前言

本文将分析spring boot应用在启动时的几个关键时间点，学习Spring Boot的运行原理。

版本：Spring Boot 1.5.x

Applcation.main()

当我们执行Applcation.main()方法时，它会创建一个SpringApplication实例，并将该类作为参数传递。

springApplication.initialize()

创建SpringApplication实例时会执行其初始化方法：

private void initialize(Object[] sources) {
    if (sources != null && sources.length > 0) {
        this.sources.addAll(Arrays.asList(sources));
    }
    this.webEnvironment = deduceWebEnvironment();//检测是否是web环境
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
            ApplicationContextInitializer.class));//添加上下文初始化器
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();//添加监听器
}
private void initialize(Object[] sources) {
    if (sources != null && sources.length > 0) {
        this.sources.addAll(Arrays.asList(sources));
    }
    this.webEnvironment = deduceWebEnvironment();//检测是否是web环境
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
            ApplicationContextInitializer.class));//添加上下文初始化器
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();//添加监听器
}

这些初始化器和监听器大部分与用户没有交际，这里可以先忽略。只有一个监听器需要了解：

spring boot 父子工程 jekins 只编译某一个子工程_java

该监听器会负责加载Spring Boot的配置文件。

springApplication.run()

然后会调用SpringApplication实例的启动方法，该方法是启动过程的核心方法，需要重点关注：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    //...
    ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
                args);//准备参数，为main函数传递的参数
    ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                applicationArguments);//准备环境参数，包括系统属性、系统环境变量、应用属性等
    context = createApplicationContext();//创建应用上下文对象
    prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                printedBanner);//为应用上下文启动做准备
    refreshContext(context);//启动应用上下文
    afterRefresh(context, applicationArguments);
    listeners.finished(context, null);
    //...
}
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    //...
    ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
                args);//准备参数，为main函数传递的参数
    ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                applicationArguments);//准备环境参数，包括系统属性、系统环境变量、应用属性等
    context = createApplicationContext();//创建应用上下文对象
    prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                printedBanner);//为应用上下文启动做准备
    refreshContext(context);//启动应用上下文
    afterRefresh(context, applicationArguments);
    listeners.finished(context, null);
    //...
}

springApplication.prepareContext()

该方法会做一些准备工作，大部分目前可以忽略，重点是会加载我们的Application类到应用上下文中。

load(context, sources.toArray(new Object[sources.size()]));

我们的Application默认添加了@SpringBootApplication注解，即作为入口配置类，将承担配置的作用。

springApplication.refreshContext()

该方法将启动应用上下文，加载配置类并完成bean的自动扫描、自动装配功能。以及完成嵌入式Servlet容器的创建、启动，ServletContext的配置（如添加Servlet和Filter）等工作。

embeddedWebApplicationContext.refresh()

对于嵌入式web容器的应用上下文来讲，它的主要执行流程是：

1.执行应用上下文的的基本任务，加载配置类并完成bean的创建和装配工作：

public final void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    try {
        super.refresh();//主要是创建并装配bean
    }
    catch (RuntimeException ex) {
        stopAndReleaseEmbeddedServletContainer();
        throw ex;
    }
}
public final void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    try {
        super.refresh();//主要是创建并装配bean
    }
    catch (RuntimeException ex) {
        stopAndReleaseEmbeddedServletContainer();
        throw ex;
    }
}

2.创建嵌入式Servlet容器，并添加回调函数：

private void createEmbeddedServletContainer() {
    EmbeddedServletContainer localContainer = this.embeddedServletContainer;
    ServletContext localServletContext = getServletContext();
    if (localContainer == null && localServletContext == null) {
        EmbeddedServletContainerFactory containerFactory = getEmbeddedServletContainerFactory();
        this.embeddedServletContainer = containerFactory
                .getEmbeddedServletContainer(getSelfInitializer());//创建嵌入式Servlet容器并添加启动回调函数
    }
    else if (localServletContext != null) {
        try {
            getSelfInitializer().onStartup(localServletContext);
        }
        catch (ServletException ex) {
            throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context",
                    ex);
        }
    }
    initPropertySources();
}
private void createEmbeddedServletContainer() {
    EmbeddedServletContainer localContainer = this.embeddedServletContainer;
    ServletContext localServletContext = getServletContext();
    if (localContainer == null && localServletContext == null) {
        EmbeddedServletContainerFactory containerFactory = getEmbeddedServletContainerFactory();
        this.embeddedServletContainer = containerFactory
                .getEmbeddedServletContainer(getSelfInitializer());//创建嵌入式Servlet容器并添加启动回调函数
    }
    else if (localServletContext != null) {
        try {
            getSelfInitializer().onStartup(localServletContext);
        }
        catch (ServletException ex) {
            throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context",
                    ex);
        }
    }
    initPropertySources();
}

3.嵌入式Servlet容器在创建时会自动启动容器，参考TomcatEmbeddedServletContainer.initialize()，其启动时会调用刚才的回调函数：

this.tomcat.start();//启动tomcat
this.tomcat.start();//启动tomcat

4.执行回调函数，执行ServletContextInitializer接口定义的初始化任务。

private void selfInitialize(ServletContext servletContext) throws ServletException {
    prepareEmbeddedWebApplicationContext(servletContext);//将应用上下文添加到servletContxt中
    registerApplicationScope(servletContext);
    WebApplicationContextUtils.registerEnvironmentBeans(getBeanFactory(),
            servletContext);
    for (ServletContextInitializer beans : getServletContextInitializerBeans()) {
        beans.onStartup(servletContext);//执行初始化任务，如添加Servlet,Filter
    }
}
private void selfInitialize(ServletContext servletContext) throws ServletException {
    prepareEmbeddedWebApplicationContext(servletContext);//将应用上下文添加到servletContxt中
    registerApplicationScope(servletContext);
    WebApplicationContextUtils.registerEnvironmentBeans(getBeanFactory(),
            servletContext);
    for (ServletContextInitializer beans : getServletContextInitializerBeans()) {
        beans.onStartup(servletContext);//执行初始化任务，如添加Servlet,Filter
    }
}

ServletContextInitializer是spring boot定义的接口，用于初始化ServletContext，主要用于添加Servlet,Filter实例，在Spring Boot上使用SpringMVC时，dispatcherServlet就是通过这种方法默认添加的，参考DispatcherServletAutoConfigration。

5.完成Servlet容器的启动，监听请求并提供服务。

protected void finishRefresh() {
    super.finishRefresh();
    EmbeddedServletContainer localContainer = startEmbeddedServletContainer();//完成嵌入式Servlet容器的启动
    if (localContainer != null) {
        publishEvent(
                new EmbeddedServletContainerInitializedEvent(this, localContainer));
    }
}
protected void finishRefresh() {
    super.finishRefresh();
    EmbeddedServletContainer localContainer = startEmbeddedServletContainer();//完成嵌入式Servlet容器的启动
    if (localContainer != null) {
        publishEvent(
                new EmbeddedServletContainerInitializedEvent(this, localContainer));
    }
}

总结

本篇大致梳理了以jar包方式，运行Spring MVC时，Spring Boot的启动原理。其主要步骤是：

  • 读取配置属性
  • 创建应用上下文，读取入口配置类，创建并装配Bean。这个过程中，所有满足条件的start模块会生效。后端模块也是在这个过程中完成初始化，并工作就绪的。
  • 创建并开始启动嵌入式Serlvet容器。在嵌入式容器的启动过程中，会触发回调函数，以Java代码的方式配置Web相关功能，如配置Servlet,Filter，然后完成启动。