SpringBoot源码-spring boot启动入口ruan方法主线分析（一）

news2024/11/28 22:34:15

一、SpringBoot启动的入口

1.当我们启动一个SpringBoot项目的时候，入口程序就是main方法，而在main方法中就执行了一个run方法。

@SpringBootApplication
public class StartApp {

	public static void main(String[] args) {
		//  test
		SpringApplication.run(StartApp.class);
	}
}

2.SpringApplication.run方法

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {
		// 调用重载的run方法，将传递的Class对象封装为了一个数组
		return run(new Class<?>[] { primarySource }, args);
	}

静态帮助器，可用于使用默认设置和用户提供的参数从指定的源运行{@link SpringApplication}

	public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {
		// 创建了一个SpringApplication对象，并调用其run方法
		// 1.先看下构造方法中的逻辑
		// 2.然后再看run方法的逻辑
		return new SpringApplication(primarySources).run(args);
	}

3.SpringApplication构造器

创建一个新的{@link SpringApplication}实例。应用程序上下文将从指定的主源加载bean（参见{@link SpringApplication class-level}文档了解详细信息）。可以在调用之前自定义实例
	public SpringApplication(Class<?>... primarySources) {
		// 调用其他的构造方法
		this(null, primarySources);
	}

this(null, primarySources);方法进入:

	public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
		// 传递的resourceLoader为null
		this.resourceLoader = resourceLoader;
		Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
		// 记录主方法的配置类名称
		this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
		// 记录当前项目的类型
		this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
		// 加载配置在spring.factories文件中的ApplicationContextInitializer对应的类型并实例化
		// 并将加载的数据存储在了 initializers 成员变量中。
		setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
		// 初始化监听器 并将加载的监听器实例对象存储在了listeners成员变量中
		setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
		// 反推main方法所在的Class对象 并记录在了mainApplicationClass对象中
		this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
	}

在本方法中完成了几个核心操作
  1. 推断当前项目的类型 this.webApplicationType是SERVLET;
  2. 加载配置在spring.factories文件中的ApplicationContextInitializer中的类型并实例化后存储在了initializers中。
    ApplicationContextInitializer
    getSpringFactoriesInstances(XXX.class)方法的作用是加载spring.factories文件中的kv对，后续获取XXX的对象从map中取不用在加载文件了。
  3. 和2的步骤差不多，完成监听器的初始化操作，并将实例化的监听器对象存储在了listeners成员变量中
  4. 通过StackTrace反推main方法所在的Class对象

4.SpringApplication的run方法:

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
		// 创建一个任务执行观察器
		StopWatch stopWatch = new StopWatch();
		// 开始执行记录执行时间
		stopWatch.start();
		// 声明 ConfigurableApplicationContext 对象
		ConfigurableApplicationContext context = null;
		// 声明集合容器用来存储 SpringBootExceptionReporter 启动错误的回调接口
		Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
		// 设置了一个名为java.awt.headless的系统属性
		// 其实是想设置该应用程序,即使没有检测到显示器,也允许其启动.
		//对于服务器来说,是不需要显示器的,所以要这样设置.
		configureHeadlessProperty();
		// 获取 SpringApplicationRunListener 加载的是 EventPublishingRunListener
		// 获取启动时的监听器---》 事件发布器  发布相关事件的  11个监听器 谁去发布事件？
		SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
		// 触发启动事件  发布 starting 事件 --》 那么监听starting事件的监听器就会触发
		listeners.starting();
		try {
			// 构造一个应用程序的参数持有类
			ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
			// 创建并配置环境
			ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
			// 配置需要忽略的BeanInfo信息
			configureIgnoreBeanInfo(environment);
			// 输出的Banner信息
			Banner printedBanner = printBanner(environment);
			// 创建应用上下文对象
			context = createApplicationContext();
			// 加载配置的启动异常处理器
			exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,
					new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
			// 刷新前操作
			prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
			// 刷新应用上下文 完成Spring容器的初始化
			refreshContext(context);
			// 刷新后操作
			afterRefresh(context, applicationArguments);
			// 结束记录启动时间
			stopWatch.stop();
			if (this.logStartupInfo) {
				new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
			}
			// 事件广播 启动完成了
			listeners.started(context);
			callRunners(context, applicationArguments);
		}
		catch (Throwable ex) {
			// 事件广播启动出错了
			handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
			throw new IllegalStateException(ex);
		}
		try {
			// 监听器运行中
			listeners.running(context);
		}
		catch (Throwable ex) {
			handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
			throw new IllegalStateException(ex);
		}
		// 返回上下文对象--> Spring容器对象
		return context;
	}

