SpringBoot源码解读——启动过程以及自动装配过程

这篇文章会很长很复杂，如果大家想直接知道结果就直接看下面这个结论即可；

如何回答自动装配原理？

不要再按照一些帖子上说的什么@SpringBootApplication注解=》@EableAutoConfiguration=》@Import什么什么的了，这样回答只会让面试官觉得你根本没看过源码，只是去网上找了一篇帖子来背的；

因此我们在回答的时候要给面试官一种感受：我看过且了解过且理解了这个原理；

 

 我们现在来逐步解析；

Spring和SpringBoot是什么关系？

SpringBoot其实就相当于一个脚手架，它是基于Spring为基石开发的；

SpringBoot项目的启动过程=》自动装配过程

我们在SpringBoot的启动类中会执行run方法，也就是启动该SpringBoot项目，我们来看看它在这个run方法里面做了什么；

准备工作：标记好对应的启动类解析启动类上的注解；

1.首先创建了一个SpringApplication对象，传入当前启动类并并执行run方法（核心逻辑）；

 2.在这个构造方法里面做了一些初始化工作：

  2.1 获取WebApplicationType（该知识点较为前沿不用深入理解）：我们一般的web应用都是寄托于Servlet，因此大部分情况下这里都是直接返回的Servlet，而if是为了判断是否是响应式编程-WebFlux（后续再讲）的类型

  2.2 setInitializers，setListeners方法；设置初始化器和设置监听器，点开内部的getSpringFactoriesInstances方法

2.3 进入到loadFactoryNames方法中，首先获取到传过来的类的名字，然后调用loadSpringFactories方法；

  2.4 首先先到缓存里面去获取，如果获取不到则通过类加载器，传入我们指定的目录（META-INF/spring.factories）去获取；再对该资源进行解析，然后调用PropertiesLoaderUtils的loadPropertiies方法加载回来形成一个Properties文件;最后再进行遍历，把符合规则的数据加到缓存map中去；

 

 

3.然后返回之后，在外面根据刚刚上面获取到的这些名称（类的全限定名）， 进行实例化操作创建出来具体对象

 4.这个时候初始化器的设置就完成了，然后接下来就是**监听器的设置**，逻辑都是相同的，只不过传入的类的名称不同罢了；

 5.deduceMainApplicationClass方法：，在该方法里面通过异常拿到我们的对应栈信息，然后通过main函数获取具体的启动类，然后最终返回这个类即可；

6.在创建完SpringApplication方法之后正式进入它的run方法：

第一步创建了一个stopWatch并调用start方法（记录一下开始时间）；

第二步创建一个ConfigurableApplicationContext上下文对象；

第三步创建了一个异常汇报器（不管）；

第四步调用configureHeadlessProperty方法（配置Headless的属性，不管）；

第五步获取监听器（上面初始化的时候已经设置了）；

第六步，开始启动（该监听器涉及到观察者模式，不细讲，主要就是调用监听器开启事件）；

第七部创建DefaultApplicationArguments对象（不管，是用来封装参数的）；

第八步prepareEnvironment方法，封装环境对象，添加相关属性；

第九步printBanner=》控制台打印的那个图像；

第十步createApplicationContext方法创建上下文对象；

第十一步给异常报告器赋值

从下面这个地方开始就是核心十分重要的东西了

7.prepareContext方法

通过这个名字我们可以猜测一下，它的作用是准备上下文，我们进入这个方法

第一步：设置环境对象；

第二步：执行上下文的处理程序（postProcessApplicationContext）；

第三步：应用初始化器

第四步：调用监听器的contextPrepared准备方法（又是观察者模式）；

第五步：记录一下日志信息

第六步：获取一下当前的容器getBeanFactory；

第七步：注册一个SpringApplicationArguments对象（不管）

第八步：再注册一个SpringBootBanner对象；

第九步： 判断一下我们Bean定义信息是否允许被覆盖

第十步：一直走到最后的load方法；

  它上面通过getAllSource方法去获取了一个sources的集合，这个primarySource就是我们初始化的时候设置的启动类，因此这个方法找的就是启动类=》目的是为了后续解析到启动类上的注解；

 

进入到load方法

创建BeanDefinition的加载器，然后进行一系列的赋值；

 

调用BeanDefinition加载器的load方法：

遍历一下我们的sources，启动类我们只有一个，因此只需要循环一次，然后调用load重载方法

匹配这个启动类的类型（是Class对象）并加载；

然后判断完了之后再次调用load重载方法

我们直接看下面的isEligible方法；

这个方法其实就是判断当前类是否能匹配到@Component注解；

如果能匹配到，则返回true，执行内部的this.annotatedReader.register方法；

这个annotatedReader其实就是一个注解读取器，用来读取目标类中的注解信息；

 

