SpringBoot 好“吃”的啟動原理

原創：西狩

撰寫日期 / 修訂日期：2020-12-30 / 2020-12-30

著作權宣告：本文為博主原創文章，遵循 CC BY-NC-SA-4.0 著作權協議，轉載請附上原文出處鏈接和本宣告，

不正經的前言

最近好朋友山治去面試了，晚上回來有些低迷地問我：“小江，你知道 SpringBoot 的啟動流程嗎？”

我說：“知道呀！從 SpringApplication.run() 方法開始，首先進行實體化，實體化里主要做了4件事：根據calsspath……”

山治抬腿就是一記“惡魔風腳”：SpringBoot 的啟動步驟那么多，什么 1、2、3、4，誰能記得住啊！

在被喬巴施展”還我漂漂拳“以后，我痛定思痛，暗暗發誓一定要寫篇比美女還好看的文章教會山治，讓他吃透這道看似難啃的“菜”，

料理的二三事

選材說明

首先，做一份料理，一定要準備好采購清單，如果只有菜譜沒有選材說明，最終做出來的味道可能并沒有那么好，哪怕隨便做一道家常菜，需要放大蔥還是香蔥也是有講究的，而不同年份的葡萄釀制的酒就更不用說了，

正確的選材示例：山治的料理筆記，

錯誤的選材實體：路飛不看筆記誤吃有毒魚皮，

料理的主要流程

現在，咱們來聊聊吃貨該聊的事情：想要做一道菜需要做些什么？

料理三要素

來看一下料理三要素：

1. 做飯的場地

2. 完美的食材

3. 優秀的廚師

當然，雖然在家里一個人就可以做了，但是不要小看料理呀！咱們要聊就聊 big restaurant，比如一家讓你難忘的餐廳：海上餐廳“BARATI”，你想要的東西——上面提到的三要素，餐廳后廚全都有，Ok！下面就可以準備料理了，

料理步驟

料理的步驟很簡單，包括準備步驟和開始步驟，

料理準備

讓我們來安排一場完美的料理，BARATI 料理的準備步驟：

1. 選擇儲存食材的冰箱

2. 選擇料理的主食材

3. 根據點選單確定料理菜系

4. 準備料理需要的菜譜

5. 指定處理食材的廚師

6. 指定做料理的主廚

料理開始

“高端的食材只需要簡單的烹飪”，重頭戲開始了！BARATI 料理的作業流程：

1. 允許外賣

2. 廚師待命

3. 加載點選單的要求（如：不要香菜）

4. 準備料理所需的鍋碗瓢盆，并通知廚師準備好了

5. 忽略沒必要了解的資訊（如：食材的價格）

6. 指定菜品裝飾

7. 根據菜系，獲取對應菜譜

8. 設定突發情況報告人（如：點的菜沒有了）

9. 廚師查看鍋碗瓢盆、菜譜和點選單的要求

10. 處理食材

11. 料理完成后，根據點選單的要求定制

12. 是否查看客人反饋

13. 食材準備就緒

14. 通知所有可以干活的廚師

15. 準備開工

• 突發報告人處理突發情況（點的菜沒有了，需要告訴服務員）

就這樣，一頓完美的料理就做好了，

歡迎來到“BARATI”

選材說明

學技術也是一樣，版本說明就是料理的選材說明，遵循“就地取材”原則，本次選用的“主料”是平時專案上使用的 SpringBoot 2.1.5.RELEASE 版本，依賴如下：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  <version>2.1.5.RELEASE</version>
</dependency>

“BARATI”后廚主要流程

以 SpringApplication.run() 方法為例

料理三要素

@SpringBootApplication
public class StartApplication {
?
  public static void main(String[] args) {
    // 1. 做飯的場地
    // 2. 完美的食材
    // 3. 優秀的廚師
    SpringApplication.run(StartApplication.class, args);
  }
}

1. 做飯的場地：SpringApplication

2. 完美的食材：所有通過 SpringBoot 自動配置掃描，由 ClassLoader 加載的 Class

3. 優秀的廚師：在啟動程序中所有 ApplicationListener 和 ApplicationRunner

料理步驟

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources,
      String[] args) {
  // 1. 料理準備
  // 2. 料理開始
  return new SpringApplication(primarySources).run(args);
}

1. 料理準備：new SpringApplication(primarySources) 方法，SpringApplication 的初始化

2. 料理開始：SpringApplication.run(args) 方法，SpringBoot 實際啟動的流程

料理準備

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
  // 1. 選擇儲存食材的冰箱
  this.resourceLoader = resourceLoader;
  // 2. 選擇料理的主食材
  Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
  this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
  // 3. 根據點選單確定料理菜系
  this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
  // 4. 準備料理需要的菜譜
  setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
    ApplicationContextInitializer.class));
  // 5. 指定處理食材的廚師
  setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
  // 6. 指定做料理的主廚
  this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}