在这个方法中完成了SpringBoot项目启动的很多核心的操作，总结下上面的步骤

  1. 创建了一个任务执行的观察器，统计启动的时间
  2. 声明ConfigurableApplicationContext对象
  3. 声明集合容器来存储SpringBootExceptionReporter即启动错误的回调接口
  4. 设置java.awt.headless的系统属性
  5. 获取我们之间初始化的监听器(EventPublishingRunListener),并触发starting事件
  6. 创建ApplicationArguments这是一个应用程序的参数持有类
  7. 创建ConfigurableEnvironment这时一个配置环境的对象
  8. 配置需要忽略的BeanInfo信息
  9. 配置Banner信息对象
  10. 创建对象的上下文对象
  11. 加载配置的启动异常的回调异常处理器
  12. 刷新应用上下文，本质就是完成Spring容器的初始化操作
  13. 启动结束记录启动耗时
  14. 完成对应的事件广播
  15. 返回应用上下文对象。

二、SpringApplication的run方法详解

对上面的方法进行解析:
1.创建了一个任务执行的观察器，统计启动的时间
StopWatch调用构造方法进行实例化，以及调用start方法:

启动一个命名任务。如果在不首先调用此方法的情况下调用stop（）或计时方法，则结果是未定义的。参数：taskName—要启动的任务的名称
	public void start(String taskName) throws IllegalStateException {
		if (this.currentTaskName != null) {
			throw new IllegalStateException("Can't start StopWatch: it's already running");
		}
		this.currentTaskName = taskName;
		this.startTimeNanos = System.nanoTime();
	}

2. 声明ConfigurableApplicationContext对象

		// 声明 ConfigurableApplicationContext 对象
		ConfigurableApplicationContext context = null;

3. 声明集合容器来存储SpringBootExceptionReporter即启动错误的回调接口

		// 声明集合容器用来存储 SpringBootExceptionReporter 启动错误的回调接口
		Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();

4. 设置java.awt.headless的系统属性
// 设置了一个名为java.awt.headless的系统属性
// 其实是想设置该应用程序,即使没有检测到显示器,也允许其启动.
//对于服务器来说,是不需要显示器的,所以要这样设置.

private void configureHeadlessProperty() {
		System.setProperty(SYSTEM_PROPERTY_JAVA_AWT_HEADLESS,
				System.getProperty(SYSTEM_PROPERTY_JAVA_AWT_HEADLESS, Boolean.toString(this.headless)));
	}

5. 获取我们之间初始化的监听器(EventPublishingRunListener),并触发starting事件
SpringBoot监听事件相关访问上一篇

6. 创建ApplicationArguments这是一个应用程序的参数持有类
解析启动的时候传递的–开头的参数

			// 构造一个应用程序的参数持有类
			ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);

DefaultApplicationArguments构造方法如下:

public DefaultApplicationArguments(String... args) {
		Assert.notNull(args, "Args must not be null");
		this.source = new Source(args);
		this.args = args;
	}

Source(String[] args) {
			super(args);
		}

点击super

public SimpleCommandLinePropertySource(String... args) {
		super(new SimpleCommandLineArgsParser().parse(args));
	}

点击parse:在命令行中启动Spring Boot应用时，可以使用–后跟系统属性来传递参数。例如：
java -jar yourapp.jar --server.port=8081
根据上述规则解析给定的String数组，返回一个完全填充的CommandLineArgs对象。Params: args -命令行参数，通常来自main（）方法


	public CommandLineArgs parse(String... args) {
		CommandLineArgs commandLineArgs = new CommandLineArgs();
		for (String arg : args) {
			if (arg.startsWith("--")) {
				String optionText = arg.substring(2);
				String optionName;
				String optionValue = null;
				int indexOfEqualsSign = optionText.indexOf('=');
				if (indexOfEqualsSign > -1) {
					optionName = optionText.substring(0, indexOfEqualsSign);
					optionValue = optionText.substring(indexOfEqualsSign + 1);
				}
				else {
					optionName = optionText;
				}
				if (optionName.isEmpty()) {
					throw new IllegalArgumentException("Invalid argument syntax: " + arg);
				}
				commandLineArgs.addOptionArg(optionName, optionValue);
			}
			else {
				commandLineArgs.addNonOptionArg(arg);
			}
		}
		return commandLineArgs;
	}

