SpringBoot 通过SpringApplication 引导启动

SpringBoot 通过SpringApplication 引导启动

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​​通过SpringApplication开始引导启动​​​​new SpringApplication——创建引导启动的实例​​​​run()——开始引导启动​​

​​new StopWatch()——创建计时器​​​​configureHeadlessProperty()——配置Headless模式​​​​SpringApplicationRunListener.start()——获取监听器,启动监听​​​​prepareEnvironment()——准备环境，创建ConfigurableEnvironment对象​​​​printBanner()——打印横幅​​​​createApplicationContext()——创建应用程序上下文并加载Bean​​​​prepareContext()——准备ApplicationContext​​​​refreshContext()——刷新上下文​​

​​prepareRefresh()——准备刷新​​​​prepareBeanFactory()——准备BeanFactory​​​​postProcessBeanFactory()——后置处理BeanFactory​​​​invokeBeanFactoryPostProcessors()——实例化并调用BeanFactoryPostProcessor​​​​registerBeanPostProcessors()——注册Bean后置处理器​​​​initMessageSource()——初始化MessageSource​​​​initApplicationEventMulticaster()——初始化ApplicationEventMulticaster​​​​onRefresh()——刷新应用程序​​​​registerListeners()——注册监听器​​​​finishBeanFactoryInitialzation()——初始化容器中的Bean​​​​finishRefresh()——完成刷新​​

​​afterRefresh()——留给子类的钩子函数​​​​启动完成​​​​准备运行​​

​​总结​​

通过SpringApplication开始引导启动

​​SpringApplication​​类是用来执行Spring框架启动的引导类。有两种方式可以进行启动引导：

通过静态方法​​SpringApplication.run​​启动。先创建​​SpringApplication​​​实例，在调用的实例方法​​run​​进行启动。

无论是以上哪种方式，最终都是通过创建​​SpringApplication​​​实例，在调用​​run()​​启动。

new SpringApplication——创建引导启动的实例

在创建​​SpringApplication​​实例的时候，会根据用户输入和工程环境做一些基础配置，供之后引导启动中使用。

设置ResourceLoader和PrimarySources从类中加载initializer和listener放在集合设置是否为Web环境(先确认用户是否指定，未指定则根据工程目录下是否有servlet相关环境)从工程环境中决定主入口的类

run()——开始引导启动

new StopWatch()——创建计时器

​​StopWatch​​​是​​springframework.util​​​中提供的一个工具类，在启动过程中使用​​StopWatch​​是为了记录启动花费的时间。

configureHeadlessProperty()——配置Headless模式

Headless模式是在环境缺少显示器等设备情况下的一种配置，和我们启动流程并无太多关系，不做介绍。

SpringApplicationRunListener.start()——获取监听器,启动监听

监听器可以用来监听​​SpringApplication​​​启动过程中的各个阶段。默认的监听器是​​EventPublishRunListener​​​，用户也可以通过实现​​SpringApplicationRunListener​​​接口，实现应用程序对​​SpringApplication​​启动过程的监听。

❝在 resources/META-INF 下建立 spring.factories 文件，文件中添加 key=value 形式，其中 key 为 SpringApplicationRunListener 的全路径名，value 为应用程序对该接口的实现类(类需要一个参数类型为 SpringApplication 和 String 数组的构造函数，用于通过反射创建实例)。❞

prepareEnvironment()——准备环境，创建ConfigurableEnvironment对象

在这一步，SpringApplication会创建Spring启动所需的环境，这个环境主要由​​ConfigurableEnviroment​​对象表示。首先，该对象确认了程序是否需要设置Web环境，其次，该对象还确定了程序所需要的参数和读取的配置文件等信息。

此步骤会回调​​SpringApplicationRunListener​​​的​​environmentPrepared()​​方法，通知监听器环境已经准备好。

printBanner()——打印横幅

这一步骤其实和启动并没有太大关系，只是会向控制台或是日志中输出Spring的Logo和版本信息。

createApplicationContext()——创建应用程序上下文并加载Bean

在准备好环境之后，接下来要做的就是创建应用程序上下文​​ApplicationContext​​​对象。​​​ApplicationContext​​是Spring IoC的核心组件，它不仅是程序所需Bean的容器，还提供了国际化，事件发布等功能。