 我们把启动类放入register方法中，并不会完成注解的解析，它只是帮我们把启动类做一个最基本的标识（注册）：

这个时候load方法就结束了，回到外面

第十一步：执行监听器的contextLoaded方法;来告诉我们已经加载完成了；

8.refreshContext方法（十分重要）

出现了这个方法，它底部一定会调用refresh方法（自动装配的入口）：

而这一个方法里面又包含了13个方法：

prepareRefresh（准备刷新）

设置一些标志位，初始化一些最基本的容器；

obtainFreshBeanFactory

创建BeanFactory容器

prepareBeanFactory

为BeanFactory设置相关属性

postProcessBeanFactory

针对BeanFactory对象的后置处理器中的方法（前面已经讲过，这里就不再细说）

扩展机制，没有具体的实现，留给我们扩展的（模板方法模式）

invokeBeanFactoryPostProcessors

首先我们要明白，自动装配的实现就是为了从spring.factories文件中获取到对应的bean对象，并且由spring容器来帮我们管理，我们的Bean对象是要放在BeanFactory中，而我们知道SpringBoot是Spring的扩展实现，因此如果想要执行的话就得使用BeanFactory的后置处理器（BeanFactoryPostProcessor）；

而该方法其实就是调用BeanFactory后置处理方法（自动装配核心）

 我们可以看到这个方法内部特别长但是比较简单，它就是使用了大量BeanDefinitionRegistryPostProcessor这个接口，该接口是BeanFactoryPostProcessor的一个子接口，看它的名字就知道它是针对BeanDefinition对象的一个后置处理器

首先它去BeanFacotory里面去找有没有归属于BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的对象，  

 但是我们执行完之后发现它获取到的是下面这个：

 但是我们直接搜是搜不到这个对象的，但是这个时候我们打开一个类叫AnnotationConfigUtils，在这个类里面找到了这个名称：

 然后在这个类下面我们可以看到下面这串代码，也就是说如果当我们的类中包含了上面名称的对象的时候，它会帮我们创建一个RootBeanDefinition对象，而这个对象里面放的是ConfigurationClassPostProcessor这个类，而这个类是BeanDefinitionRegistryPostProcessor的实现类：

 也就是说我们去解析的类实际上是ConfigurationClassPostProcessor；

往下走，又执行了一个invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors方法来；

 

 最终到这个方法内部去

首先循环遍历，最终找到我们的启动类生成BeanDefinitionHolder对象添加到候选者对象中；

 解析贴了@Configuration注解  的类；

调用当前的解析器来进行解析候选对象（启动类）：

 进行类型的判断（在prepareContext方法中，我们将启动类标识为了AnnotatedBeanDefinition）；

 进入下面的parse

进入到这个processConfigurationClass方法中，扫描需要解析的类有哪些，然后再进入一个死循环进行解析，它会把带有继承关系的类全部解析下来，因此比较复杂：

首先它找到了我们的启动类，然后进入doProcessConfigurationClass方法中去：

首先判断启动类上面有没有@Component注解，如果有则进行相关解析；

再解析@PropertySource注解；

再解析@ComponentScan注解；

解析@Import注解；

我们不知道它怎么解析的，但是我们可以看到它这个方法后面有一个getImorts（sourceClass）方法，那么我们先进入这个方法去；

我们发现它创建了两个集合，然后进入到了collectIonImports方法中去

 在这个方法中，我们发现了这是一个递归操作，因为我们每一个注解下面的类又有其他的注解，例如我们的启动类@SpringBootApplication=》@EnableAutoConfiguration=》@Import，程序是不知道有多少层的，因此进行递归，拿到当前类的注解，遍历是否有@Import注解，如果没有则递归调用当前方法；

 最后我们收集到了两个import注解，并且找到了它后面导入的两个类，分别是AutoConfigurationImportSelector和AutoConfigurationPackagesRegistrar；

 然后返回到外面，开始处理@ImportResource注解

在解析完成之后回到最外面，调用process方法

 创建了一个集合对象，然后循环调用了处理器中的processGroupImports方法；

 先循环集合，然后通过getImports方法获取到import之后又进行了一次循环；

进入到getImports方法，这个时候我们遍历这个集合里面就只有导入选择器一个类了，继续进入到process方法：

 

 这里面有一个很重要的方法：getAutoConfigurationEntry；我们点进去

这个方法里面我们发现了一个很熟悉的方法：getCandidateConfigurations；如果还不熟悉，我们再进去

这样看的话就熟悉了吧，它调用了loadFactoryNames方法，里面调用的getSpringFactoriesLoaderFactoryClass方法返回了一个EnableAutoConfiguration类；

再进入这个方法里面，发现它已经有缓存了  

最终返回结果，然后在外面根据EnableAutoConfiguration类，取出对应的结果，也就是META-INFO/spring.factories中的所有的 EnableAutoConfiguration的值放进去，总共125个；

但是这些东西我们不是全部都用的到的，因此返回到外面去，检查一下我们要用到哪些，然后再把没有用到的remove掉，然后在remove掉之后，当前的Configuration中就只包含我们要用到的配置了（34个），并且其中还包含我们自定义的配置MyStarter；

 

到这一步就全部获取到了，后面的操作无非就是添加到对象中去并返回，然后再进行其他对象的实例化呗；

自动装配的过程就是以上这些，是非常复杂的，即使我们记住了，在面试的时候答完都差不多天昏地暗了，因此我们要思考如何简单易懂的回答出自动装配的原理

剩下的启动流程在后面会继续讲