SpringBoot启动原理详解

透彻理解SpringBoot启动原理（一）

一张Spring启动顺序图
- 我们对Spring启动原理有多少理解呢
- 一起看一下Spring有那些扩展点和启动过程有关
- 通过打印日志学习Spring的执行顺序
- 实例化和初始化的区别
- Spring重要扩展点的启动顺序
- - - 1.BeanFactoryPostProcessor
    - 2.实例化Bean
    - 3.Autowired装配依赖
    - 4.BeanNameAware
    - 5.BeanFactoryAware
    - 6.ApplicationConextAware setApplicationContext
    - 7.BeanPostProcessor postProcessBeforeInitialization
    - 8.PostConstruct 执行
    - 9.InitializingBean
    - 10.init-method
    - 11.BeanPostProcessor postProcessAfterInitialization
    - 12.其他Bean 实例化和初始化
    - 13.所有单例Bean 初始化完成后
    - 14.SmartInitializingSingleton Bean实例化后置处理
    - 15.Spring 提供的扩展点，在所有单例Bean的 EventListener等组件全部启动完成后，即Spring启动完成，则执行 start 方法。在这个位置适合开启入口流量！
    - 16.发布 ContextRefreshedEvent 方法
    - 17.注册和初始化 Spring MVC
    - 18.Tomcat/Jetty 容器开启端口
    - 19.应用启动完成后，执行 CommandLineRunner

一张Spring启动顺序图

Hellow！我们一起看一下这张 Spring启动顺序图 在这里插入图片描述

我们对Spring启动原理有多少理解呢

我在这里为大家准备了一些很细节但贯穿整个spring启动流程的常见问题：

Spring常见的流量入口有哪些？
SpringBoot集成Tomcat，如果Http流量先进入了，此时Spring还未启动完成，怎么办？那Tomcat是何时开启端口对外服务的呢？
Spring集成RPC框架，RPC框架何时注册暴露服务，在Spring那个扩展点注册呢？
Spring集成MQ消费组，MQ消费者何时开始消费，在Spring那个扩展点“注册消费者”？
Spring还未完全启动，在 PostConstruct 中调用 getBeanByAnnotation 能否获得准确的结果？；
项目应该如何监听 Spring 的启动就绪事件？项目如何监听Spring 刷新事件？
Spring就绪事件和刷新事件的执行顺序和区别？
Http 流量入口何时启动完成？
PostConstruct 中方法依赖ApplicationContextAware拿到 ApplicationContext，两者的顺序谁先谁后？是否会出现空指针!
init-method、PostConstruct、afterPropertiesSet 三个方法的执行顺序?
如上10个问题，作为在Spring框架中苦苦挣扎的你，能理解并解答出几个呢？

一起看一下Spring有那些扩展点和启动过程有关

BeanFactoryAware 可在Bean 中获取BeanFactory 实例
ApplicationContextAware 可在Bean 中获取ApplicationContext 实例
BeanNameAware 可以在Bean中得到它在IOC容器中的Bean的实例的名字。
ApplicationListener 可监听ContextRefreshedEvent 等
CommandLineRunner 整个项目启动完毕后，自动执行
SmartLifecycle#start在Spring Bean实例化完成后，执行start 方法。
使用@PostConstruct注解，用于Bean实例初始化
实现InitializingBean接口，用于Bean实例初始化
xml中声明init-method方法，用于Bean实例初始化
Configuration 配置类通过@Bean注解注册Bean到Spring
BeanPostProcessor 在Bean的初始化前后，植入扩展点！
BeanFactoryPostProcessor 在BeanFactory 创建后植入扩展点

通过打印日志学习Spring的执行顺序

我们通过代码实验，验证一下以上扩展点的执行顺序
1.声明TestSpringOrder分别集成以下接口，并在接口方法中实现，日志打印该接口名称。

public class TestSpringOrder implementsApplicationContextAware,BeanFactoryAware, InitializingBean, SmartLifecycle, BeanNameAware, ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>, CommandLineRunner,SmartInitializingSingleton {
@Override
public void afterPropertiesSet() throws Exception {log.error("启动顺序:afterPropertiesSet");
}@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {log.error("启动顺序:setApplicationContext");
}

2.TestSpringOrder使用PostConstruct注解初始化，声明init-method方法初始化

@PostConstruct
public void postConstruct() {log.error("启动顺序:post-construct");
}public void initMethod() {log.error("启动顺序:init-method");
}

3.新建TestSpringOrder2继承

public class TestSpringOrder3 implementsBeanPostProcessor, BeanFactoryPostProcessor {@Overridepublic Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {log.error("启动顺序:BeanPostProcessor postProcessBeforeInitialization beanName:{}", beanName);return bean;}@Overridepublic Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {log.error("启动顺序:BeanPostProcessor postProcessAfterInitialization beanName:{}", beanName);return bean;}@Overridepublic void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {log.error("启动顺序:BeanFactoryPostProcessor postProcessBeanFactory ");}
}

