SpringBoot启动项目详解

发布于：2025-08-03 ⋅ 阅读:(14) ⋅ 点赞:(0)

SpringBoot 的启动过程是一个整合 Spring 核心容器、自动配置、嵌入式服务器等功能的复杂流程，核心目标是 “简化配置、快速启动”。下面从入口类开始，逐步拆解其详细启动步骤：

一、启动入口：@SpringBootApplication与main方法

SpringBoot 应用的启动入口是一个带有@SpringBootApplication注解的类，其中的main方法是程序的起点：

@SpringBootApplication
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        // 核心启动方法
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

这行代码看似简单，却包含了初始化 Spring 容器、触发自动配置、启动嵌入式服务器等一系列操作。

二、@SpringBootApplication注解的核心作用

@SpringBootApplication是一个 “复合注解”，它整合了三个关键注解，为启动过程奠定基础：

  1. @SpringBootConfiguration：本质是@Configuration，标识当前类是一个配置类，允许通过@Bean定义 Bean。
  2. @ComponentScan：自动扫描当前类所在包及其子包下的@Component（包括@Service、@Controller等）注解类，将其注册为 Spring Bean。
  3. @EnableAutoConfiguration：SpringBoot 的 “灵魂”，开启自动配置功能，通过加载预设的配置类，自动配置 DataSource、Web 服务器等组件。

三、SpringApplication.run()的详细流程

SpringApplication.run(MyApplication.class, args)是启动的核心方法，可拆解为两大阶段：SpringApplication实例初始化 + run()方法执行。

阶段 1：SpringApplication实例初始化（准备工作）

当调用SpringApplication.run(...)时，首先会创建SpringApplication实例，完成一系列初始化操作：

// 简化的初始化逻辑
public SpringApplication(Class<?>... primarySources) {
    this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
    // 1. 推断应用类型（Servlet/Reactive/Native）
    this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
    // 2. 加载初始化器（ApplicationContextInitializer）
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
    // 3. 加载监听器（ApplicationListener）
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    // 4. 推断main方法所在的主类
    this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}

关键操作解析：

  • 推断应用类型：通过类路径中是否存在Servlet、Reactive相关类，判断是传统 Web 应用（SERVLET）、响应式 Web 应用（REACTIVE）还是非 Web 应用（NONE）。
  • 加载初始化器：从META-INF/spring.factories文件中读取ApplicationContextInitializer实现类（用于初始化 Spring 上下文）。
  • 加载监听器：同样从spring.factories中读取ApplicationListener实现类（用于监听启动过程中的事件，如环境准备完成、容器刷新等）。
阶段 2：run()方法执行（核心启动流程）

run()方法是启动的核心，包含 12 个关键步骤，按顺序执行如下：

步骤 1：启动计时器（记录启动时间）
StopWatch stopWatch = new StopWatch();
stopWatch.start(); // 开始计时

用于统计应用启动总耗时，最终会在控制台输出（如Started MyApplication in 2.345 seconds）。

步骤 2：初始化运行监听器（SpringApplicationRunListeners）

通过SpringFactoriesLoader加载SpringApplicationRunListener实现类（默认是EventPublishingRunListener），用于在启动各阶段发布事件（如ApplicationStartingEvent、ApplicationEnvironmentPreparedEvent等），触发对应监听器的逻辑。

步骤 3：准备环境（Environment）

创建并配置Environment（环境对象），包含：

  • 系统环境变量、JVM 参数、命令行参数（args）。
  • 配置文件（application.properties/application.yml）中的属性。
  • 激活的profiles（如dev/test/prod）。

过程：

  1. 为不同应用类型（Servlet/Reactive）创建对应Environment实例（如StandardServletEnvironment）。
  2. 加载配置文件：默认从classpath:、classpath:/config/、file:./、file:./config/等路径读取。
  3. 处理命令行参数：将args中的参数（如--server.port=8081）添加到环境中，优先级最高。
步骤 4：打印 Banner（启动图标）

默认会在控制台打印 SpringBoot 的 Banner 图标（可通过spring.banner.location自定义，或设置spring.main.banner-mode=off关闭）。

步骤 5：创建ApplicationContext（Spring 容器）

根据应用类型创建对应的ApplicationContext（Spring 核心容器）：

  • Servlet 应用：AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
  • Reactive 应用：AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext
  • 非 Web 应用：AnnotationConfigApplicationContext