1. 選擇儲存食材的冰箱

   可指定的類加載器，與 classpath 相關，默認為null，加載時使用 DefaultResourceLoader

2. 選擇料理的主食材

   設定傳入的主源類

3. 根據點選單確定料理菜系

   通過加載的 class 判斷web應用型別（NONE、SERVLET、REACTIVE）

4. 準備料理需要的菜譜

   通過 getClassLoader()，查找并加載所有 ApplicationContextInitializer

5. 指定處理食材的廚師

   通過 getClassLoader()，查找并加載所有 ApplicationListener

6. 指定做料理的主廚

   推斷并設定 main 函式所在的 class

料理開始

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
  StopWatch stopWatch = new StopWatch();
  stopWatch.start();
  ConfigurableApplicationContext context = null;
  Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
  // 1. 允許外賣
  configureHeadlessProperty();
  // 2. 廚師待命
  SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
  listeners.starting();
  try {
    // 3. 加載點選單的要求（如：不要香菜）
    ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
      args);
    // 4. 準備料理所需的鍋碗瓢盆，并通知廚師準備好了
    ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                                                             applicationArguments);
    // 5. 忽略沒必要了解的資訊（如：食材的價格）
    configureIgnoreBeanInfo(environment);
    // 6. 設定菜品裝飾
    Banner printedBanner = printBanner(environment);
    // 7. 根據菜系，獲取對應菜譜
    context = createApplicationContext();
    // 8. 設定突發情況報告人（如：點的菜沒有了）
    exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
      SpringBootExceptionReporter.class,
      new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
    // 9. 廚師查看鍋碗瓢盆、菜譜和點選單的要求
    prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                   printedBanner);
    // 10. 處理食材
    refreshContext(context);
    // 11. 料理完成后，根據點選單的要求定制
    afterRefresh(context, applicationArguments);
    stopWatch.stop();
    // 12. 是否查看客人反饋
    if (this.logStartupInfo) {
      new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
        .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
    }
    // 13. 食材準備就緒
    listeners.started(context);
    // 14. 通知所有可以干活的廚師
    callRunners(context, applicationArguments);
  }
  catch (Throwable ex) {
    // * 處理突發情況
    handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
    throw new IllegalStateException(ex);
  }
?
  try {
    // 15. 準備開工
    listeners.running(context);
  }
  catch (Throwable ex) {
    // * 處理突發情況
    handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
    throw new IllegalStateException(ex);
  }
  return context;
}

1. 允許外賣

   主要允許服務器只提供服務，不提供顯示幕和界面展示的情況，類似只支持外帶，不支持店內就餐

2. 廚師待命

   獲取所有監聽者，進入監聽狀態

3. 加載點選單的要求（如：不要香菜）

   讀取傳入 args 引數

4. 準備料理所需的鍋碗瓢盆，并通知廚師準備好了

   設定環境變數，通知監聽者

5. 忽略沒必要了解的資訊（如：食材的價格）

   忽略 BeanInfo 資訊，主要為了提高啟動速度

6. 指定菜品裝飾

   設定 Banner

7. 根據菜系，獲取對應菜譜

   根據應用型別（是 Servlet，還是 Reactive），創建對應背景關系

8. 設定突發情況報告人（如：點的菜沒有了）

   加載SpringBoot例外上報類

9. 廚師查看鍋碗瓢盆、菜譜和點選單的要求

   根據環境變數、監聽者、啟動引數和 Banner，裝載背景關系

10. 處理食材

    重繪背景關系

11. 料理完成后，根據點選單的要求定制

    空操作，重繪背景關系后的預留擴展點

12. 是否查看客人反饋

    設置日志資訊列印

13. 食材準備就緒

    發布 ApplicationStartedEvent 事件，表示監聽者任務完成

14. 通知所有可以干活的廚師

    呼叫 ApplicationRunner，CommandLineRunner 的 run 方法

15. 準備開工

    發布 ApplicationReadyEvent 事件，表示應用就緒

• 突發報告人處理突發情況（點的菜沒有了，需要告訴服務員）

  如果啟動例外，處理 exceptionReporters 中的例外資訊，并拋出例外

小結

本篇文章想達到的目的是：將原始碼映射到現實生活的事件，加深對原始碼的解讀，希望將晦澀難度的原始碼變成一件有趣的事情，此文只是作為一個吃貨的興趣篇，并不是特別嚴謹，在 SpringBoot 啟動程序中，還有很多精妙的細節需要繼續推敲，我會在后續文章中，對它們進行剖析，當然，由于自身水平限制，有些比喻可能并不一定十分恰當，希望各位老板見仁見智地去理解，若發現不當之處，歡迎私信溝通交流！

標籤：其他

上一篇：【STL 原始碼剖析】淺談 STL 迭代器與 traits 編程技法

下一篇：Kubernetes官方java客戶端之一：準備