Spring底层入门(九)

boot的执行流程分为构造SpringApplication对象、调用run方法两部分

1、Spring Boot 执行流程-构造

        通常我们会在SpringBoot的主启动类中写以下的代码:

        参数一是当前类的字节码,参数二是main的args参数。

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

        在SpringApplication.run的内部,会做两件事:

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        创建SpringApplication对象:

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        以及调用SpringApplication对象的run方法:

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        在创建SpringApplication对象时,通常又会做下面几件事:

  • 获取bean definition源
  • 获取推断应用类型
  • ApplicationContext初始化器
  • 监听器与事件
  • 主类推断

1.1、获取bean definition源

        this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));

       将传入的 primarySources数组转换为 LinkedHashSet,并赋值给当前对象的 primarySources成员变量。这个集合用于存储应用程序的主要源,通常是启动类(例如,@SpringBootApplication注解标记的类)。

1.2、获取推断应用类型

        this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();

        通过deduceFromClasspath() 方法进行应用类型推论:

        deduceFromClasspath() 是WebApplicationType的方法,WebApplicationType是一个枚举类:

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        简单说明一下这段代码:第一个if判断,如果是reactive.DispatcherHandler,并且不是servlet.DispatcherServlet和servlet.ServletContainer,就推断类型为REACTIVE并返回。

        如果上面的条件不成立,也就是应用类型没有被推断为REACTIVE,就会循环成员变量的SERVLET_INDICATOR_CLASSES数组,该数组中有两个元素:

  • javax.servlet.Servlet
  • org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext

        如果任意一个元素不存在就推断类型为NONE并返回。

        最后推论类型为SERVLET并返回

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1.3、ApplicationContext初始化器

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

        获取所有注册的 ApplicationContextInitializer实例,并将其设置为应用程序的初始化器。

        通过SpringApplication实例的.addInitializers()方法注册初始化器

springApplication.addInitializers(new ApplicationContextInitializer<ConfigurableApplicationContext>() {@Overridepublic void initialize(ConfigurableApplicationContext applicationContext) {if (applicationContext instanceof GenericApplicationContext){((GenericApplicationContext) applicationContext).registerBean("bean3",Bean3.class);}}});

1.4、监听器与事件

        setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));

        获取所有注册的 ApplicationListener实例,并将其设置为应用程序的监听器。

        通过SpringApplication实例的.addListeners()方法注册监听器与事件

  springApplication.addListeners(new ApplicationListener<ApplicationEvent>() {@Overridepublic void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {System.out.println("事件:"+event.getClass());}});

1.5、主类推断

        this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();

        调用deduceMainApplicationClass() 方法进行主类推论:

  • 通过创建一个新的 RuntimeException对象来获取当前线程的堆栈轨迹(stack trace),即调用堆栈信息。
  • 遍历堆栈信息,找到方法名为"main"的函数,并返回类的class对象
  • 没有找到就抛出异常

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2、Spring Boot 执行流程-run

2.1、事件发布器

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        在run方法中,首先会通过getRunListeners(args);得到 SpringApplicationRunListeners。

        SpringApplicationRunListeners是一个事件发布器,会在run方法的执行不同阶段中发布对应的事件:

  1. 得到事件发布器后,会发布listeners.starting(); 事件,代表spring boot 开始启动。
  2. prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);方法执行时,会发布listeners.environmentPrepared(environment); 事件,代表环境信息准备完成
  3. prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); 方法执行时,会发布listeners.contextPrepared(context);事件,代表spring容器创建,但未调用初始化器。listeners.contextLoaded(context);事件,代表所有bean definition加载完毕。(然后会调用context.refresh();方法
  4. 在调用context.refresh();方法后,会发布listeners.started(context);事件
  5. 如果在这个过程中发生了异常,会发布listeners.failed(context, exception); 事件
  6. 最后会发布listeners.running(context);事件,代表spring boot 启动完成

        在第六点中,如果在发布listeners.running(context);事件的过程中出现异常,不会发布listeners.failed(context, exception); 事件:

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        我们也可以模拟一下上述过程:

        事件发布器SpringApplicationRunListener是一个接口,其与子类的对应关系是放在spring.factories的配置文件中:

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public class A34 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {SpringApplication springApplication = new SpringApplication(A34.class);springApplication.addListeners(new ApplicationListener<ApplicationEvent>() {@Overridepublic void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {System.out.println(event.getClass());}});//演示事件发送器,获取事件发送器类名//事件发送器是一个接口,和子类的对应关系存放在spring.factories配置文件中List<String> factoryNames = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(SpringApplicationRunListener.class, A34.class.getClassLoader());for (String name : factoryNames) {System.out.println(name);//创建事件发布器实现类Class<?> clazz = Class.forName(name);Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(SpringApplication.class, String[].class);EventPublishingRunListener publishingRunListener = (org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener) constructor.newInstance(springApplication, args);//模拟SpringApplication源码public ConfigurableApplicationContext run(String... args) 方法中的七个事件//spring boot 开始启动publishingRunListener.starting();//环境信息准备完成publishingRunListener.environmentPrepared(new StandardEnvironment());//在spring容器创建,并调用初始化器之前,发送此事件GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();publishingRunListener.contextPrepared(context);//所有bean definition加载完毕publishingRunListener.contextLoaded(context);context.refresh();//spring 容器初始化完成 refresh方法调用完成,加载了所有后处理器,初始化所有单例publishingRunListener.started(context);//spring boot 启动完毕publishingRunListener.running(context);//过程中发生错误publishingRunListener.failed(context,new Exception("报错"));}}
}

