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深入剖析Spring Boot应用启动全流程

news 2025/8/26 5:46:44

前言

启动流程概览

一、第一阶段：初始化SpringApplication

二、第二阶段：运行SpringApplication

三、第三阶段：环境准备

四、第四阶段：创建应用上下文

五、第五阶段：准备应用上下文

六、第六阶段：刷新应用上下文（核心）

七、第七阶段：启动后处理

启动流程图解

Spring Boot启动流程与自动装配的联系

总结

前言

Spring Boot以其"开箱即用"的特性大大简化了Spring应用的开发部署流程。只需一个main方法和一个简单的SpringApplication.run()调用，我们的应用就能快速启动。但这背后究竟发生了什么？本文将深入剖析Spring Boot应用的完整启动流程，带你理解从点击"运行"到应用完全就绪的每一个关键步骤。

启动流程概览

Spring Boot的启动过程可以概括为以下几个核心阶段：

初始化SpringApplication实例
运行SpringApplication
准备环境设置
创建应用上下文
刷新应用上下文（核心）
执行Runner接口实现

下面我们详细分析每个阶段的具体工作。

一、第一阶段：初始化SpringApplication

当我们调用SpringApplication.run(Application.class, args)时，首先会初始化一个SpringApplication实例

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

在SpringApplication的构造函数中，会进行以下关键操作：

推断应用类型：根据类路径下的依赖判断是SERVLET应用（Spring MVC）、REACTIVE应用（WebFlux）还是普通应用
加载应用上下文初始化器：通过SpringFactoriesLoader从META-INF/spring.factories加载ApplicationContextInitializer
加载应用监听器：同样通过SpringFactoriesLoader加载ApplicationListener
推断主配置类：根据堆栈信息找到包含main方法的类

二、第二阶段：运行SpringApplication

run方法是整个启动流程的核心：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {// 1. 创建启动计时器StopWatch stopWatch = new StopWatch();stopWatch.start();// 2. 初始化默认应用上下文ConfigurableApplicationContext context = null;// 3. 配置headless属性configureHeadlessProperty();// 4. 获取SpringApplicationRunListenersSpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);// 5. 发布应用开始启动事件listeners.starting();try {// 6. 准备环境ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);// 7. 打印BannerBanner printedBanner = printBanner(environment);// 8. 创建应用上下文context = createApplicationContext();// 9. 准备应用上下文prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);// 10. 刷新应用上下文（核心步骤）refreshContext(context);// 11. 上下文刷新后处理afterRefresh(context, applicationArguments);// 12. 停止计时器stopWatch.stop();// 13. 发布应用启动完成事件if (this.logStartupInfo) {new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);}listeners.started(context);// 14. 调用ApplicationRunner和CommandLineRunnercallRunners(context, applicationArguments);} catch (Throwable ex) {handleRunFailure(context, ex, listeners);throw new IllegalStateException(ex);}try {listeners.running(context);} catch (Throwable ex) {handleRunFailure(context, ex, null);throw new IllegalStateException(ex);}return context;
}

三、第三阶段：环境准备

prepareEnvironment()方法负责准备应用运行环境：

创建环境对象：根据应用类型创建StandardEnvironment或StandardServletEnvironment
配置环境：配置PropertySources和Profiles
发布环境准备事件：通过EnvironmentPostProcessorApplicationListener处理
绑定环境到SpringApplication
转换配置：将命令行参数转换为PropertySource
处理ConfigurationProperties：验证和绑定@ConfigurationProperties

四、第四阶段：创建应用上下文

createApplicationContext()根据应用类型创建对应的应用上下文：

Servlet应用：AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
Reactive应用：AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext
普通应用：AnnotationConfigApplicationContext

五、第五阶段：准备应用上下文

prepareContext()方法准备创建好的应用上下文：

设置环境
后处理上下文：调用ApplicationContextInitializer
发布上下文准备事件
注册SpringBootBanner
设置资源加载器和类加载器
注册Bean定义：
- 注册主配置类（@SpringBootApplication标注的类）
- 注册命令行参数Bean
- 注册Banner Bean

六、第六阶段：刷新应用上下文（核心）

refreshContext()调用的是AbstractApplicationContext的refresh()方法，这是Spring容器的核心生命周期方法：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized (this.startupShutdownMonitor) {// 1. 准备刷新上下文prepareRefresh();// 2. 获取刷新后的BeanFactoryConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();// 3. 准备BeanFactory使用上下文prepareBeanFactory(beanFactory);try {// 4. 允许BeanFactory的后处理postProcessBeanFactory(beanFactory);// 5. 调用BeanFactoryPostProcessorinvokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);// 6. 注册BeanPostProcessorregisterBeanPostProcessors(beanFactory);// 7. 初始化MessageSourceinitMessageSource();// 8. 初始化事件广播器initApplicationEventMulticaster();// 9. 初始化特殊Bean（由子类实现）onRefresh();// 10. 注册监听器registerListeners();// 11. 完成BeanFactory初始化，实例化所有非懒加载单例finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);// 12. 完成刷新，发布上下文刷新事件finishRefresh();} catch (BeansException ex) {// 13. 销毁已创建的单例BeandestroyBeans();// 14. 重置激活标志cancelRefresh(ex);throw ex;} finally {// 15. 重置Spring核心中的公共内省缓存resetCommonCaches();}}
}

对于Spring Boot来说，onRefresh()方法尤为重要，这里会创建嵌入式Web服务器：

protected void onRefresh() {super.onRefresh();try {createWebServer(); // 创建Tomcat、Jetty或Undertow服务器} catch (Throwable ex) {throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", ex);}
}

七、第七阶段：启动后处理

刷新完成后，Spring Boot会执行一些后处理操作：

调用ApplicationRunner和CommandLineRunner：执行应用中定义的Runner实现
发布应用就绪事件：ApplicationReadyEvent，表示应用已完全启动
启动完成：此时应用已完全就绪，可以处理请求

启动流程图解

Spring Boot启动流程与自动装配的联系

1.核心关系：自动装配是启动流程的关键环节

简单来说，自动装配是Spring Boot启动流程中的一个核心子过程。没有启动流程提供的环境、上下文和机制，自动装配无法工作；而没有自动装配，Spring Boot的启动就失去了"智能"和"自动化"的特性，退回到了传统Spring应用的繁琐配置模式。

2.自动装配的具体执行时机

自动装配发生在应用上下文刷新阶段，具体在refreshContext()方法中的invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)步骤：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {// ... 前面的步骤invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // 自动装配在这里发生!// ... 后续步骤
}