在创建应用程序上下文的时候，首先会根据之前配置决定上下文的具体类型（​​AnnotationConfigApplicationContext​​​或是​​AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext​​​）。 再通过反射实例化到对象。

prepareContext()——准备ApplicationContext

虽然已经得到了​​ApplicationContext​​​对象，但此时的对象还只是一个空白对象，需要准备和处理后，​​ApplicationContext​​才能被使用。

在准备过程中主要做了做了几件事： 为ApplicationContext设置之前准备好的​​​Environment​​对象。

通过对ApplicationContext后置处理或是BeanDefinitionLoader等方式往容器中添加一些初始的Bean。

应用默认的初始化器初始化应用程序上下文(责任链模式的应用，多个初始化器形成一个List，应用程序需要被每个初始化器应用一次，每个初始化器有自己的职责)。

准备过程中​​ApplicationRunListener​​​发出两个消息，分别是​​contextPrepared​​​和​​contextLoaded​​。

refreshContext()——刷新上下文

在应用程序上下文准备好后，可以通过刷新应用程序上下文发现Bean并加载到容器中。​​​refreshContext()​​​会调用​​ApplicationContext.refresh()​​方法。

​​AbstractApplicationContext​​​中定义了​​refresh()​​方法的基本框架(模板模式的应用)。

prepareRefresh()——准备刷新

准备刷新的阶段做了初始化和校验的工作。比如初始化启动时间，初始化​​PropertySources​​(在AbstractApplicationContext中只是一个空方法，留给子类根据需要实现)，以及校验环境中是否已经有必要的参数。

prepareBeanFactory()——准备BeanFactory

❝​​BeanFactory​​​是 Spring 框架中容器的底层实现，所有的 Bean 都存放在​​BeanFactory​​​中，虽然​​ApplicationContext​​​也实现了​​BeanFactory​​​接口，但是在其内部还是将获取 Bean 的相关操作委托给内部的​​DefaultListableBeanFactory​​​变量，只是​​ApplicationContext​​帮用户屏蔽了底层的操作，同时提供出一些更符合外部用户使用的接口。❞

对BeanFactory的准备主要是： 添加一些必要组件，比如类加载器，表达式解析器，属性编辑器注册表等。

以及一些后置处理器，比如​​ApplicationContextAwareProcessor​​​(​​xxxAware​​​的接口就是通过后置处理器在Bean创建的时候，通过后置处理器设置的)。 此外还有一些特殊的Bean，​​​environment​​​,​​systemProperties​​​和​​systemEnvirnoment​​。

postProcessBeanFactory()——后置处理BeanFactory

对于非WebServlet环境的ApplicationContext而言这个方法是个空方法，但是Web环境下的ApplicationContext会通过这个方法定制一些后处理动作，比如添加​​WebApplicationContextServletAwareProcessor​​​后置处理器，添加在web环境中可能使用的Scope（​​session​​​和​​request​​）。

invokeBeanFactoryPostProcessors()——实例化并调用BeanFactoryPostProcessor

​​BeanFactoryPostProcessor​​​是一种特殊的后置处理器，其操作的对象是针对​​BeanFactory​​​。 此时主要有三个后置处理器，分别是:​​​SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer$CachingMetadataReaderFactoryPostProcessor​​​,​​ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer$ConfigurationWarningsPostProcessor​​​和​​ConfigFileApplicationListener$PropertySourceOrderingPostProcessor​​。这三个类名字虽然很长，但是其实是因为内部类的关系，而且我们看名字也能发现类是怎么来的(外部类是xxxInitializer的就说明是初始化器设置的)。

其中第一个类和启动流程有关，因为它会向容器注册​​ConfigurationClassPostProcessor​​。

如果​​BeanFactoryPostProcessor​​​同时又是​​BeanDefinitionRegistryPostProcessor​​​，则先进行针对BeanDefinition注册表的后置处理，目的是为了发现Bean。 在最初的三个​​​BeanFactoryProcessor​​​后置处理完成后，会从容器中获取​​BeanDefinitionRegistryPostProcessor​​​类型的后置处理器（这里主要会得到刚才加载的​​ConfigurationClassPostProcessor​​实例）。再调用这些BeanDefinitionRegistry的后置处理器，继续向发现并向容器中注册新的Bean。

