfo信息configureIgnoreBeanInfo(environment);// 输出的Banner信息Banner printedBanner = printBanner(environment);// 创建应用上下文对象 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContextcontext = createApplicationContext();// 加载配置的启动异常处理器exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);// 刷新前操作prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);// 刷新应用上下文 完成Spring容器的初始化refreshContext(context);// 刷新后操作 功能拓展进行使用afterRefresh(context, applicationArguments);// 结束记录启动时间stopWatch.stop();if (this.logStartupInfo) {new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);}// 事件广播 启动完成了listeners.started(context);callRunners(context, applicationArguments);}catch (Throwable ex) {// 事件广播启动出错了handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);throw new IllegalStateException(ex);}try {// 监听器运行中listeners.running(context);}catch (Throwable ex) {handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);throw new IllegalStateException(ex);}// 返回上下文对象--> Spring容器对象return context;}

getRunListeners 获取监听器

这里会获取spring.factories 的中的SpringApplicationRunListener 类，然后实例化。并且调用start()进行启动执行。这里以 LoggingApplicationListener 为例子，执行了 日志的操作。

	private SpringApplicationRunListeners getRunListeners(String[] args) {Class<?>[] types = new Class<?>[] { SpringApplication.class, String[].class };return new SpringApplicationRunListeners(logger,// getSpringFactoriesInstances 读取spring.factories 文件中key 为 SpringApplicationRunListener 类型的getSpringFactoriesInstances(SpringApplicationRunListener.class, types, this, args));}void starting() {// 发布器 EventPulishingRunListenerfor (SpringApplicationRunListener listener : this.listeners) {listener.starting();}}public void starting() {// System.out.println("EventPublishingRunListener ----》starting ");this.initialMulticaster.multicastEvent(new ApplicationStartingEvent(this.application, this.args));}@Overridepublic void multicastEvent(final ApplicationEvent event, @Nullable ResolvableType eventType) {ResolvableType type = (eventType != null ? eventType : resolveDefaultEventType(event));Executor executor = getTaskExecutor();for (ApplicationListener<?> listener : getApplicationListeners(event, type)) {if (executor != null) {executor.execute(() -> invokeListener(listener, event));}else {invokeListener(listener, event);}}}doInvokeListener(listener, event);	private void onApplicationStartingEvent(ApplicationStartingEvent event) {this.loggingSystem = LoggingSystem.get(event.getSpringApplication().getClassLoader());this.loggingSystem.beforeInitialize();}

prepareEnvironment 环境准备

	private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners,ApplicationArguments applicationArguments) {// Create and configure the environment// 创建并且配置 Environment servlet context config \ systemt config等信息ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();// 配置PropertySources和activeProfilesconfigureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());// 加载 configurationProperties 配置信息ConfigurationPropertySources.attach(environment);// 在配置环境信息之前发布事件 配置相关 这里会在执行监听器的 environmentPreparedlisteners.environmentPrepared(environment);// 把相关的配置信息绑定到Spring容器中bindToSpringApplication(environment);if (!this.isCustomEnvironment) {environment = new EnvironmentConverter(getClassLoader()).convertEnvironmentIfNecessary(environment,deduceEnvironmentClass());}// 配置PropertySources对它自己的递归依赖ConfigurationPropertySources.attach(environment);return environment;}

会再次执行

	private void onApplicationEnvironmentPreparedEvent(ApplicationEnvironmentPreparedEvent event) {// 加载系统提供的环境配置的后置处理器List<EnvironmentPostProcessor> postProcessors = loadPostProcessors();// 添加自身即 ConfigFileApplicationListener 为后置处理器postProcessors.add(this);// 原来有4个 现在加了一个需要重新排序AnnotationAwareOrderComparator.sort(postProcessors);for (EnvironmentPostProcessor postProcessor : postProcessors) {// 系统提供那4个不是重点，重点是 ConfigFileApplicationListener 中的这个方法处理postProcessor.postProcessEnvironment(event.getEnvironment(), event.getSpringApplication());}}

