Spring Boot作为一个强大的框架，其简化的配置和快速启动特性深受开发者喜爱。在本篇博客中，我们将深入探讨Spring Boot的启动过程，并分享一些在日常开发中可以参考的实例，包括工厂类的使用、设计模式的应用以及代码优化的技巧。
一、Spring Boot启动过程详解
Spring Boot的启动过程主要分为以下几个步骤：
- SpringApplication初始化
- 准备环境（Prepare Environment）
- 创建应用上下文（Create Application Context）
- 刷新应用上下文（Refresh Application Context）
- 完成运行（Run Application）
1. SpringApplication初始化
SpringApplication类是Spring Boot应用启动的核心。其主要职责包括：
- 初始化应用程序上下文
- 设置应用启动参数
- 加载和应用Spring Boot的自动配置
在创建SpringApplication实例时，主要执行了以下操作：
public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) { this.resourceLoader = resourceLoader; Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null"); this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources)); this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath(); this.setInitializers((Collection) this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class)); this.setListeners((Collection) this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class)); this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass(); }
2. 准备环境
在SpringApplication的run方法中，准备环境是一个重要的步骤。这个步骤主要是配置和加载环境变量和属性源，如application.properties或application.yml文件。
private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments) { // Create and configure the environment ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment(); configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs()); listeners.environmentPrepared(environment); return environment; }
3. 创建应用上下文
Spring Boot支持多种类型的应用上下文（如AnnotationConfigApplicationContext、AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext等）。在创建上下文时，会根据应用类型（Web或非Web）选择相应的上下文类型。
private ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() { Class<?> contextClass = this.applicationContextClass; if (contextClass == null) { try { switch (this.webApplicationType) { case SERVLET: contextClass = Class.forName(DEFAULT_SERVLET_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); }
4. 刷新应用上下文
在Spring中，刷新上下文是一个重要的步骤，它会完成Bean的创建、加载和初始化。
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { synchronized (this.startupShutdownMonitor) { prepareRefresh(); ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); prepareBeanFactory(beanFactory); postProcessBeanFactory(beanFactory); invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); registerBeanPostProcessors(beanFactory); initMessageSource(); initApplicationEventMulticaster(); onRefresh(); registerListeners(); finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); finishRefresh(); } }
5. 完成运行
最后，Spring Boot完成所有准备工作并启动应用。
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) { StopWatch stopWatch = new StopWatch(); stopWatch.start(); ConfigurableApplicationContext context = null; configureHeadlessProperty(); SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args); listeners.starting(); try { ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args); ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments); configureIgnoreBeanInfo(environment); Banner printedBanner = printBanner(environment); context = createApplicationContext(); prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); refreshContext(context); afterRefresh(context, applicationArguments); stopWatch.stop(); if (this.logStartupInfo) { new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch); } listeners.started(context); callRunners(context, applicationArguments); } catch (Throwable ex) { handleRunFailure(context, ex, listeners); throw new IllegalStateException(ex); } return context; }
二、开发中的工厂类应用
工厂模式是一种创建对象的设计模式。在Spring Boot中，工厂类的应用非常普遍。例如，Spring中的FactoryBean接口允许我们自定义Bean的创建逻辑。
public class MyBeanFactory implements FactoryBean<MyBean> { @Override public MyBean getObject() throws Exception { return new MyBean(); } @Override public Class<?> getObjectType() { return MyBean.class; } @Override public boolean isSingleton() { return true; } }
三、设计模式的应用
在Spring Boot中，除了工厂模式，其他常见的设计模式也被广泛应用。例如：
- 单例模式：Spring默认的Bean作用域就是单例的。
- 代理模式：AOP（面向切面编程）就是代理模式的经典应用。
模板方法模式：在AbstractApplicationContext类中，通过模板方法定义了刷新上下文的步骤。
四、代码优化技巧
使用@Value和@ConfigurationProperties管理配置： 使用@Value注解或者@ConfigurationProperties类来管理配置，可以使代码更简洁、可维护。
@Value("${my.property}") private String myProperty;
或者
@ConfigurationProperties(prefix = "my") public class MyProperties { private String property; // getter and setter }
合理使用缓存： 使用Spring Cache抽象对常用数据进行缓存，提高性能。
@Cacheable("items") public Item getItemById(Long id) { return itemRepository.findById(id).orElse(null); }
避免循环依赖： Spring的自动注入机制虽然方便，但容易引发循环依赖问题。可以通过构造函数注入和@Lazy注解来避免。
@Autowired public MyService(@Lazy AnotherService anotherService) { this.anotherService = anotherService; }
异步处理： 使用@Async注解实现异步方法，提高应用响应速度。
@Async public void executeAsyncTask() { // 异步任务 }
总结
Spring Boot的启动过程包含了多个关键步骤，从初始化到上下文刷新，再到最后的运行完成，每一步都至关重要。在日常开发中，通过使用工厂类和设计模式，我们可以写出更加灵活和可维护的代码。同时，合理的代码优化技巧不仅能提升性能，还能使代码更加简洁易读。希望这篇文章能帮助你更好地理解Spring Boot，并在实际开发中有所参考。
