4 SpringBoot 启动过程
在看源码的过程中,我们会看到以下四个类的方法经常会被调用,我们需要对一下几个类有点印象:
- ApplicationContextInitializer
- ApplicationRunner
- CommandLineRunner
- SpringApplicationRunListener
下面开始源码分析,先从 SpringBoot 的启动类的 run() 方法开始看,以下是调用链:SpringApplication.run() -> run(new Class[]{primarySource}, args) -> new SpringApplication(primarySources)).run(args)。
一直在run,终于到重点了,我们直接看 new SpringApplication(primarySources)).run(args) 这个方法。
上面的方法主要包括两大步骤:
创建 SpringApplication 对象。
运行 run() 方法。
4.1 创建 SpringApplication 对象
public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) { this.sources = new LinkedHashSet(); this.bannerMode = Mode.CONSOLE; this.logStartupInfo = true; this.addCommandLineProperties = true; this.addConversionService = true; this.headless = true; this.registerShutdownHook = true; this.additionalProfiles = new HashSet(); this.isCustomEnvironment = false; this.resourceLoader = resourceLoader; Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null"); // 保存主配置类(这里是一个数组,说明可以有多个主配置类) this.primarySources = new LinkedHashSet(Arrays.asList(primarySources)); // 判断当前是否是一个 Web 应用 this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath(); // 从类路径下找到 META/INF/Spring.factories 配置的所有 ApplicationContextInitializer,然后保存起来 this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class)); // 从类路径下找到 META/INF/Spring.factories 配置的所有 ApplicationListener,然后保存起来 this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class)); // 从多个配置类中找到有 main 方法的主配置类(只有一个) this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass(); }
4.2 运行run()方法
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) { // 创建计时器 StopWatch stopWatch = new StopWatch(); stopWatch.start(); // 声明 IOC 容器 ConfigurableApplicationContext context = null; Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList(); this.configureHeadlessProperty(); // 从类路径下找到 META/INF/Spring.factories 获取 SpringApplicationRunListeners SpringApplicationRunListeners listeners = this.getRunListeners(args); // 回调所有 SpringApplicationRunListeners 的 starting() 方法 listeners.starting(); Collection exceptionReporters; try { // 封装命令行参数 ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args); // 准备环境,包括创建环境,创建环境完成后回调 SpringApplicationRunListeners#environmentPrepared()方法,表示环境准备完成 ConfigurableEnvironment environment = this.prepareEnvironment(listeners, applicationArguments); this.configureIgnoreBeanInfo(environment); // 打印 Banner Banner printedBanner = this.printBanner(environment); // 创建 IOC 容器(决定创建 web 的 IOC 容器还是普通的 IOC 容器) context = this.createApplicationContext(); exceptionReporters = this.getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class, new Class[]{ConfigurableApplicationContext.class}, context); /* * 准备上下文环境,将 environment 保存到 IOC 容器中,并且调用 applyInitializers() 方法 * applyInitializers() 方法回调之前保存的所有的 ApplicationContextInitializer 的 initialize() 方法 * 然后回调所有的 SpringApplicationRunListener#contextPrepared() 方法 * 最后回调所有的 SpringApplicationRunListener#contextLoaded() 方法 */ this.prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); // 刷新容器,IOC 容器初始化(如果是 Web 应用还会创建嵌入式的 Tomcat),扫描、创建、加载所有组件的地方 this.refreshContext(context); // 从 IOC 容器中获取所有的 ApplicationRunner 和 CommandLineRunner 进行回调 this.afterRefresh(context, applicationArguments); stopWatch.stop(); if (this.logStartupInfo) { (new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)).logStarted(this.getApplicationLog(), stopWatch); } // 调用 所有 SpringApplicationRunListeners#started()方法 listeners.started(context); this.callRunners(context, applicationArguments); } catch (Throwable var10) { this.handleRunFailure(context, var10, exceptionReporters, listeners); throw new IllegalStateException(var10); } try { listeners.running(context); return context; } catch (Throwable var9) { this.handleRunFailure(context, var9, exceptionReporters, (SpringApplicationRunListeners)null); throw new IllegalStateException(var9); } }
4.3 小结
run() 阶段主要就是回调本节开头提到过的4个监听器中的方法与加载项目中组件到 IOC 容器中,而所有需要回调的监听器都是从类路径下的 META/INF/Spring.factories 中获取,从而达到启动前后的各种定制操作。
5 SpringBoot自动配置原理
5.1 @SpringBootApplication 注解
SpringBoot 项目的一切都要从 @SpringBootApplication 这个注解开始说起。
@SpringBootApplication 标注在某个类上说明:
- 这个类是 SpringBoot 的主配置类。
- SpringBoot 就应该运行这个类的 main 方法来启动 SpringBoot 应用。
该注解的定义如下:
@SpringBootConfiguration @EnableAutoConfiguration @ComponentScan( excludeFilters = {@Filter( type = FilterType.CUSTOM, classes = {TypeExcludeFilter.class} ), @Filter( type = FilterType.CUSTOM, classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class} )} ) public @interface SpringBootApplication { }
可以看到 SpringBootApplication 注解是一个组合注解(关于组合注解文章的开头有讲到),其主要组合了一下三个注解:
@SpringBootConfiguration:该注解表示这是一个 SpringBoot 的配置类,其实它就是一个 @Configuration 注解而已。
@ComponentScan:开启组件扫描。
@EnableAutoConfiguration:从名字就可以看出来,就是这个类开启自动配置的。嗯,自动配置的奥秘全都在这个注解里面。
5.2 @EnableAutoConfiguration 注解
先看该注解是怎么定义的:
@AutoConfigurationPackage @Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) public @interface EnableAutoConfiguration { }
@AutoConfigurationPackage
从字面意思理解就是自动配置包。点进去可以看到就是一个 @Import 注解:
@Import({Registrar.class})
,导入了一个 Registrar 的组件。关于 @Import 的用法文章上面也有介绍哦。
我们在 Registrar 类中的 registerBeanDefinitions 方法上打上断点,可以看到返回了一个包名,该包名其实就是主配置类所在的包。
一句话:@AutoConfigurationPackage 注解就是将主配置类(@SpringBootConfiguration标注的类)的所在包及下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器中。所以说,默认情况下主配置类包及子包以外的组件,Spring 容器是扫描不到的。
5.3 @Import({AutoConfigurationImportSelector.class})
该注解给当前配置类导入另外的 N 个自动配置类。(该注解详细用法上文有提及)。
配置类导入规则
那具体的导入规则是什么呢?我们来看一下源码。在开始看源码之前,先啰嗦两句。就像小马哥说的,我们看源码不用全部都看,不用每一行代码都弄明白是什么意思,我们只要抓住关键的地方就可以了。
我们知道 AutoConfigurationImportSelector 的 selectImports 就是用来返回需要导入的组件的全类名数组的,那么如何得到这些数组呢?
