SpringBoot2 | SpringBoot启动流程源码分析(二)

简介: SpringBoot2 | SpringBoot启动流程源码分析(二)


继续上一篇博客的启动流程分析。

在上一篇SpringBoot | SpringBoot2 | SpringBoot2启动流程源码分析(一)中我们提到springBoot启动流程大致有以下7点:

  • 第一步:获取并启动监听器
  • 第二步:构造容器环境
  • 第三步:创建容器
  • 第四步:实例化SpringBootExceptionReporter.class,用来支持报告关于启动的错误
  • 第五步:准备容器
  • 第六步:刷新容器
  • 第七步:刷新容器后的扩展接口

上一篇博客中分析了前面两点,今天继续分析后面四点。

第三步:创建容器

context = createApplicationContext();
复制代码

继续跟进该方法:

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
    Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
    if (contextClass == null) {
      try {
        switch (this.webApplicationType) {
        case SERVLET:
          contextClass = Class.forName(DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS);
          break;
        case REACTIVE:
          contextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS);
          break;
        default:
          contextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
        }
      }
      catch (ClassNotFoundException ex) {
        throw new IllegalStateException(
            "Unable create a default ApplicationContext, "
                + "please specify an ApplicationContextClass",
            ex);
      }
    }
    return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
  }
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上面可以看出,这里创建容器的类型 还是根据webApplicationType进行判断的,上一篇已经讲述了该变量如何赋值的过程。因为该类型为SERVLET类型,所以会通过反射装载对应的字节码,如下:

public static final String DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS = "org.springframework.boot."
      + "web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext";
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该对象是springBoot2创建的容器,后续所有的操作都会基于该容器。

注意:在 springBoot2版本以前,该容器的名称为 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext,在最新的版本中才改名为 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。 下面是该类的结构图:

具体作用后面会详细介绍。

第四步:报告错误信息

exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
          SpringBootExceptionReporter.class,
          new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
复制代码

这里还是以同样的方式获取 spring.factories文件中的指定类:

exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
          SpringBootExceptionReporter.class,
          new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
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该类主要是在项目启动失败之后,打印log:

private void reportFailure(Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters,
      Throwable failure) {
    try {
      for (SpringBootExceptionReporter reporter : exceptionReporters) {
        if (reporter.reportException(failure)) {
          //上报错误log
          registerLoggedException(failure);
          return;
        }
      }
    }
    catch (Throwable ex) {
      // Continue with normal handling of the original failure
    }
    if (logger.isErrorEnabled()) {
      logger.error("Application run failed", failure);
      registerLoggedException(failure);
    }
  }
复制代码

第五步:准备容器

这一步主要是在容器刷新之前的准备动作。包含一个非常关键的操作:将启动类注入容器,为后续开启自动化配置奠定基础。

prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
          printedBanner);
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继续跟进该方法:

private void prepareContext(ConfigurableApplicationContext context,
      ConfigurableEnvironment environment, SpringApplicationRunListeners listeners,
      ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
    //设置容器环境,包括各种变量
    context.setEnvironment(environment);
    //执行容器后置处理
    postProcessApplicationContext(context);
    //执行容器中的ApplicationContextInitializer(包括 spring.factories和自定义的实例)
    applyInitializers(context);
    //发送容器已经准备好的事件,通知各监听器
    listeners.contextPrepared(context);
    //打印log
    if (this.logStartupInfo) {
      logStartupInfo(context.getParent() == null);
      logStartupProfileInfo(context);
    }
    // Add boot specific singleton beans
    //注册启动参数bean,这里将容器指定的参数封装成bean,注入容器
    context.getBeanFactory().registerSingleton("springApplicationArguments",
        applicationArguments);
    //设置banner
    if (printedBanner != null) {
      context.getBeanFactory().registerSingleton("springBootBanner", printedBanner);
    }
    // Load the sources
    //获取我们的启动类指定的参数,可以是多个
    Set<Object> sources = getAllSources();
    Assert.notEmpty(sources, "Sources must not be empty");
    //加载我们的启动类,将启动类注入容器
    load(context, sources.toArray(new Object[0]));
    //发布容器已加载事件。
    listeners.contextLoaded(context);
  }
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来看一下上面的几个核心处理。

1)容器的后置处理:

protected void postProcessApplicationContext(ConfigurableApplicationContext context) {
    if (this.beanNameGenerator != null) {
      context.getBeanFactory().registerSingleton(
          AnnotationConfigUtils.CONFIGURATION_BEAN_NAME_GENERATOR,
          this.beanNameGenerator);
    }
    if (this.resourceLoader != null) {
      if (context instanceof GenericApplicationContext) {
        ((GenericApplicationContext) context)
            .setResourceLoader(this.resourceLoader);
      }
      if (context instanceof DefaultResourceLoader) {
        ((DefaultResourceLoader) context)
            .setClassLoader(this.resourceLoader.getClassLoader());
      }
    }
  }
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这里默认不执行任何逻辑,因为beanNameGenerator和resourceLoader默认为空。之所以这样做,是springBoot留给我们的扩展处理方式,类似于这样的扩展,spring中也有很多。

