前言
前面幾章我們見(jiàn)識(shí)了SpringBoot為我們做的自動(dòng)配置，確實(shí)方便快捷，但是對(duì)于新手來(lái)說(shuō)，如果不大懂SpringBoot內(nèi)部啟動(dòng)原理，以后難免會(huì)吃虧。所以這次博主就跟你們一起一步步揭開(kāi)SpringBoot的神秘面紗，讓它不在神秘。
正文
我們開(kāi)發(fā)任何一個(gè)Spring Boot項(xiàng)目，都會(huì)用到如下的啟動(dòng)類
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
從上面代碼可以看出，Annotation定義（@SpringBootApplication）和類定義（SpringApplication.run）最為耀眼，所以要揭開(kāi)SpringBoot的神秘面紗，我們要從這兩位開(kāi)始就可以了。
SpringBootApplication背后的秘密
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
...
}
雖然定義使用了多個(gè)Annotation進(jìn)行了原信息標(biāo)注，但實(shí)際上重要的只有三個(gè)Annotation：
- @Configuration（@SpringBootConfiguration點(diǎn)開(kāi)查看發(fā)現(xiàn)里面還是應(yīng)用了@Configuration）
- @EnableAutoConfiguration
- @ComponentScan
所以，如果我們使用如下的SpringBoot啟動(dòng)類，整個(gè)SpringBoot應(yīng)用依然可以與之前的啟動(dòng)類功能對(duì)等：
@Configuration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
每次寫(xiě)這3個(gè)比較累，所以寫(xiě)一個(gè)@SpringBootApplication方便點(diǎn)。接下來(lái)分別介紹這3個(gè)Annotation。
@Configuration
這里的@Configuration對(duì)我們來(lái)說(shuō)不陌生，它就是JavaConfig形式的Spring Ioc容器的配置類使用的那個(gè)@Configuration，SpringBoot社區(qū)推薦使用基于JavaConfig的配置形式，所以，這里的啟動(dòng)類標(biāo)注了@Configuration之后，本身其實(shí)也是一個(gè)IoC容器的配置類。
舉幾個(gè)簡(jiǎn)單例子回顧下，XML跟config配置方式的區(qū)別：
- 表達(dá)形式層面
基于XML配置的方式是這樣：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"
default-lazy-init="true">
<!--bean定義-->
</beans>
而基于JavaConfig的配置方式是這樣：
@Configuration
public class MockConfiguration{
//bean定義
}
任何一個(gè)標(biāo)注了@Configuration的Java類定義都是一個(gè)JavaConfig配置類。
- 注冊(cè)bean定義層面
基于XML的配置形式是這樣：
<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
...
</bean>
而基于JavaConfig的配置形式是這樣的：
@Configuration
public class MockConfiguration{
@Bean
public MockService mockService(){
return new MockServiceImpl();
}
}
任何一個(gè)標(biāo)注了@Bean的方法，其返回值將作為一個(gè)bean定義注冊(cè)到Spring的IoC容器，方法名將默認(rèn)成該bean定義的id。
- 表達(dá)依賴注入關(guān)系層面
為了表達(dá)bean與bean之間的依賴關(guān)系，在XML形式中一般是這樣：
<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
<propery name ="dependencyService" ref="dependencyService" />
</bean>
<bean id="dependencyService" class="DependencyServiceImpl"></bean>
而基于JavaConfig的配置形式是這樣的：
@Configuration
public class MockConfiguration{
@Bean
public MockService mockService(){
return new MockServiceImpl(dependencyService());
}
@Bean
public DependencyService dependencyService(){
return new DependencyServiceImpl();
}
}
如果一個(gè)bean的定義依賴其他bean,則直接調(diào)用對(duì)應(yīng)的JavaConfig類中依賴bean的創(chuàng)建方法就可以了。
@ComponentScan
@ComponentScan這個(gè)注解在Spring中很重要，它對(duì)應(yīng)XML配置中的<context:component-scan>元素，@ComponentScan的功能其實(shí)就是自動(dòng)掃描并加載符合條件的組件（比如@Component和@Repository等）或者bean定義，最終將這些bean定義加載到IoC容器中。
