SpringBoot启动分析

最新推荐文章于 2025-03-28 10:15:00 发布

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分类专栏： spring 文章标签： spring boot java ioc

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本文详细分析了SpringBoot的启动流程，从创建SpringApplication到执行run方法，涵盖配置加载、容器实例化、依赖注入、事件监听等核心步骤。重点讨论了IOC容器的启动阶段，包括BeanDefinition的注册和实例化，以及容器的刷新过程，特别是ConfigurationClassPostProcessor在自动配置中的作用。

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SpringBoot启动分析

1）IOC之容器启动阶段
这个阶段主要会进行：加载配置文件并解析，然后将解析后的数据封装为BeanDefinition实例，最后把这些保存了bean定义的BeanDefinition，注册到相应的BeanDefinitionRegistry，这样容器的启动工作就完成了。

配置文件:类似的有xml配置文件还有自动配置类

2）IOC之容器实例化阶段
当某个请求通过BeanFactory的getBean方法请求某个对象，或者因为依赖关系容器需要隐式的调用getBean时，就会触发第二阶段的活动：容器会首先检查所请求的对象之前是否已经实例化完成。如果没有，则会根据注册的BeanDefinition所提供的信息实例化被请求对象，并为其注入依赖。当该对象装配完毕后，容器会立即将其返回给请求方法使用。

注入依赖:依赖注入(Dependency Injection)和控制反转(Inversion of Control)是同一个概念。具体含义是:当某个角色(可能是一个Java实例，调用者)需要另一个角色(另一个Java实例，被调用者)的协助时，在传统的程序设计过程中，通常由调用者来创建被调用者的实例。但在Spring里，创建被调用者的工作不再由调用者来完成，因此称为控制反转;创建被调用者实例的工作通常由Spring容器来完成，然后注入调用者，因此也称为依赖注入

而在实际场景下，我们更多的使用另外一种类型的容器：ApplicationContext，它构建在BeanFactory之上，属于更高级的容器，除了具有BeanFactory的所有能力之外，还提供对事件监听机制以及国际化的支持等。它管理的bean，在容器启动时全部完成初始化和依赖注入操作。

分析spring启动

创建spirngApplication

1. 将主启动类存储到LinkedHashSet

2. 设置启动器

3. 设置监听器

4. 在栈中找到main方法执行

设置启动器和设置监听器都是通过SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames再找到loadSpringFactories，从"META-INF/spring.factories"加载出类名，再通过反射加载出来的

执行run方法

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        stopWatch.start();
        ConfigurableApplicationContext context = null;
        Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
        configureHeadlessProperty();
//1.通过SpringFactoriesLoader查找并加载所有的SpringApplicationRunListeners，通过调用
//starting()方法通知所有的SpringApplicationRunListeners：应用开始启动了
        SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
        listeners.starting();
        try {
//2.创建并配置当前应用将要使用的Environment  加载系统配置以及用户的自定义配置
            ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
                    args);
            ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                    applicationArguments);
            configureIgnoreBeanInfo(environment);
//3.打印banner
            Banner printedBanner = printBanner(environment);
//4.根据是否是web项目，来创建不同的ApplicationContext 空的IOC 容器
            context = createApplicationContext();
//5.创建一系列FailureAnalyzer
            exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
                    SpringBootExceptionReporter.class,
                    new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
//6.IOC容器的前置处理 调用初始化器 加载启动类，注入容器
            prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                    printedBanner);
//7.调用ApplicationContext的refresh()方法,刷新容器
            refreshContext(context);
           // IOC容器的后置处理
            afterRefresh(context, applicationArguments);
            //8.查找当前context中是否注册有CommandLineRunner和ApplicationRunner，如果有则遍历执行它们。
            stopWatch.stop();
            if (this.logStartupInfo) {
                new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
                        .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
            }
            listeners.started(context);
            callRunners(context, applicationArguments);
        }
        catch (Throwable ex) {
            handleRunFailure(context, listeners, exceptionReporters, ex);
            throw new IllegalStateException(ex);
        }
        listeners.running(context);
        return context;
    }

1. 获取并运行启动监听器

SpringApplicationRunListeners listeners = this.getRunListeners(args);
如何获取
loadFactoryNames()方法从spring.factorie获取

SimpleApplicationEventMulticaster将前面的监听器注册进来

这个运行监听器内部有一个事件广播器(SimpleApplicationEventMulticaster)，主要用来广播特定的事件(SpringApplicationEvent)来触发特定的监听器ApplicationListener。

EventPublishingRunListener是ApplicationListener的父类

EventPublishingRunListener中的每个方法用来触发SpringApplicationEvent中的不同子类。

2. 环境构建

这一步主要用于加载系统配置以及用户的自定义配置(application.properties)，源码如下，在run()方法中：

ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments);

3. 创建IOC容器

根据webApplicationType决定创建的类型，很显然，我这里的是servlet，因此创建的是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。

这一步仅仅是创建了IOC容器，未有其他操作。

4. IOC容器的前置处理

这一步真是精华了，在刷新容器之前做准备，其中有一个非常关键的操作：调用初始化器，自定义的ApplicationContextInitializer放在META-INF/spring.factories中，在此时也是会被调用。并且将启动类注入容器，为后续的自动化配置奠定基础。源码如下：

prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,printedBanner);

