Springboot的启动流程

Spring Boot 的启动流程是一个高度封装但逻辑清晰的过程，核心目标是将 Spring 应用上下文（ApplicationContext）初始化并启动，最终使应用进入就绪状态。以下是 Spring Boot 启动流程的详细解析，按阶段划分并说明关键步骤和核心类。

一、启动入口：main 方法与 SpringApplication.run()

Spring Boot 应用的启动通常从 main 方法开始，用户通过调用 SpringApplication.run(Class<?> primarySource, String... args) 启动应用。这是启动流程的起点。

关键代码片段：

@SpringBootApplication
public class MyApp {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApp.class, args); // 启动入口
    }
}

执行逻辑：

1. 创建 SpringApplication 实例：
   SpringApplication.run() 方法内部会创建 SpringApplication 对象，传入主配置类（如 MyApp.class）和命令行参数 args。
   SpringApplication 是启动流程的核心协调类，负责初始化环境、上下文和启动应用。

2. 调用 run 方法：
   SpringApplication 的 run 方法是启动流程的总控制器，负责执行以下核心步骤：

   • 准备环境（Environment）
   • 创建并刷新应用上下文（ApplicationContext）
   • 发布启动完成事件（ApplicationReadyEvent）

二、阶段一：初始化 SpringApplication

SpringApplication 构造时完成以下关键初始化：

1. 确定应用类型（Application Type）

根据类路径中的依赖（如 spring-boot-starter-web）判断应用类型（WebApplicationType）：

• NONE：无 Web 支持（普通 Spring 应用）。
• SERVLET：基于 Servlet 的 Web 应用（如 Spring MVC）。
• REACTIVE：基于 Reactive 的 Web 应用（如 Spring WebFlux）。

示例：若类路径中存在 DispatcherServlet，则应用类型为 SERVLET。

2. 收集初始配置（Initializers and Listeners）

• ApplicationContextInitializer：从 META-INF/spring.factories 中加载所有 ApplicationContextInitializer 实现类（如 ContextIdApplicationContextInitializer），用于初始化上下文。
• ApplicationListener：加载所有 ApplicationListener 实现类（如 LoggingApplicationListener），用于监听启动事件。

这些配置类会在后续阶段被调用，参与上下文初始化或事件处理。

3. 确定主配置类（Primary Source）

主配置类（如 MyApp.class）是用户标记了 @SpringBootApplication 的类，SpringApplication 会将其作为配置源之一，用于扫描 @Component、@Configuration 等注解。

三、阶段二：准备环境（Environment）

环境（Environment）是 Spring 应用的配置中心，存储了系统属性、环境变量、配置文件（如 application.properties）等键值对。SpringApplication 在创建上下文前会初始化环境。

关键步骤：

1. 创建 Environment 对象：
   根据应用类型创建对应的 Environment（如 StandardServletEnvironment 用于 Web 应用），默认包含 systemProperties 和 systemEnvironment 作为属性源。

2. 加载配置文件：

   • 从类路径、文件系统等位置加载 application.properties、application.yml 等配置文件。
   • 支持 @PropertySource 注解显式指定配置文件。

3. 处理命令行参数：
   将命令行参数（如 --server.port=8081）添加到环境中，覆盖配置文件中的同名属性。

4. 触发 ApplicationEnvironmentPreparedEvent：
   环境准备完成后，SpringApplication 发布 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 事件，通知监听器环境已就绪（如日志系统可在此阶段初始化）。

四、阶段三：创建并刷新应用上下文（ApplicationContext）

应用上下文（ApplicationContext）是 Spring 容器的核心，负责管理 Bean 的生命周期、依赖注入和配置。SpringApplication 会根据应用类型创建对应的上下文实现类：

应用类型	上下文实现类	说明
普通 Spring 应用	AnnotationConfigApplicationContext	基于注解的普通容器。
Servlet Web 应用	AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext	支持 Servlet 规范，包含 WebServer（如 Tomcat）。
Reactive Web 应用	AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext	支持 Reactive 规范（如 WebFlux）。