7. 创建ConfigurableEnvironment这时一个配置环境的对象

	// 创建并配置环境
	ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);

spring boot启动时配置properties和yml文件解析过程以及spring.profiles.active多环境下配置文件的解析
这个方法的细节看之前发的这个贴子，里面讲解了Spring Boot在启动过程中加载properties和yaml文件的细节处理过程。

8.配置需要忽略的BeanInfo信息

			// 配置需要忽略的BeanInfo信息
			configureIgnoreBeanInfo(environment);

	private void configureIgnoreBeanInfo(ConfigurableEnvironment environment) {
		if (System.getProperty(CachedIntrospectionResults.IGNORE_BEANINFO_PROPERTY_NAME) == null) {
			Boolean ignore = environment.getProperty("spring.beaninfo.ignore", Boolean.class, Boolean.TRUE);
			System.setProperty(CachedIntrospectionResults.IGNORE_BEANINFO_PROPERTY_NAME, ignore.toString());
		}
	}

9.配置Banner信息对象

			// 输出的Banner信息
			Banner printedBanner = printBanner(environment);

printBanner方法主要实现的就是将自己配置的banner.txt或者图片打印输出到控制台或者日志文件中，如果用户没有自定义输出，就采用默认的输出一个springboot的logo标志，下面的连接详细讲解了这部分的内容。
Spring Boot启动时控制台为何会打印logo以及自定义banner.txt文件控制台打印

10.创建对象的上下文对象

			// 创建应用上下文对象
			context = createApplicationContext();

createApplicationContext的源码为:
SpringApplication的构造方法中有得到webApplicationType的类型是SERVLET

	protected 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);
	}

所以contextClass = Class.forName(DEFAULT_SERVLET_WEB_CONTEXT_CLASS);

String DEFAULT_SERVLET_WEB_CONTEXT_CLASS = “org.springframework.boot.”
+ “web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext”;

(ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);是对AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext进行实例化，所以看下这个方法的构造方法。

	public AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext() {
		this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);
		this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
	}

继续AnnotatedBeanDefinitionReader构造

public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) {
		this(registry, getOrCreateEnvironment(registry));
	}

继续this(registry, getOrCreateEnvironment(registry));

	public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry, Environment environment) {
		Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
		Assert.notNull(environment, "Environment must not be null");
		this.registry = registry;
		this.conditionEvaluator = new ConditionEvaluator(registry, environment, null);
		AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry);
	}

AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry);细节如下:

	/**
	 * Register all relevant annotation post processors in the given registry.
	 * @param registry the registry to operate on
	 */
	public static void registerAnnotationConfigProcessors(BeanDefinitionRegistry registry) {
		registerAnnotationConfigProcessors(registry, null);
	}

registerAnnotationConfigProcessors会把一些internal开头的路径名对应的类名注册到befactory的beanDefinitionMap和beanDefinitionNames中

org.springframework.context.annotation.internalConfigurationAnnotationProcessor---------> ConfigurationClassPostProcessor

org.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessor---------> AutowiredAnnotationBeanPostProcessor

org.springframework.context.annotation.internalCommonAnnotationProcessor ---------> 
CommonAnnotationBeanPostProcessor

org.springframework.context.event.internalEventListenerProcessor---------> 
EventListenerMethodProcessor

org.springframework.context.event.internalEventListenerFactory---------> 
DefaultEventListenerFactory

在这里插入图片描述
registerAnnotationConfigProcessors执行结束之后，
在这里插入图片描述
ConfigurationClassPostProcessor的类图如下:
在这里插入图片描述
之前在Spring源码的refresh方法中有讲过这个类，主要完成自动装配注解的扫面以及其他相关注解修饰的类生成bean定义信息放到befactory中，交给spring管理其生命周期。

11.加载配置的启动异常的回调异常处理器

			// 加载配置的启动异常处理器
			exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,
					new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);

spring.factories文件SpringBootExceptionReporter有一个:

org.springframework.boot.SpringBootExceptionReporter=\
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzers

getSpringFactoriesInstances会把这个类进行实例化返回给exceptionReporters。

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