❝这里主要是通过@Configuration注解作为入口发现Bean，如果发现的Bean中又存在新的​​@Configuration​​Bean，则以此Bean为入口再进行发现，直到所有的Bean都被发现。❞

在针对BeanDefinition注册表的后置处理完成（发现Bean的过程）中，如果找到了​​BeanFactoryPostProcessor​​​(包括最初的三个​​BeanFatoryProcessor​​)，会进行针对BeanFactory的后置处理过程（之前只是进行针对注册表的后置处理，二者的目的还是有区别的）。

❝注意 Bean的发现过程只是向BeanDefinition注册表注册BeanDefinition的过程，并没有针对发现的Bean进行实例化（少部分需要用到的Bean会进行实例化，比如这部分会对BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的Bean实例化）。❞

registerBeanPostProcessors()——注册Bean后置处理器

上一步是针对​​BeanFactory​​​和​​BeanDefinitionRegistry​​​的后置处理器，这一步从BeanFactory中获取针对普通Bean的后置处理器​​BeanFactoryPostProcessor​​​放到专门的容器​​beanPostProcessors​​中。

initMessageSource()——初始化MessageSource

​​MessageSource​​是拥有特殊功能的Bean，用来处理国际化相关内容。

initApplicationEventMulticaster()——初始化ApplicationEventMulticaster

​​ApplicationEventMulticaster​​是ApplicationEvent广播器，可以通过这个对象向容器中添加移除Listener，也可以通过这个对象发布事件（观察者模式的应用）。

onRefresh()——刷新应用程序

发现了所有的Bean，并且需要实例化的Bean也都被创建好了之后，Spring接下去要做的是创建​​ThemeSource​​（和主题相关的组件），以及创建Webserver(如果是Web环境的话)。

registerListeners()——注册监听器

这一步会将初始化得到的​​ApplicationListener​​​方法和容器中获得​​ApplicationListener​​​一起注册到​​ApplicationEventMulticaster​​中，并且如果存在需要早起发布的事件，则发布事件。

finishBeanFactoryInitialzation()——初始化容器中的Bean

经过之前的步骤，现在容器中必要的组件都已经准备好了，并且所有需要容器管理的Bean也都已经被发现注册成BeanDefinition注册表中。 对于Scope是Singleton的Bean而言，此时已经具备了实例化Bean的条件，因此在这一步中，Spring会对所有Singleton且非lazy-init的Bean进行实例化。 主要做法就是获取容器中所有为singletion且非lazyInit的BeanDefinition，然后通过getBean创建出Bean的实例，保存在容器内部。

❝有一种特殊的情况是针对​​FactoryBean​​​，FactoryBean是一种用来创建Bean的特殊Bean，在得到​​FactoryBean​​​的Bean之后，还需要判断是否要创建​​FactoryBean​​负责创建的Bean。❞

Bean的实例化过程​​getBean()​​再以后的文章中再介绍。

finishRefresh()——完成刷新

在这步主要是一些资源清理以及注册​​LifeCycleProcessor​​​。​​LifeCycleProcessor​​​可以用来在 Spring 生命周期的​​refresh​​​和​​close​​​时触发回调。 并且发布Refresh的消息。

afterRefresh()——留给子类的钩子函数

在Application完成刷新后，​​SpringApplication​​​给子类留了​​afterRefresh()​​的方法作为回调。

启动完成

启动完成后，stopWatch会记录下本次启动消费的时间。 然后向​​​ApplicationRunListener​​​发布​​started​​事件,说明已经启动就绪。

准备运行

启动完成后，正式运行前，SpringApplication还会执行用户定义的​​ApplicationRunner​​​和​​CommandLineRunner​​​两个接口中定义的​​run()​​​方法。 在执行完成后，向​​​ApplicationRunListener​​​发布​​runing​​​的消息。 至此，启动流程结束。

总结

本文旨在对SpringBoot启动流程各个步骤做一次梳理（本文的段落标题就是启动的各个步骤，不同等级的标题也含有方法前后调用的关系），并没有对每行代码做深入分析。如果感兴趣的读者可以对照流程自己分析一遍。

另外，在贴一份整理的不错的流程图帮助大家加深印象。

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