关键步骤：刷新上下文（refresh() 方法）

ApplicationContext 的 refresh() 方法是容器启动的核心，包含以下子步骤（简化流程）：

1. 准备刷新（Prepare Refresh）：

   • 标记上下文为“正在刷新”状态。
   • 初始化 BeanFactory（核心容器，存储 BeanDefinition 和 Bean 实例）。

2. 处理配置类（Process Configuration Classes）：

   • 扫描主配置类及其依赖的配置类（通过 @ComponentScan 或 @Import）。
   • 解析 @Bean、@ImportResource、@PropertySource 等注解，生成 BeanDefinition 并注册到 BeanFactory。

3. 初始化 BeanFactoryPostProcessor：
   调用所有 BeanFactoryPostProcessor 实现类（如 ConfigurationClassPostProcessor），允许自定义修改 BeanDefinition（如动态注册 Bean）。

4. 初始化 BeanPostProcessor：
   注册 BeanPostProcessor 实现类（如 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor、CommonAnnotationBeanPostProcessor），用于处理 Bean 的依赖注入和生命周期回调。

5. 初始化消息源（Message Source）：
   初始化 MessageSource（如 ReloadableResourceBundleMessageSource），用于国际化消息解析。

6. 初始化应用事件多播器（Application Event Multicaster）：
   初始化 ApplicationEventMulticaster（如 SimpleApplicationEventMulticaster），用于事件的发布和监听。

7. 注册监听器（Register Listeners）：
   将 ApplicationListener 实现类注册到事件多播器，以便接收后续事件。

8. 初始化所有单例 Bean（Finish Bean Initialization）：
   调用 BeanFactory 的 preInstantiateSingletons() 方法，实例化并初始化所有单例 Bean（通过 getBean() 触发）。

   • 对于 @Autowired、@Resource 注解的依赖，通过 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 完成注入。
   • 对于 InitializingBean、@PostConstruct 注解的 Bean，调用初始化方法。

9. 完成刷新（Finish Refresh）：

   • 标记上下文为“已刷新”状态。
   • 启动 WebServer（如 Tomcat），使 Web 应用进入就绪状态。

五、阶段四：发布启动完成事件（ApplicationReadyEvent）

上下文刷新完成后，SpringApplication 发布 ApplicationReadyEvent 事件，通知所有监听器应用已启动完成。此时：

• Web 应用的 DispatcherServlet 已初始化，可处理 HTTP 请求。
• 自定义的 ApplicationListener 可在此阶段执行启动后逻辑（如健康检查、定时任务启动）。

六、关键类与扩展点总结

Spring Boot 启动流程涉及多个核心类和扩展点，理解它们的协作关系有助于定位问题和自定义启动逻辑：

核心类/接口	作用
SpringApplication	启动流程的总控制器，负责环境准备、上下文创建和事件发布。
ApplicationContext	Spring 容器核心，管理 Bean 的生命周期和依赖注入（如 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext）。
Environment	配置中心，存储系统属性、环境变量、配置文件等键值对。
BeanFactoryPostProcessor	允许自定义修改 BeanDefinition（如动态注册 Bean）。
BeanPostProcessor	处理 Bean 的依赖注入（如 @Autowired）和生命周期回调（如 @PostConstruct）。
ApplicationListener	监听启动事件（如 ApplicationEnvironmentPreparedEvent、ApplicationReadyEvent）。

七、总结

Spring Boot 的启动流程可概括为：
main 方法 → SpringApplication 初始化 → 环境准备 → 上下文创建与刷新 → 发布启动完成事件。
每个阶段均有明确的职责和扩展点，开发者可通过自定义 ApplicationContextInitializer、BeanFactoryPostProcessor 或监听事件来干预启动流程，满足个性化需求。理解这一流程有助于深入掌握 Spring Boot 的核心机制，提升问题排查和定制开发能力。