我們可以通過(guò)basePackages等屬性來(lái)細(xì)粒度的定制@ComponentScan自動(dòng)掃描的范圍，如果不指定，則默認(rèn)Spring框架實(shí)現(xiàn)會(huì)從聲明@ComponentScan所在類的package進(jìn)行掃描。
注：所以SpringBoot的啟動(dòng)類最好是放在root package下，因?yàn)槟J(rèn)不指定basePackages。
@EnableAutoConfiguration
個(gè)人感覺(jué)@EnableAutoConfiguration這個(gè)Annotation最為重要，所以放在最后來(lái)解讀，大家是否還記得Spring框架提供的各種名字為@Enable開(kāi)頭的Annotation定義？比如@EnableScheduling、@EnableCaching、@EnableMBeanExport等，@EnableAutoConfiguration的理念和做事方式其實(shí)一脈相承，簡(jiǎn)單概括一下就是，借助@Import的支持，收集和注冊(cè)特定場(chǎng)景相關(guān)的bean定義。
- @EnableScheduling是通過(guò)@Import將Spring調(diào)度框架相關(guān)的bean定義都加載到IoC容器。
- @EnableMBeanExport是通過(guò)@Import將JMX相關(guān)的bean定義加載到IoC容器。
而@EnableAutoConfiguration也是借助@Import的幫助，將所有符合自動(dòng)配置條件的bean定義加載到IoC容器，僅此而已！
@EnableAutoConfiguration作為一個(gè)復(fù)合Annotation,其自身定義關(guān)鍵信息如下：
@SuppressWarnings("deprecation")
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
...
}
其中，最關(guān)鍵的要屬@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，借助EnableAutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以幫助SpringBoot應(yīng)用將所有符合條件的@Configuration配置都加載到當(dāng)前SpringBoot創(chuàng)建并使用的IoC容器。就像一只“八爪魚(yú)”一樣
借助于Spring框架原有的一個(gè)工具類：SpringFactoriesLoader的支持，@EnableAutoConfiguration可以智能的自動(dòng)配置功效才得以大功告成！
自動(dòng)配置幕后英雄：SpringFactoriesLoader詳解
SpringFactoriesLoader屬于Spring框架私有的一種擴(kuò)展方案，其主要功能就是從指定的配置文件META-INF/spring.factories加載配置。
public abstract class SpringFactoriesLoader {
//...
public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
...
}
public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
....
}
}
配合@EnableAutoConfiguration使用的話，它更多是提供一種配置查找的功能支持，即根據(jù)@EnableAutoConfiguration的完整類名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration作為查找的Key,獲取對(duì)應(yīng)的一組@Configuration類
上圖就是從SpringBoot的autoconfigure依賴包中的META-INF/spring.factories配置文件中摘錄的一段內(nèi)容，可以很好地說(shuō)明問(wèn)題。
所以，@EnableAutoConfiguration自動(dòng)配置的魔法騎士就變成了：從classpath中搜尋所有的META-INF/spring.factories配置文件，并將其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableutoConfiguration對(duì)應(yīng)的配置項(xiàng)通過(guò)反射（Java Refletion）實(shí)例化為對(duì)應(yīng)的標(biāo)注了@Configuration的JavaConfig形式的IoC容器配置類，然后匯總為一個(gè)并加載到IoC容器。
深入探索SpringApplication執(zhí)行流程
SpringApplication的run方法的實(shí)現(xiàn)是我們本次旅程的主要線路，該方法的主要流程大體可以歸納如下：
1） 如果我們使用的是SpringApplication的靜態(tài)run方法，那么，這個(gè)方法里面首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)SpringApplication對(duì)象實(shí)例，然后調(diào)用這個(gè)創(chuàng)建好的SpringApplication的實(shí)例方法。在SpringApplication實(shí)例初始化的時(shí)候，它會(huì)提前做幾件事情：
- 根據(jù)classpath里面是否存在某個(gè)特征類（org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext）來(lái)決定是否應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)為Web應(yīng)用使用的ApplicationContext類型。