2.2、封装args参数

        ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);

        用于将args参数进行封装,便于最后一步执行实现了ApplicationRunner接口的方法。(实现了CommandLineRunner或ApplicationRunner接口的方法会在boot启动时运行其中的逻辑)

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2.3、创建环境对象

        ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments); 用于创建环境对象:

e376894743bd424e9163effe090efcf5.png        getOrCreateEnvironment()方法用于根据不同的webApplication类型,去创建对应的环境对象。(webApplication类型是在构造SpringApplication时推论出的)

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        configureEnvironment(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) 方法用于配置应用程序的环境:

        environment.setConversionService(new ApplicationConversionService()); 会先添加转换器:

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        其中又有configureProfiles(environment, args);方法来配置环境的配置文件:

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         configurePropertySources(environment, args) 方法配置环境的属性源(重点:在这一步只加入命令行参数,没有加入application.properties):

        首先从环境中获取systemProperties和systemEnvironment

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2.4、配置文件读取统一命名处理

       prepareEnvironment中的 ConfigurationPropertySources.attach(standardEnvironment); 方法用于统一命名处理:

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        因为配置文件在读取的过程中可能会存在这样的问题:

        我们定义了一个配置文件,每个键的格式都不一样:

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        当我们不做任何处理,在读取时键名统一使用"-"分隔时,只能读取到第一个的值,因为命名和文件中不匹配。ConfigurationPropertySources.attach()  方法可以解决这样的问题。

public class Step4 {public static void main(String[] args) throws IOException {StandardEnvironment standardEnvironment = new StandardEnvironment();standardEnvironment.getPropertySources().addLast(new ResourcePropertySource("step4",new ClassPathResource("step4.properties")));// run 源码中做了统一命名ConfigurationPropertySources.attach(environment);ConfigurationPropertySources.attach(standardEnvironment);//不做任何处理 只能读取第一个 因为命名和文件中的不匹配System.out.println(standardEnvironment.getProperty("user.first-name"));System.out.println(standardEnvironment.getProperty("user.middle-name"));System.out.println(standardEnvironment.getProperty("user.last-name"));}
}

        在attach方法内部,最后会将configurationProperties加入environment的头部,以便优先被访问

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2.5、EnvironmentPostProcessor功能扩展

        EnvironmentPostProcessor相当于环境对象的后处理器,可以增加一些扩展。

        prepareEnvironment 中的listeners.environmentPrepared(bootstrapContext, environment);

使用事件发布器去触发监听器,调用其中的后处理器方法:(监听器是在SpringApplication构造时加入的,但是需要等到环境对象创建后才应该触发其中的那些后处理器

       通过debug发现,在构造SpringApplication时已经加入了对于环境对象后处理器的监听器

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        关于后处理器的实现关系也是定义在spring.factories文件中的:

5e09a9ac00824e73af908f9dbbedfb21.png

         EnvironmentPostProcessorApplicationListener就是去读取EnvironmentPostProcessor中的后处理器

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2.6、将环境中的键值和SpringApplication中的属性匹配

         prepareEnvironment 中的bindToSpringApplication(environment); 用于将环境中的键值和SpringApplication中的属性匹配:

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        读取配置文件中以spring.main开头的键,并且与SpringApplication中的成员变量绑定:

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4a42c00700e84074bee890781ffddcce.png

        上面配置文件中的键都是SpringApplication中的成员变量:

1f5e6f021ce84c8aa0ecefec7bba7eef.png

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2.7、输出Banner图标

        run()方法中的printBanner(environment); 用于在控制台或日志中输入图标:

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2.8、创建容器

        在环境准备完成并发布listeners.environmentPrepared(environment); 事件后,会创建容器:

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052d38d3bcb34ee8a01faac7d2d02884.png

          createApplicationContext() 方法根据构造SpringApplication推断的不同的类型有不同的实现:

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2.9、准备容器

        prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); 方法用于准备容器:

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        在准备容器时又会回调构造SpringApplication时编写的初始化器中的增强逻辑:

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2.10、加载Bean定义

         prepareContext方法中的load(context, sources.toArray(new Object[0]));

0e0ea6d492074fd28726bb5348fb6600.png

        这段代码大致的意思是,加载应用程序的配置源,并根据需要设置相关的配置,然后执行加载操作。
46bf029bf9434c9c9e38f0c03fbb10cb.png

        根据不同的配置类型去分派对应的加载方法:

c9cba4538722446a8bced548ab59e1f0.png


2.11、refresh

        执行run中的refreshContext()方法:

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        调用refresh方法,加载配置、初始化所有单例 、重新启动应用程序上下文。

        在这之前还会判断,如果this.registerShutdownHook为true,那么会通过 shutdownHook.registerApplicationContext(context);方法为当前的应用程序上下文注册一个关机钩子(shutdown hook)这个钩子用于在应用程序关闭时执行一些清理操作或释放资源。

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2.12、执行初始化方法

        run方法中的callRunners 用于执行初始化方法中编写的逻辑:

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        “2.2、封装args参数”的作用就体现在此:

        ApplicationRunner需要将args参数包装成为ApplicationArguments类型:

1bbd14248de84524bf1366a9f80f3c96.png        虽然无论是ApplicationRunner还是CommandLineRunner,调用callRunner() 方法时传递的args参数类型都是ApplicationArguments。但是不代表CommandLineRunner需要ApplicationArguments参数类型:

        会取出原本的String args 参数

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