执行以上代码后，可以在日志中看到启动顺序！

2023-11-25 18:10:53,748 [main] ERROR (TestSpringOrder3:37) - 启动顺序:BeanFactoryPostProcessor postProcessBeanFactory 
2023-11-25 18:10:59,299 [main] ERROR (TestSpringOrder:53) - 启动顺序:构造函数 TestSpringOrder
2023-11-25 18:10:59,316 [main] ERROR (TestSpringOrder:127) - 启动顺序: Autowired
2023-11-25 18:10:59,316 [main] ERROR (TestSpringOrder:129) - 启动顺序:setBeanName
2023-11-25 18:10:59,316 [main] ERROR (TestSpringOrder:111) - 启动顺序:setBeanFactory
2023-11-25 18:10:59,316 [main] ERROR (TestSpringOrder:121) - 启动顺序:setApplicationContext
2023-11-25 18:10:59,316 [main] ERROR (TestSpringOrder3:25) - 启动顺序:BeanPostProcessor postProcessBeforeInitialization beanName:testSpringOrder
2023-11-25 18:10:59,316 [main] ERROR (TestSpringOrder:63) - 启动顺序:post-construct
2023-11-25 18:10:59,317 [main] ERROR (TestSpringOrder:116) - 启动顺序:afterPropertiesSet
2023-11-25 18:10:59,317 [main] ERROR (TestSpringOrder:46) - 启动顺序:init-method
2023-11-25 18:10:59,320 [main] ERROR (TestSpringOrder3:31) - 启动顺序:BeanPostProcessor postProcessAfterInitialization beanName:testSpringOrder
2023-11-25 18:17:21,563 [main] ERROR (SpringOrderConfiguartion:21) - 启动顺序: @Bean 注解方法执行
2023-11-25 18:17:21,668 [main] ERROR (TestSpringOrder:58) - 启动顺序:SmartInitializingSingleton
2023-11-25 18:17:21,675 [main] ERROR (TestSpringOrder:74) - 启动顺序:start
2023-11-25 18:17:23,508 [main] ERROR (TestSpringOrder:68) - 启动顺序:ContextRefreshedEvent
2023-11-25 18:17:23,574 [main] ERROR (TestSpringOrder:79) - 启动顺序:CommandLineRunner

实例化和初始化的区别

new TestSpringOrder()：new 创建对象实例，即为实例化一个对象；执行该Bean的 init-method 等方法为初始化一个Bean。注意初始化和实例化的区别

Spring重要扩展点的启动顺序

1.BeanFactoryPostProcessor

BeanFactory初始化之后，所有的Bean定义已经被加载，但Bean实例还没被创建（不包括BeanFactoryPostProcessor类型）。Spring IoC容器允许BeanFactoryPostProcessor读取配置元数据，修改bean的定义，Bean的属性值等。

2.实例化Bean

Spring 调用java反射API 实例化 Bean。等同于 new TestSpringOrder();

3.Autowired装配依赖

Autowired是借助于 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 解析 Bean 的依赖，装配依赖。如果被依赖的Bean还未初始化，则先初始化被依赖的Bean。在 Bean实例化完成后，Spring将首先装配Bean依赖的属性。

4.BeanNameAware

setBeanName();

5.BeanFactoryAware

setBeanFactory();

6.ApplicationConextAware setApplicationContext

在Bean实例化前，会率先设置Aware接口，例如 BeanNameAware BeanFactoryAware ApplicationContextAware 等

7.BeanPostProcessor postProcessBeforeInitialization

如果我想在 bean初始化方法前后要添加一些自己逻辑处理。可以提供 BeanPostProcessor接口实现类，然后注册到Spring IoC容器中。在此接口中，可以创建Bean的代理，甚至替换这个Bean。

8.PostConstruct 执行

接下来 Spring会依次调用 Bean实例初始化的三大方法。

9.InitializingBean

afterPropertiesSet();

10.init-method

方法执行

11.BeanPostProcessor postProcessAfterInitialization

在 Spring 对Bean的初始化方法执行完成后，执行该方法

12.其他Bean 实例化和初始化

Spring 会循环初始化Bean。直至所有的单例Bean都完成初始化

13.所有单例Bean 初始化完成后

14.SmartInitializingSingleton Bean实例化后置处理

该接口的执行时机在所有的单例Bean执行完成后。例如Spring 事件订阅机制的 EventListener注解，所有的订阅者都是在这个位置被注册进 Spring的。而在此之前，Spring Event订阅机制还未初始化完成。所以如果有 MQ、Rpc 入口流量在此之前开启，Spring Event就可能出问题！

所以强烈建议 Http、MQ、Rpc 入口流量在 SmartInitializingSingleton 之后开启流量。

Http、MQ、Rpc 入口流量必须在 SmartInitializingSingleton 之后开启流量!

15.Spring 提供的扩展点，在所有单例Bean的 EventListener等组件全部启动完成后，即Spring启动完成，则执行 start 方法。在这个位置适合开启入口流量！

Http、MQ、Rpc 入口流量适合在 SmartLifecyle 中开启

16.发布 ContextRefreshedEvent 方法

该事件会执行多次，在 Spring Refresh 执行完成后，就会发布该事件！

17.注册和初始化 Spring MVC

SpringBoot 应用，在父级 Spring启动完成后，会尝试启动内嵌式 tomcat容器。在此之前，SpringBoot会初始化 SpringMVC 和注册DispatcherServlet到Web容器。

18.Tomcat/Jetty 容器开启端口

SpringBoot 调用内嵌式容器，会开启并监听端口，此时Http流量就开启了。

19.应用启动完成后，执行 CommandLineRunner

SpringBoot 特有的机制，待所有的完全执行完成后，会执行该接口 run方法。值得一提的是，由于此时Http流量已经开启，如果此时进行本地缓存初始化、预热缓存等，稍微有些晚了！在这个间隔期，可能缓存还未就绪！
所以预热缓存的时机应该发生在入口流量开启之前，比较合适的机会是在 Bean初始化的阶段。虽然在Bean初始化时 Spring尚未完成启动，但是调用 Bean预热缓存也是可以的。但是注意：不要在 Bean初始化时使用 Spring Event，因为它还未完成初始化。

此篇讲解启动顺序，关于启动原理问题的解答请见 透彻理解Springboot启动原理（二）