Spring Boot 启动流程解析及重点源码

引言

Spring Boot 是一个用于创建独立的、生产级的基于 Spring 框架的应用程序的框架。本文将深入探讨 Spring Boot 应用程序的启动流程，并提供关键步骤中的源码分析，帮助我们更好地理解其内部机制。

Spring Boot 启动类分析

1、@SpringBootApplication 注解

通常，一个 Spring Boot 应用程序的入口点是一个带有 @SpringBootApplication 注解的主类。这个注解是以下三个注解的组合：

@Configuration: 标识该类为配置类。
@EnableAutoConfiguration: 开启自动配置功能，根据 classpath 中的依赖自动配置应用程序。
@ComponentScan: 自动扫描并注册组件（如 @Component, @Service, @Repository 等）。
@SpringBootApplication
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

2、 SpringApplication.run() 方法

SpringApplication.run() 方法是启动 Spring Boot 应用的核心方法。它会执行以下步骤：
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {
    return run(new Class[]{primarySource}, args);
}

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {
    // 创建 SpringApplication 实例
    return (new SpringApplication(primarySources)).run(args);
}

3、Spring Boot 启动流程详解

3.1 创建 SpringApplication 实例

当调用 SpringApplication.run() 方法时，首先会创建一个 SpringApplication 实例。这个实例负责管理整个启动过程，并提供了一些配置选项，例如设置 Banner、日志级别等。

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
    this.resourceLoader = resourceLoader;
    Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
    this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
        ApplicationContextInitializer.class,
        new Class<?>[] { ConfigurableApplicationContext.class }));
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}

3.2 准备环境（Environment）

接下来，Spring Boot 会准备环境，主要包括加载默认配置（如 application.properties 或 application.yml），解析命令行参数和系统属性，初始化 Environment 对象。

protected void prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments) {
    // 加载默认配置
    ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();
    configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());
    ConfigurationPropertySources.attach(environment);
    listeners.environmentPrepared(this.getApplicationContext(), environment);
    bindToContext(environment);
}

3.3 执行 ApplicationListeners

在启动过程中，Spring Boot 会触发一系列事件，并允许开发者通过实现 ApplicationListener 接口来监听这些事件。

private void callRunners(ApplicationContext context, ApplicationArguments args) {
    List<ApplicationRunner> runners = new ArrayList<>();
    List<CommandLineRunner> commandLineRunners = new ArrayList<>();
    addListeners(runners, context);
    addListeners(commandLineRunners, context);
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(runners);
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(commandLineRunners);
    runRunners(runners, args);
    runRunners(commandLineRunners, args);
}

3.4 刷新应用上下文（ApplicationContext）

这是启动过程中最重要的一步，主要任务包括初始化所有单例 Bean，调用 BeanFactoryPostProcessor 和 BeanPostProcessor，发布 ContextRefreshedEvent 事件。

@Override
protected void refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {
    super.refreshContext(context);
    context.publishEvent(new ApplicationContextInitializedEvent(this, context));
}

@Override
protected void finishRefresh(Context context, ConfigurableApplicationContext applicationContext) {
    super.finishRefresh(context, applicationContext);
    context.publishEvent(new ApplicationReadyEvent(this, context));
}

3.5 启动嵌入式容器

如果应用程序中包含嵌入式容器（如 Tomcat、Jetty 或 Undertow），则在此步骤启动容器。Spring Boot 会根据配置自动选择合适的容器，并将其绑定到指定端口。

private void createAndStartWebServer(ConfigurableApplicationContext context) {
    WebServer webServer = getWebServerFactory().getWebServer(getWebServerServletWebContainerFactory()::getTomcatConnectorCustomizers);
    try {
        webServer.start();
    } catch (Throwable ex) {
        throw new IllegalStateException("Failed to start server", ex);
    }
}

3.6 触发 ApplicationReadyEvent

最后，当所有准备工作完成后，Spring Boot 会发布 ApplicationReadyEvent 事件，表明应用程序已经完全启动并可以接受外部请求。

context.publishEvent(new ApplicationReadyEvent(this, context));

总结

综上所述，我们详细解析了 Spring Boot 应用程序的启动流程，并提供了关键步骤中的源码分析。了解这一过程不仅有助于我们更好地掌握 Spring Boot 的工作原理。