- 使用SpringFactoriesLoader在應(yīng)用的classpath中查找并加載所有可用的ApplicationContextInitializer。
- 使用SpringFactoriesLoader在應(yīng)用的classpath中查找并加載所有可用的ApplicationListener。
- 推斷并設(shè)置main方法的定義類。
2） SpringApplication實(shí)例初始化完成并且完成設(shè)置后，就開(kāi)始執(zhí)行run方法的邏輯了，方法執(zhí)行伊始，首先遍歷執(zhí)行所有通過(guò)SpringFactoriesLoader可以查找到并加載的SpringApplicationRunListener。調(diào)用它們的started()方法，告訴這些SpringApplicationRunListener，“嘿，SpringBoot應(yīng)用要開(kāi)始執(zhí)行咯！”。
3） 創(chuàng)建并配置當(dāng)前Spring Boot應(yīng)用將要使用的Environment（包括配置要使用的PropertySource以及Profile）。
4） 遍歷調(diào)用所有SpringApplicationRunListener的environmentPrepared()的方法，告訴他們：“當(dāng)前SpringBoot應(yīng)用使用的Environment準(zhǔn)備好了咯！”。
5） 如果SpringApplication的showBanner屬性被設(shè)置為true，則打印banner。
6） 根據(jù)用戶是否明確設(shè)置了applicationContextClass類型以及初始化階段的推斷結(jié)果，決定該為當(dāng)前SpringBoot應(yīng)用創(chuàng)建什么類型的ApplicationContext并創(chuàng)建完成，然后根據(jù)條件決定是否添加ShutdownHook，決定是否使用自定義的BeanNameGenerator，決定是否使用自定義的ResourceLoader，當(dāng)然，最重要的，將之前準(zhǔn)備好的Environment設(shè)置給創(chuàng)建好的ApplicationContext使用。
7） ApplicationContext創(chuàng)建好之后，SpringApplication會(huì)再次借助Spring-FactoriesLoader，查找并加載classpath中所有可用的ApplicationContext-Initializer，然后遍歷調(diào)用這些ApplicationContextInitializer的initialize（applicationContext）方法來(lái)對(duì)已經(jīng)創(chuàng)建好的ApplicationContext進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
8） 遍歷調(diào)用所有SpringApplicationRunListener的contextPrepared()方法。
9） 最核心的一步，將之前通過(guò)@EnableAutoConfiguration獲取的所有配置以及其他形式的IoC容器配置加載到已經(jīng)準(zhǔn)備完畢的ApplicationContext。
10） 遍歷調(diào)用所有SpringApplicationRunListener的contextLoaded()方法。
11） 調(diào)用ApplicationContext的refresh()方法，完成IoC容器可用的最后一道工序。
12） 查找當(dāng)前ApplicationContext中是否注冊(cè)有CommandLineRunner，如果有，則遍歷執(zhí)行它們。
13） 正常情況下，遍歷執(zhí)行SpringApplicationRunListener的finished()方法、（如果整個(gè)過(guò)程出現(xiàn)異常，則依然調(diào)用所有SpringApplicationRunListener的finished()方法，只不過(guò)這種情況下會(huì)將異常信息一并傳入處理）
去除事件通知點(diǎn)后，整個(gè)流程如下：
總結(jié)
到此，SpringBoot的核心組件完成了基本的解析，綜合來(lái)看，大部分都是Spring框架背后的一些概念和實(shí)踐方式，SpringBoot只是在這些概念和實(shí)踐上對(duì)特定的場(chǎng)景事先進(jìn)行了固化和升華，而也恰恰是這些固化讓我們開(kāi)發(fā)基于Sping框架的應(yīng)用更加方便高效。
想要查看更多Spring Boot干貨教程,可前往：Spring Boot干貨系列總綱
參考
本章節(jié)大部分參考了《SpringBoot揭秘快速構(gòu)建為服務(wù)體系》這本書(shū)的第三章，個(gè)人看過(guò)的幾本書(shū)就感覺(jué)這本書(shū)介紹原理的章節(jié)最為透徹，本章也算這本書(shū)最精華的部分。所以我沒(méi)忍住就分享出來(lái)給大家學(xué)習(xí)。當(dāng)然主要是我也沒(méi)有這本書(shū)的電子版，無(wú)法分享給大家了，深表遺憾(。?＿?。)?
一直覺(jué)得自己寫(xiě)的不是技術(shù)，而是情懷，一篇篇文章是自己這一路走來(lái)的痕跡。靠專業(yè)技能的成功是最具可復(fù)制性的，希望我的這條路能讓你少走彎路，希望我能幫你抹去知識(shí)的蒙塵，希望我能幫你理清知識(shí)的脈絡(luò)，希望未來(lái)技術(shù)之巔上有你也有我,希望大爺你看完打賞點(diǎn)零花錢給我。