ApplicationContext是 Spring 的 “大脑”，负责管理 Bean 的生命周期、依赖注入等核心功能。

步骤 6：准备ApplicationContext（上下文预处理）

为容器设置环境、注册 Bean、应用初始化器等：

  1. 将步骤 3 中准备好的Environment设置到容器中。
  2. 调用所有ApplicationContextInitializer的initialize()方法，对容器进行自定义初始化（如添加属性源、修改配置等）。
  3. 发布ApplicationContextInitializedEvent事件，通知监听器容器已初始化。
  4. 注册主配置类：将@SpringBootApplication标注的类（如MyApplication）注册为 Spring 的配置类。
步骤 7：刷新ApplicationContext（容器核心初始化）

这是 Spring 容器的核心步骤（继承自 Spring 的AbstractApplicationContext），包含 Bean 的扫描、加载、实例化等关键操作，具体包括：

7.1 执行BeanFactory的前置处理

初始化容器的BeanFactory（如DefaultListableBeanFactory），用于管理 BeanDefinition（Bean 的元数据）。

7.2 执行BeanFactoryPostProcessor（Bean 工厂后置处理器）

最关键的是自动配置类的加载：
@EnableAutoConfiguration通过@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)导入自动配置类。AutoConfigurationImportSelector会从META-INF/spring.factories中读取EnableAutoConfiguration对应的配置类（如DataSourceAutoConfiguration、WebMvcAutoConfiguration等），并根据@Conditional条件注解（如@ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean）筛选出符合当前环境的配置类，注册为 BeanDefinition。

7.3 注册BeanPostProcessor（Bean 后置处理器）

用于在 Bean 实例化前后进行增强（如 AOP 代理、依赖注入等）。

7.4 初始化消息源（国际化支持）
7.5 初始化事件多播器（用于事件发布）
7.6 初始化容器特定 Bean（子类扩展点）

对 Web 应用而言，这里会触发嵌入式服务器的创建与启动：
ServletWebServerApplicationContext在onRefresh()方法中调用createWebServer()，根据类路径中的依赖（如spring-boot-starter-tomcat）创建对应的服务器（Tomcat/Undertow/Jetty），并绑定端口（默认 8080）。

7.7 注册监听器到容器
7.8 完成 BeanFactory 初始化（实例化所有非懒加载单例 Bean）

容器会遍历所有 BeanDefinition，实例化单例 Bean（@Lazy标注的除外），并执行依赖注入（@Autowired）、初始化方法（@PostConstruct或InitializingBean）等。

7.9 发布容器刷新完成事件（ContextRefreshedEvent）
步骤 8：刷新后的操作
  • 清除缓存（如类加载缓存）。
  • 发布ApplicationStartedEvent事件（通知容器已刷新完成）。
步骤 9：执行Runner（自定义启动逻辑）

调用所有ApplicationRunner和CommandLineRunner的run()方法，执行启动后的自定义逻辑（如加载初始数据、检查配置等）：

  • ApplicationRunner：接收ApplicationArguments参数（解析后的命令行参数）。
  • CommandLineRunner：直接接收原始String[] args参数。
步骤 10：发布启动完成事件

发布ApplicationReadyEvent事件，通知应用已完全启动，可对外提供服务。

步骤 11：停止计时器
stopWatch.stop(); // 停止计时
步骤 12：输出启动日志

打印启动成功日志，包含总耗时、活跃 Profiles 等信息（如Started MyApplication in 2.345 seconds (JVM running for 3.123)）。

四、核心机制总结

  1. 自动配置：通过@EnableAutoConfiguration和spring.factories中的配置类，根据依赖和环境自动配置组件（如 DataSource、Web 服务器）。
  2. 嵌入式服务器：在容器刷新阶段自动创建并启动（如 Tomcat），无需手动部署到外部服务器。
  3. 事件驱动：通过SpringApplicationRunListener和ApplicationListener在启动各阶段发布事件，支持扩展（如自定义监听器处理特定阶段逻辑）。
  4. 简化配置：默认扫描路径、默认配置文件、默认 Bean 注册，减少手动配置。

五、流程图总结

main() → SpringApplication实例化 → run()
  ↓
初始化监听器 → 准备环境（配置+参数） → 打印Banner → 创建ApplicationContext
  ↓
准备上下文（设置环境+注册配置类） → 刷新上下文（核心）
  ↓
  ├─ 加载自动配置类 → 注册BeanDefinition
  ├─ 实例化单例Bean → 依赖注入
  └─ 启动嵌入式服务器（如Tomcat）
  ↓
执行Runner → 发布启动完成事件 → 输出启动日志

通过这一系列流程，SpringBoot 实现了 “零配置（或极简配置）” 的快速启动，让开发者专注于业务逻辑而非框架配置。

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