SpringBoot—运行原理探究

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我们之前写的HelloSpringBoot，到底是怎么运行的呢，Maven项目，我们一般从pom.xml文件探究起；

pom.xml

父依赖

其中它主要是依赖一个父项目，主要是管理项目的资源过滤及插件！

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.2.5.RELEASE</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

点进去，发现还有一个父依赖

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    <version>2.2.5.RELEASE</version>
    <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

这里才是真正管理SpringBoot应用里面所有依赖版本的地方，SpringBoot的版本控制中心；

以后我们导入依赖默认是不需要写版本；但是如果导入的包没有在依赖中管理着就需要手动配置版本了；

Spring Boot 项目中的 parent

启动器 spring-boot-starter

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

springboot-boot-starter-xxx：就是spring-boot的场景启动器

spring-boot-starter-web：帮我们导入了web模块正常运行所依赖的组件；

SpringBoot将所有的功能场景都抽取出来，做成一个个的starter （启动器），只需要在项目中引入这些starter即可，所有相关的依赖都会导入进来 ， 我们要用什么功能就导入什么样的场景启动器即可 ；我们未来也可以自己自定义 starter；

主启动类

分析完了 pom.xml 来看看这个启动类

默认的主启动类

//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类
//说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {

   public static void main(String[] args) {
     //以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
      SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
   }

}

但是一个简单的启动类并不简单！我们来分析一下这些注解都干了什么

@SpringBootApplication

作用：标注在某个类上说明这个类是SpringBoot的主配置类 ， SpringBoot就应该运行这个类的main方法来启动SpringBoot应用；

进入这个注解：可以看到上面还有很多其他注解！

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(
    excludeFilters = {@Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
    type = FilterType.CUSTOM,
    classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
public @interface SpringBootApplication {
    // ......
}

@ComponentScan

这个注解在Spring中很重要 ,它对应XML配置中的元素。

作用：自动扫描并加载符合条件的组件或者bean ， 将这个bean定义加载到IOC容器中

@SpringBootConfiguration

作用：SpringBoot的配置类 ，标注在某个类上 ， 表示这是一个SpringBoot的配置类；

我们继续进去这个注解查看

// 点进去得到下面的 @Component
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {}

@Component
public @interface Configuration {}

这里的 @Configuration，说明这是一个配置类 ，配置类就是对应Spring的xml 配置文件；

里面的 @Component 这就说明，启动类本身也是Spring中的一个组件而已，负责启动应用！

我们回到 SpringBootApplication 注解中继续看。

@EnableAutoConfiguration

@EnableAutoConfiguration ：开启自动配置功能

以前我们需要自己配置的东西，而现在SpringBoot可以自动帮我们配置 ；@EnableAutoConfiguration告诉SpringBoot开启自动配置功能，这样自动配置才能生效；

点进注解接续查看：

@AutoConfigurationPackage ：自动配置包

@Import({Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
}

@import ：Spring底层注解@import ， 给容器中导入一个组件

Registrar.class 作用：将主启动类的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器 ；

这个分析完了，退到上一步，继续看

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) ：给容器导入组件 ；

AutoConfigurationImportSelector ：自动配置导入选择器，那么它会导入哪些组件的选择器呢？我们点击去这个类看源码：

1、这个类中有一个这样的方法

// 获得候选的配置
protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
    //这里的getSpringFactoriesLoaderFactoryClass（）方法
    //返回的就是我们最开始看的启动自动导入配置文件的注解类；EnableAutoConfiguration
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.getBeanClassLoader());
    Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
    return configurations;
}

2、这个方法又调用了  SpringFactoriesLoader 类的静态方法！我们进入SpringFactoriesLoader类loadFactoryNames() 方法

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
    String factoryClassName = factoryClass.getName();
    //这里它又调用了 loadSpringFactories 方法
    return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
}

3、我们继续点击查看 loadSpringFactories 方法

private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
    //获得classLoader ， 我们返回可以看到这里得到的就是EnableAutoConfiguration标注的类本身
    MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
    if (result != null) {
        return result;
    } else {
        try {
            //去获取一个资源 "META-INF/spring.factories"
            Enumeration<URL> urls = classLoader != null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
            LinkedMultiValueMap result = new LinkedMultiValueMap();

            //将读取到的资源遍历，封装成为一个Properties
            while(urls.hasMoreElements()) {
                URL url = (URL)urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                Iterator var6 = properties.entrySet().iterator();

                while(var6.hasNext()) {
                    Entry<?, ?> entry = (Entry)var6.next();
                    String factoryClassName = ((String)entry.getKey()).trim();
                    String[] var9 = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue());
                    int var10 = var9.length;

                    for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
                        String factoryName = var9[var11];
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }

            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        } catch (IOException var13) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var13);
        }
    }
}

