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SpringBoot-SpringBoot源码解读

一、Spring Boot启动过程概述

Spring Boot通过一系列的类和机制，简化了Spring应用的启动流程。当你执行SpringApplication.run()时，Spring Boot会自动完成应用的初始化、环境配置、组件加载、自动配置等任务，最终启动嵌入式Web服务器或其他应用容器。

1、Spring Boot的启动流程

Spring Boot的启动过程可以大致分为以下几个步骤：

创建SpringApplication实例： Spring Boot的启动入口通常是调用SpringApplication.run()方法，这时会创建一个SpringApplication实例。
设置应用上下文： Spring Boot会根据项目类型选择合适的应用上下文。对于Web应用，Spring Boot会选择AnnotationConfigServletWebApplicationContext，对于非Web应用，Spring Boot则使用AnnotationConfigApplicationContext。
设置环境：在启动过程中，Spring Boot会创建并设置一个Environment对象，加载默认的环境配置、命令行参数和application.properties等配置文件。
加载自动配置： Spring Boot会根据项目中的依赖和spring.factories文件自动加载所需的配置。例如，如果项目中包含Spring Web模块，Spring Boot会自动配置Tomcat容器。
初始化容器和Bean： Spring Boot会初始化所有的Bean，自动注入依赖，完成应用的初始化工作。
启动嵌入式服务器：对于Web应用，Spring Boot会启动嵌入式的Web服务器（如Tomcat、Jetty等），并开始接受HTTP请求。
应用运行：当所有初始化工作完成后，应用开始运行，处理业务请求。

2、关键类解析

在Spring Boot启动过程中，以下几个类扮演着至关重要的角色：

SpringApplication：负责应用的启动和初始化。
ConfigurableApplicationContext：负责管理应用的上下文。
AnnotationConfigApplicationContext：作为容器，加载应用的Bean。
ApplicationContextInitializer：用于在应用上下文初始化之前执行自定义逻辑。
我们通过源代码来理解Spring Boot启动的核心过程。

SpringApplication的run()方法解析：

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {
    SpringApplication application = new SpringApplication(primarySource);
    application.setApplicationContextClass(GenericWebApplicationContext.class);
    return application.run(args);
}

在此方法中，Spring Boot会创建一个SpringApplication对象，并通过run()方法启动应用。primarySource参数通常是应用的主配置类或启动类，args是命令行传递的参数。接下来，我们将详细分析run()方法的实现。

二、SpringApplication类源码解读

1、SpringApplication类的作用

SpringApplication是Spring Boot应用启动的核心类。它负责启动Spring容器，管理应用的生命周期，并处理应用的配置、环境和自动化设置。该类封装了Spring应用初始化的多个步骤，是Spring Boot应用程序的核心入口。

2、run()方法深入分析

run()方法是Spring Boot应用启动的入口，它的作用不仅仅是启动应用，它还包含了一系列复杂的操作，包括环境的初始化、应用上下文的配置等。

run()方法解析：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    // 1. 环境准备
    prepareEnvironment(args);
 
    // 2. 初始化Spring应用上下文
    ConfigurableApplicationContext context = createApplicationContext();
 
    // 3. 初始化应用的Bean
    prepareContext(context, args);
 
    // 4. 启动监听器并发布应用事件
    refreshContext(context);
 
    // 5. 完成应用启动
    return context;
}

准备环境：prepareEnvironment()方法会根据传入的参数设置应用环境，例如加载配置文件、命令行参数等。
创建应用上下文：根据项目类型，选择合适的ApplicationContext（例如Web应用会选择AnnotationConfigServletWebApplicationContext）。
初始化容器：prepareContext()方法会初始化应用上下文，将所有的Bean注册到容器中，并执行一些必要的初始化操作。
启动监听器并发布应用事件：refreshContext()会刷新容器并发布事件，启动所有的Bean。

3、事件监听与应用上下文的启动

Spring Boot在启动过程中会广播多个事件，如ApplicationStartingEvent、ApplicationPreparedEvent、ApplicationReadyEvent等，开发者可以通过监听这些事件来执行特定操作。例如，监听ApplicationReadyEvent事件，可以在应用完全启动后执行初始化任务。

三、Spring Boot的自动配置实现

1、自动配置的概念

自动配置是Spring Boot的一大亮点。通过@EnableAutoConfiguration注解，Spring Boot可以自动推断和配置项目中所需的组件，从而大大减少开发者的配置工作。自动配置基于“约定大于配置”的原则，自动加载相关的配置并根据项目依赖进行调整。

2、自动配置的工作原理

自动配置的实现基于@Configuration注解的类，并通过@Conditional注解对自动配置进行条件化。Spring Boot会根据应用的类路径和环境条件，自动选择合适的配置类。

自动配置类示例：

@Configuration
@ConditionalOnClass(JdbcTemplate.class)
@EnableConfigurationProperties(DataSourceProperties.class)
public class DataSourceAutoConfiguration {
    @Bean
    public DataSource dataSource(DataSourceProperties properties) {
        return new DriverManagerDataSource(properties.getUrl(), properties.getUsername(), properties.getPassword());
    }
}

在上面的例子中，@ConditionalOnClass(JdbcTemplate.class)表示只有在类路径中包含JdbcTemplate时才会加载此自动配置类。Spring Boot通过这种方式控制自动配置的启用条件。

3、自动配置实现的关键代码分析

Spring Boot通过META-INF/spring.factories文件加载自动配置类。这个文件包含了自动配置类的名称和启动条件，Spring Boot会扫描并自动加载这些配置。

spring.factories文件示例：

# META-INF/spring.factories
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.WebMvcAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration

这些配置项会告诉Spring Boot在启动时自动加载相关的自动配置类。

四、配置和属性加载的原理

1、配置文件的加载过程

Spring Boot的配置文件（如application.properties或application.yml）可以存放在不同的路径中，如src/main/resources。Spring Boot会在应用启动时加载这些配置文件，并将其中的属性注入到Spring容器中。

加载顺序：

默认配置：Spring Boot提供了一些默认配置，位于spring-boot-autoconfigure模块中。
环境属性：通过Environment接口，Spring Boot加载并管理来自不同位置的属性。
外部配置文件：如果应用有外部配置文件，Spring Boot会优先加载这些配置文件中的属性。

2、属性源的管理

Spring Boot使用PropertySource来管理应用的属性源。Spring Boot提供了多个属性源，包括application.properties、命令行参数、JVM参数、操作系统环境变量等。Spring Boot会根据优先级将这些属性源合并到Environment对象中。

属性源合并过程：

@PropertySource("classpath:application.properties")
public class MyApplication {
    @Value("${app.name}")
    private String appName;
}

3、配置文件与环境的结合

Spring Boot通过@ConfigurationProperties注解将配置文件中的属性与Java对象结合。开发者可以通过这种方式将配置文件中的复杂配置映射到POJO类中。

配置文件与Java类映射示例：

@ConfigurationProperties(prefix = "app")
public class AppConfig {
    private String name;
    private String version;
 
    // getters and setters
}

总结

通过对Spring Boot启动过程、SpringApplication类、自动配置及属性加载原理的深入解析，我们不仅能了解Spring Boot的启动机制，还能够掌握如何优化应用的启动流程与配置管理。这些原理和源码的深入解析将帮助开发者更好地理解Spring Boot的设计思想，提升代码的可维护性和性能。

以上是 SpringBoot-SpringBoot源码解读的学习

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