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Spring Boot启动流程

news 来源：原创 2025/6/8 5:59:44

1. 启动类与`main`方法

入口点：Spring Boot应用通常有一个带有@SpringBootApplication注解的主类，并包含一个public static void main(String[] args)方法。
- @SpringBootApplication是一个组合注解，包含了：
  - @Configuration: 标记该类为配置类。
  - @EnableAutoConfiguration: 自动根据classpath中的依赖进行配置。
  - @ComponentScan: 自动扫描指定包及其子包下的组件（如@Component, @Service, @Repository, @Controller等）。

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

2. 创建`SpringApplication`实例

构造函数：
- 推断应用类型：检查classpath中是否存在特定的类（如Servlet、Reactive相关的类），以确定是Servlet还是Reactive应用。
- 加载初始器和监听器：从META-INF/spring.factories文件中加载默认的ApplicationContextInitializer和ApplicationListener。

3. `SpringApplication.run()` 方法执行

环境准备

创建并配置Environment：基于命令行参数、系统属性、环境变量等初始化Environment对象。
- 可以通过--spring.config.location或SPRING_CONFIG_LOCATION环境变量指定外部配置文件的位置。
触发事件：发布ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，允许外部工具或开发者自定义环境设置。
- 可以通过实现ApplicationListener<ApplicationEnvironmentPreparedEvent>来自定义逻辑。

打印Banner

如果启用了banner，则显示项目启动的图形化标识。
- 可以通过设置spring.main.banner-mode为off来关闭banner。

创建ApplicationContext

根据应用类型选择合适的ApplicationContext实现（例如，对于Web应用通常是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext）。
- 对于非Web应用，可能是AnnotationConfigApplicationContext。

加载Sources

将所有指定的source（通常是带有@Configuration注解的类）注册到ApplicationContext中。
- 这包括了自动扫描到的组件和显式声明的配置类。

刷新上下文前的准备工作

触发ApplicationContextInitializedEvent事件。
调用所有的ApplicationContextInitializer进行额外的配置。
- 这些initializer可以在刷新之前对context进行进一步的定制。

4. ApplicationContext刷新过程

BeanFactory准备

设置bean工厂的各种属性，包括转换服务、属性编辑器等。
- 配置了诸如PropertyEditorRegistrar等用于处理属性值转换的机制。

BeanDefinition加载

扫描classpath：寻找带有@Component, @Service, @Repository, @Controller等注解的类，并将其注册为bean definitions。
- 使用ClassPathScanningCandidateComponentProvider扫描指定包下的组件。
- 条件注解（如@ConditionalOnClass, @ConditionalOnMissingBean等）确保仅在满足特定条件时才生效。

自动配置

自动配置机制：通过@EnableAutoConfiguration触发自动配置过程。它会根据classpath中的依赖自动配置相应的beans。
- 自动配置类位于spring-boot-autoconfigure模块中，它们通过spring.factories文件被发现并加载。
- 每个自动配置类都可能有条件注解，确保仅在满足特定条件时才生效。

BeanFactoryPostProcessor执行

处理各种后处理器，如PropertySourcesPlaceholderConfigurer用于解析占位符。
- 解析${...}形式的属性值，替换为实际值。

Bean实例化

根据bean definitions实例化单例bean，并进行依赖注入。
- 初始化bean时，可能还会执行一些生命周期回调方法，如@PostConstruct标注的方法。
- 如果需要AOP代理，则在此阶段生成代理对象。

5. 刷新完成后的工作

触发ContextRefreshedEvent：表示ApplicationContext已完全刷新。
执行CommandLineRunner/ApplicationRunner beans：如果有任何实现了CommandLineRunner或ApplicationRunner接口的beans，它们的方法会被调用。
- 这些runner可以用来执行最后的初始化操作。

6. 应用就绪

触发ApplicationReadyEvent：表示应用已经准备好接收请求或执行预定的任务。
开启web服务器：如果是Web应用，此时嵌入式的Tomcat服务器将会启动，并开始监听HTTP请求。

7. 错误处理

错误处理机制：Spring Boot提供了强大的错误处理机制，包括但不限于自定义错误页面、全局异常处理器等，以增强应用的健壮性。
- 可以通过实现ErrorController来自定义错误页面。
- 使用@ControllerAdvice和@ExceptionHandler来处理全局异常。

额外细节

外部化配置：支持多种方式的外部化配置，如命令行参数、环境变量、properties/yaml文件等。
- 可以通过application.properties或application.yml文件进行配置。
- 支持使用@Value注解直接注入配置值。
- 可以通过spring.profiles.active指定激活的profile，从而加载不同的配置。
健康检查和度量：通过Actuator模块提供的端点，可以监控应用的健康状况和性能指标。
- 提供了诸如/actuator/health、/actuator/metrics等端点。
- 可以自定义健康指示器（Health Indicator）来扩展健康检查功能。
日志配置：Spring Boot默认支持多种日志框架，并可以通过简单的配置定制日志级别和输出格式。
- 支持Logback、Log4j2等日志框架，默认使用Logback。
- 可以通过logging.level.*=DEBUG等配置项调整日志级别。

关键技术细节

条件注解：如@ConditionalOnClass, @ConditionalOnMissingBean等，使得Spring Boot能够根据当前环境动态地启用或禁用某些配置。
事件驱动模型：Spring Boot在整个启动过程中使用了大量的事件发布和监听机制，这使得开发者可以在应用启动的不同阶段插入自定义逻辑。
- 例如，可以通过实现ApplicationListener<ApplicationStartedEvent>来自定义启动逻辑。

示例代码片段

以下是一个更完整的示例，展示了如何使用Spring Boot的基本结构，并结合了一些高级特性和配置：

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication app = new SpringApplication(DemoApplication.class);
        // 关闭banner
        app.setBannerMode(Banner.Mode.OFF);
        // 添加自定义的ApplicationContextInitializer
        app.addInitializers(new MyCustomApplicationContextInitializer());
        app.run(args);
    }
}

@Component
public class MyCommandLineRunner implements CommandLineRunner {
    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        System.out.println("MyCommandLineRunner executed");
    }
}

@Configuration
public class MyCustomConfig {
    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(name = "customBean")
    public String customBean() {
        return "This is a custom bean";
    }
}

// 自定义健康检查
@Component
public class CustomHealthIndicator extends AbstractHealthIndicator {
    @Override
    protected void doHealthCheck(Health.Builder builder) throws Exception {
        builder.up().withDetail("custom", "Everything is OK!");
    }
}

// 全局异常处理器
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(value = Exception.class)
    public ResponseEntity<Object> exception(Exception exception) {
        return new ResponseEntity<>("An error occurred: " + exception.getMessage(), HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
    }
}

// 自定义ApplicationContextInitializer
public class MyCustomApplicationContextInitializer implements ApplicationContextInitializer<ConfigurableApplicationContext> {
    @Override
    public void initialize(ConfigurableApplicationContext applicationContext) {
        ConfigurableEnvironment environment = applicationContext.getEnvironment();
        // 自定义环境配置
        Map<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("my.custom.property", "customValue");
        environment.getPropertySources().addFirst(new MapPropertySource("customProperties", map));
    }
}