createApplicationContext 创建容器

这里比较简单根据webApplicationType的类型，选择创建对应的容器对象，这里是 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 并且进行实例化。调用默认构造器进行初始化了两个对象，AnnotatedBeanDefinitionReader、ClassPathBeanDefinitionScanner 后续会使用到

	protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;if (contextClass == null) {try {switch (this.webApplicationType) {case SERVLET: // AnnotationConfigServletWebServerApplicationContextcontextClass = Class.forName(DEFAULT_SERVLET_WEB_CONTEXT_CLASS);break;case REACTIVE:contextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS);break;default:contextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS);}}catch (ClassNotFoundException ex) {throw new IllegalStateException("Unable create a default ApplicationContext, please specify an ApplicationContextClass", ex);}}return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);}// 在实例化的时候 调用构造方法 创建两个对象 reader和scannerpublic AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext() {//this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);//this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);}

Spring容器前置处理

将启动类注入容器，为后续开启自动化配置奠定基础。
这里其实主要做的两件事，一个是执行吃书画方法，将容器中的Initializer执行初始化操作，以及将主类，通过注解的方式添加到spring的beanDefinitionMap中。

	// 1.设置环境属性// 2.设置postprocess// 3.启动类config信息 准备上下文环境工作private void prepareContext(ConfigurableApplicationContext context, ConfigurableEnvironment environment,SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {// 设置环境变量属性context.setEnvironment(environment);// 转换方法postProcessApplicationContext(context);// 应用初始化器 核心⭐️ 执行容器中的ApplicationContextInitializer（包括 spring.factories和自定义的实例）applyInitializers(context);listeners.contextPrepared(context);if (this.logStartupInfo) {logStartupInfo(context.getParent() == null);logStartupProfileInfo(context);}// Add boot specific singleton beans// 获取bean工厂ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();// 注册 springApplicationArguments 参数对象beanFactory.registerSingleton("springApplicationArguments", applicationArguments);if (printedBanner != null) {// 注册bannerbeanFactory.registerSingleton("springBootBanner", printedBanner);}// spring底层使用就是这个if (beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory) {((DefaultListableBeanFactory) beanFactory).setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding);}if (this.lazyInitialization) {context.addBeanFactoryPostProcessor(new LazyInitializationBeanFactoryPostProcessor());}// Load the sourcesSet<Object> sources = getAllSources();Assert.notEmpty(sources, "Sources must not be empty");// 核心⭐️load(context, sources.toArray(new Object[0]));listeners.contextLoaded(context);}

	protected void applyInitializers(ConfigurableApplicationContext context) {// 遍历for (ApplicationContextInitializer initializer : getInitializers()) {Class<?> requiredType = GenericTypeResolver.resolveTypeArgument(initializer.getClass(),ApplicationContextInitializer.class);Assert.isInstanceOf(requiredType, context, "Unable to call initializer.");// 执行初始化方法initializer.initialize(context);}}// ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer 执行了将ConfigurationWarningsPostProcessor 添加到容器中 BFPP 等待容器进行刷新的BFPP的时候执行。public void initialize(ConfigurableApplicationContext context) {// 加入对象context.addBeanFactoryPostProcessor(new ConfigurationWarningsPostProcessor(getChecks()));}loader.load();int load() {int count = 0;for (Object source : this.sources) {count += load(source);}return count;}// 加载private int load(Object source) {Assert.notNull(source, "Source must not be null");//类if (source instanceof Class<?>) {return load((Class<?>) source);}//资源if (source instanceof Resource) {return load((Resource) source);}//包if (source instanceof Package) {return load((Package) source);}//if (source instanceof CharSequence) {return load((CharSequence) source);}throw new IllegalArgumentException("Invalid source type " + source.getClass());}if (isComponent(source)) { // 是否包含compoent注解// 注册SpringBootApp类到ioc 容器中this.annotatedReader.register(source);return 1;}this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);this.beanDefinitionNames.add(beanName);

refreshContext(context);

这里其实就是调用spring的refresh() 由于整体过于庞大，先不讲解。后续在补坑。

小总结