2)加载启动指定类(重点)这里会将我们的启动类加载spring容器beanDefinitionMap中,为后续springBoot 自动化配置奠定基础,springBoot为我们提供的各种注解配置也与此有关。

load(context, sources.toArray(new Object[0]));
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protected void load(ApplicationContext context, Object[] sources) {
    if (logger.isDebugEnabled()) {
      logger.debug(
          "Loading source " + StringUtils.arrayToCommaDelimitedString(sources));
    }
    BeanDefinitionLoader loader = createBeanDefinitionLoader(
        getBeanDefinitionRegistry(context), sources);
    if (this.beanNameGenerator != null) {
      loader.setBeanNameGenerator(this.beanNameGenerator);
    }
    if (this.resourceLoader != null) {
      loader.setResourceLoader(this.resourceLoader);
    }
    if (this.environment != null) {
      loader.setEnvironment(this.environment);
    }
    loader.load();
  }
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这里参数即为我们项目启动时传递的参数:SpringApplication.run(SpringBootApplication.class, args); 由于我们指定了启动类,所以上面也就是加载启动类到容器。

需要注意的是,springBoot2会优先选择groovy加载方式,找不到再选用java方式。或许groovy动态加载class文件的性能更胜一筹。

private int load(Class<?> source) {
    if (isGroovyPresent()
        && GroovyBeanDefinitionSource.class.isAssignableFrom(source)) {
      // Any GroovyLoaders added in beans{} DSL can contribute beans here
      GroovyBeanDefinitionSource loader = BeanUtils.instantiateClass(source,
          GroovyBeanDefinitionSource.class);
      load(loader);
    }
    if (isComponent(source)) {
      //以注解的方式,将启动类bean信息存入beanDefinitionMap
      this.annotatedReader.register(source);
      return 1;
    }
    return 0;
  }
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上面代码中启动类被加载到 beanDefinitionMap中,后续该启动类将作为开启自动化配置的入口,后面一篇文章我会详细的分析,启动类是如何加载,以及自动化配置开启的详细流程。

3)通知监听器,容器已准备就绪

listeners.contextLoaded(context);
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主还是针对一些日志等监听器的响应处理。

第六步:刷新容器

执行到这里,springBoot相关的处理工作已经结束,接下的工作就交给了spring。

synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
      // Prepare this context for refreshing.
      /**
       * 刷新上下文环境
       * 初始化上下文环境,对系统的环境变量或者系统属性进行准备和校验
       * 如环境变量中必须设置某个值才能运行,否则不能运行,这个时候可以在这里加这个校验,
       * 重写initPropertySources方法就好了
       */
      prepareRefresh();
      // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
      /**
       * 初始化BeanFactory,解析XML,相当于之前的XmlBeanFactory的操作,
       */
      ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
      // Prepare the bean factory for use in this context.
      /**
       * 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
       * 设置SPEL表达式#{key}的解析器
       * 设置资源编辑注册器,如PerpertyEditorSupper的支持
       * 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 {
        // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
        /**
         * 提供子类覆盖的额外处理,即子类处理自定义的BeanFactoryPostProcess
         */
        postProcessBeanFactory(beanFactory);
        // Invoke factory processors registered as beans in the context.
        /**
         * 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);
        // Register bean processors that intercept bean creation.
        /**
         * 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);
        // Initialize message source for this context.
        /**
         * 初始化上下文中的资源文件,如国际化文件的处理等
         */
        initMessageSource();
        // Initialize event multicaster for this context.
        /**
         * 初始化上下文事件广播器,并放入applicatioEventMulticaster,如ApplicationEventPublisher
         */
        initApplicationEventMulticaster();
        // Initialize other special beans in specific context subclasses.
        /**
         * 给子类扩展初始化其他Bean
         */
        onRefresh();
        // Check for listener beans and register them.
        /**
         * 在所有bean中查找listener bean,然后注册到广播器中
         */
        registerListeners();
        // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
        /**
         * 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);
        // Last step: publish corresponding event.
        /**
         * 初始化生命周期处理器DefaultLifecycleProcessor,DefaultLifecycleProcessor含有start方法和stop方法,spring启动的时候调用start方法开始生命周期,
         * spring关闭的时候调用stop方法来结束生命周期,通常用来配置后台程序,启动有一直运行,如一直轮询kafka
         * 启动所有实现了Lifecycle接口的类
         * 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();
      }
      catch (BeansException ex) {
        if (logger.isWarnEnabled()) {
          logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
              "cancelling refresh attempt: " + ex);
        }
        // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
        destroyBeans();
        // Reset 'active' flag.
        cancelRefresh(ex);
        // Propagate exception to caller.
        throw ex;
      }
      finally {
        // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
        // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
        resetCommonCaches();
      }
    }
复制代码

refresh方法在spring整个源码体系中举足轻重,是实现 ioc 和 aop的关键。上述流程,不是一篇博文能够展示清楚的,所以这里暂时不做展开。后续会有详细的介绍。

第七步:刷新容器后的扩展接口

protected void afterRefresh(ConfigurableApplicationContext context,
      ApplicationArguments args) {
  }
复制代码

扩展接口,设计模式中的模板方法,默认为空实现。如果有自定义需求,可以重写该方法。比如打印一些启动结束log,或者一些其它后置处理。

springBoot2启动流程到这里就结束了。后续会对springBoot2的常用注解,及一些核心类进行介绍。




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