在 selectImports 方法中调用了一个 getAutoConfigurationEntry() 方法。
由于篇幅问题我就不一一截图了,我直接告诉你们调用链:在 getAutoConfigurationEntry() -> getCandidateConfigurations() -> loadFactoryNames()
。
在这里 loadFactoryNames()
方法传入了 EnableAutoConfiguration.class 这个参数。先记住这个参数,等下会用到。
loadFactoryNames() 中关键的三步:
- 从当前项目的类路径中获取所有 META-INF/spring.factories 这个文件下的信息。
- 将上面获取到的信息封装成一个 Map 返回。
- 从返回的 Map 中通过刚才传入的 EnableAutoConfiguration.class 参数,获取该 key 下的所有值。
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META-INF/spring.factories 探究
听我这样说完可能会有点懵,我们来看一下 META-INF/spring.factories 这类文件是什么就不懵了。当然在很多第三方依赖中都会有这个文件,一般每导入一个第三方的依赖,除了本身的jar包以外,还会有一个 xxx-spring-boot-autoConfigure,这个就是第三方依赖自己编写的自动配置类。我们现在就以 spring-boot-autocongigure 这个依赖来说。
可以看到 EnableAutoConfiguration 下面有很多类,这些就是我们项目进行自动配置的类。
一句话:将类路径下 META-INF/spring.factories 里面配置的所有 EnableAutoConfiguration 的值加入到 Spring 容器中。
HttpEncodingAutoConfiguration
通过上面方式,所有的自动配置类就被导进主配置类中了。但是这么多的配置类,明显有很多自动配置我们平常是没有使用到的,没理由全部都生效吧。
接下来我们以 HttpEncodingAutoConfiguration为例来看一个自动配置类是怎么工作的。为啥选这个类呢?主要是这个类比较的简单典型。
先看一下该类标有的注解:
@Configuration @EnableConfigurationProperties({HttpProperties.class}) @ConditionalOnWebApplication( type = Type.SERVLET ) @ConditionalOnClass({CharacterEncodingFilter.class}) @ConditionalOnProperty( prefix = "spring.http.encoding", value = {"enabled"}, matchIfMissing = true ) public class HttpEncodingAutoConfiguration { }
@Configuration:**标记为配置类。
@ConditionalOnWebApplication:**web应用下才生效。
@ConditionalOnClass:**指定的类(依赖)存在才生效。
@ConditionalOnProperty:**主配置文件中存在指定的属性才生效。
@EnableConfigurationProperties({HttpProperties.class}):**启动指定类的ConfigurationProperties功能;将配置文件中对应的值和 HttpProperties 绑定起来;并把 HttpProperties 加入到 IOC 容器中。
因为 @EnableConfigurationProperties({HttpProperties.class})把配置文件中的配置项与当前 HttpProperties 类绑定上了。
然后在 HttpEncodingAutoConfiguration 中又引用了 HttpProperties ,所以最后就能在 HttpEncodingAutoConfiguration 中使用配置文件中的值了。
最终通过 @Bean 和一些条件判断往容器中添加组件,实现自动配置。(当然该Bean中属性值是从 HttpProperties 中获取)
HttpProperties
HttpProperties 通过 @ConfigurationProperties 注解将配置文件与自身属性绑定。
所有在配置文件中能配置的属性都是在 xxxProperties 类中封装着;配置文件能配置什么就可以参照某个功能对应的这个属性类。
@ConfigurationProperties( prefix = "spring.http" )// 从配置文件中获取指定的值和bean的属性进行绑定 public class HttpProperties { }
5.4 小结
- SpringBoot启动会加载大量的自动配置类。
- 我们看需要的功能有没有SpringBoot默认写好的自动配置类。
- 我们再来看这个自动配置类中到底配置了那些组件(只要我们要用的组件有,我们就不需要再来配置了)。
- 给容器中自动配置类添加组件的时候,会从properties类中获取某些属性。我们就可以在配置文件中指定这些属性的值。
- xxxAutoConfiguration:自动配置类给容器中添加组件。
xxxProperties:封装配置文件中相关属性。
不知道小伙伴们有没有发现,很多需要待加载的类都放在类路径下的META-INF/Spring.factories 文件下,而不是直接写死这代码中,这样做就可以很方便我们自己或者是第三方去扩展,我们也可以实现自己 starter,让SpringBoot 去加载。现在明白为什么 SpringBoot 可以实现零配置,开箱即用了吧!