4、发现一个多次出现的文件：spring.factories，全局搜索它

spring.factories

我们根据源头打开spring.factories ， 看到了很多自动配置的文件；这就是自动配置根源所在！

WebMvcAutoConfiguration

我们在上面的自动配置类随便找一个打开看看，比如 ：WebMvcAutoConfiguration

可以看到这些一个个的都是JavaConfig配置类，而且都注入了一些Bean，可以找一些自己认识的类，看着熟悉一下！

所以，自动配置真正实现是从classpath中搜寻所有的META-INF/spring.factories配置文件 ，并将其中对应的 org.springframework.boot.autoconfigure. 包下的配置项，通过反射实例化为对应标注了 @Configuration的JavaConfig形式的IOC容器配置类 ， 然后将这些都汇总成为一个实例并加载到IOC容器中。

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Spring Boot 之 spring.factories (使用)

在java spring cloud项目中，我们常常会在子模块中创建公共类库，作为驱动包。那么在另外一个子模块中，需要加载配置文件的时候，往往Spring Boot 自动扫描包的时候，只会扫描自己模块下的类。

首先抛出一个问题：如果想要被Spring容器管理的Bean的路径不再Spring Boot 的包扫描路径下，怎么办呢？也就是如何去加载第三方的Bean 呢？

有两种方式可以解决：

这里我们使用Swagger的配置来做实验。

@Configuration
@EnableSwagger2
public class SwaggerConfig implements EnvironmentAware {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(SwaggerConfig.class);
    @Autowired
    private Environment env;
    @Value("${swagger.scan.package}")
    private String swaggerScanPackage;

    public SwaggerConfig() {
    }

    @Bean
    public Docket createRestApi() {
        Predicate<String> path = PathSelectors.any();
        if (Arrays.asList(this.env.getActiveProfiles()).contains("prod")) {
            path = PathSelectors.none();
        }

        log.info("####初始化createRestApi####swaggerScanPackage:" + this.swaggerScanPackage);
        log.info(path.toString());
        return (new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2)).apiInfo(this.apiInfo()).select().apis(RequestHandlerSelectors.basePackage(this.swaggerScanPackage)).paths(PathSelectors.any()).build();
    }

    private ApiInfo apiInfo() {
        log.info("##################################初始化API信息################################################");
        return (new ApiInfoBuilder()).title("APIs").description("…………").termsOfServiceUrl("https://js.dazhi.loan.com").version("1.0").build();
    }

    @Override
    public void setEnvironment(Environment environment) {

    }
}

工程结构：

发现我的SwaggerConfig 类和 SpringBoot 的启动类ConfigApplication.java 不在同一级目录下，所以当Spring Boot 自动扫描包的时候，是扫描不到我的SwaggerConfig 的配置的，也就在控制台没有Swagger的打印的信息

如果想要把SwaggerConfig 加载到Spring容器中的话 要怎么办呢 ？

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1、在Spring Boot Application 主类上 使用@Import 注解

2、创建spring.factories文件

现在我们将其改造一下，采用spring.factories 的方式去加载SwaggerConfig类，在resources目录下新建一个META-INF 的目录

新建一个spring.factories 的文件，里面的内容为：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
com.sg.config.SwaggerConfig

然后在把Spring Boot 启动类上的@Import注释掉，启动发现也可以把SwaggerConfig加载到Spring 容器中

到这就完成了加载一个Spring 不能扫描到的一个类，他可以是第三方的，也可以是自己写的，只要是Spring Boot 默认扫描路径不能够扫描到，都可以使用这种方式去加载！！！

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结论：

1. SpringBoot在启动的时候从类路径下的META-INF/spring.factories中获取EnableAutoConfiguration指定的值
2. 将这些值作为自动配置类导入容器 ， 自动配置类就生效 ， 帮我们进行自动配置工作；
3. 整个J2EE的整体解决方案和自动配置都在springboot-autoconfigure的jar包中；
4. 它会给容器中导入非常多的自动配置类 （xxxAutoConfiguration）, 就是给容器中导入这个场景需要的所有组件 ， 并配置好这些组件 ；
5. 有了自动配置类 ， 免去了我们手动编写配置注入功能组件等的工作；

现在大家应该大概的了解了下，SpringBoot的运行原理，后面我们还会深化一次！

SpringApplication

不简单的方法

我最初以为就是运行了一个main方法，没想到却开启了一个服务；

@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
    }
}

SpringApplication.run分析

分析该方法主要分两部分，一部分是SpringApplication的实例化，二是run方法的执行；

SpringApplication

这个类主要做了以下四件事情：

1、推断应用的类型是普通的项目还是Web项目

2、查找并加载所有可用初始化器 ， 设置到initializers属性中

3、找出所有的应用程序监听器，设置到listeners属性中

4、推断并设置main方法的定义类，找到运行的主类

查看构造器：

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) {
    // ......
    this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
    this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances();
    this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
}

run方法流程分析

跟着源码和这幅图就可以一探究竟了！