5. 刷新容器

刷新容器

protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) {
    Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);
    //调用创建的容器applicationContext中的refresh()方法
    ((AbstractApplicationContext)applicationContext).refresh();
}
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        /**
         * 刷新上下文环境
         */
        prepareRefresh();

        /**
         * 初始化BeanFactory，解析XML，相当于之前的XmlBeanFactory的操作，
         */
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

        /**
         * 为上下文准备BeanFactory，即对BeanFactory的各种功能进行填充，如常用的注解@Autowired @Qualifier等
         * 添加ApplicationContextAwareProcessor处理器
         * 在依赖注入忽略实现*Aware的接口，如EnvironmentAware、ApplicationEventPublisherAware等
         * 注册依赖，如一个bean的属性中含有ApplicationEventPublisher(beanFactory)，则会将beanFactory的实例注入进去
         */
        prepareBeanFactory(beanFactory);

        try {
            /**
             * 提供子类覆盖的额外处理，即子类处理自定义的BeanFactoryPostProcess
             */
            postProcessBeanFactory(beanFactory);

            /**
             * 激活各种BeanFactory处理器,包括BeanDefinitionRegistryBeanFactoryPostProcessor和普通的BeanFactoryPostProcessor
             * 执行对应的postProcessBeanDefinitionRegistry方法 和  postProcessBeanFactory方法
             */
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

            /**
             * 注册拦截Bean创建的Bean处理器，即注册BeanPostProcessor，不是BeanFactoryPostProcessor，注意两者的区别
             * 注意，这里仅仅是注册，并不会执行对应的方法，将在bean的实例化时执行对应的方法
             */
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);

            /**
             * 初始化上下文中的资源文件，如国际化文件的处理等
             */
            initMessageSource();

            /**
             * 初始化上下文事件广播器，并放入applicatioEventMulticaster,如ApplicationEventPublisher
             */
            initApplicationEventMulticaster();

            /**
             * 给子类扩展初始化其他Bean
             */
            onRefresh();

            /**
             * 在所有bean中查找listener bean，然后注册到广播器中
             */
            registerListeners();

            /**
             * 设置转换器
             * 注册一个默认的属性值解析器
             * 冻结所有的bean定义，说明注册的bean定义将不能被修改或进一步的处理
             * 初始化剩余的非惰性的bean，即初始化非延迟加载的bean
             */
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            /**
             * 通过spring的事件发布机制发布ContextRefreshedEvent事件，以保证对应的监听器做进一步的处理
             * 即对那种在spring启动后需要处理的一些类，这些类实现了ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>，
             * 这里就是要触发这些类的执行(执行onApplicationEvent方法)
             * 另外，spring的内置Event有ContextClosedEvent、ContextRefreshedEvent、ContextStartedEvent、ContextStoppedEvent、RequestHandleEvent
             * 完成初始化，通知生命周期处理器lifeCycleProcessor刷新过程，同时发出ContextRefreshEvent通知其他人
             */
            finishRefresh();
        }

        finally {
    
            resetCommonCaches();
        }
    }
}

调用ApplicationContext的refresh()方法,刷新容器

这里的刷新和spring中刷新原理类似，这里重点关注invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);方法，主要完成获取到所有的BeanFactoryPostProcessor来对容器做一些额外的操作，通过源可以进入到PostProcessorRegistrationDelegate类
的invokeBeanFactoryPostProcessors()方法，会获取类型为BeanDefinitionRegistryPostProcessor的beanorg.springframework.context.annotation.internalConfigurationAnnotationProcessor，对应的Class为ConfigurationClassPostProcessor。ConfigurationClassPostProcessor用于解析处理各种注解，包括：@Configuration、@ComponentScan、@Import、@PropertySource、@ImportResource、@Bean。当处理@import注解的时候，就会调用<自动配置>这一小节中的EnableAutoConfigurationImportSelector.selectImports()来完成自动配置功能

6. IOC容器的后置处理

afterRefresh(context, applicationArguments);
默认为空，如果有自定义需求可以重写，比如打印一些启动结束日志等。

7. 发出结束执行的事件

同样是EventPublishingRunListener这个监听器，广播ApplicationStartedEvent事件。

但是这里广播事件和前几次不同，并不是广播给SpringApplication中的监听器（在构建过程中从spring.factories文件获取的监听器）。因此在IOC容器中注入的监听器（使用@Component等方式注入的）也能够生效。前面几个事件只有在spring.factories文件中设置的监听器才会生效。

跟着代码进入，可以看到started()方法源码如下：

[](https://gitee.com/chenjiabing666/BlogImage/raw/master/Spring Boot 启动流程源码分析/18.png)

这里并没有用事件广播器SimpleApplicationEventMulticaster广播事件，而是使用ConfigurableApplicationContext直接在IOC容器中发布事件。

8. 执行Runners

callRunners(context, applicationArguments);

[外链图片转存中…(img-WegKi546-1627550283767)]