Spring Boot 启动流程解析
作者:( •̀∀•́ )920
Spring Boot 是一个简化的 Spring 应用开发框架,它以 “约定优于配置” 的理念,为开发者提供了开箱即用的功能。在 Spring Boot 的运行过程中,SpringApplication.run() 方法是整个启动流程的核心,本文将详细剖析其内部实现,帮助你深入理解 Spring Boot 的启动机制。
1. Spring Boot 启动的主要步骤
Spring Boot 的启动由 SpringApplication.run() 方法驱动,其核心代码如下:
SpringApplication.run(Application.class, args);
这个方法的运行过程可以分为以下主要步骤:
初始化 SpringApplication
确定应用类型(Servlet/Reactive/非 Web),加载环境和监听器。
准备运行环境
加载 application.properties 或 application.yml 配置,解析命令行参数,准备 ConfigurableEnvironment。
创建应用上下文
根据应用类型创建对应的 ApplicationContext,例如:
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext(Servlet 应用)ReactiveWebServerApplicationContext(Reactive 应用)
刷新上下文
完成 Bean 的加载、依赖注入、AOP 代理等操作,启动内嵌的 Web 服务器(如果需要)。
通知监听器和执行扩展点
触发生命周期事件,执行 CommandLineRunner 和 ApplicationRunner。
启动完成
应用准备好后,触发 ApplicationReadyEvent,正式进入运行状态。
2. 核心组件解析
2.1 环境准备
Spring Boot 通过 ConfigurableEnvironment 统一管理环境变量、配置文件、系统属性等信息。
加载顺序:
- 系统属性(如
-D参数)。 - 环境变量(
System.getenv())。 - 配置文件(
application.properties或application.yml)。 - 命令行参数(
args)。
扩展点:
可以通过实现 EnvironmentPostProcessor 来自定义环境变量加载逻辑。
2.2 上下文创建
Spring Boot 根据应用类型选择合适的 ApplicationContext:
| 应用类型 | 上下文类型 | 说明 |
|---|---|---|
| Servlet 应用 | AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext | 默认的 Web 应用上下文。 |
| Reactive 应用 | ReactiveWebServerApplicationContext | 响应式编程应用上下文。 |
| 非 Web 应用 | GenericApplicationContext | 普通 Java 应用上下文。 |
上下文创建时,还会完成以下工作:
- 注册基础组件,如
Environment和ResourceLoader。 - 加载 Bean 定义,准备好应用的依赖图。
2.3 Bean 加载与初始化
扫描与加载:
通过 @ComponentScan 扫描包路径,加载所有标注了 @Component、@Service、@Repository、@Controller 等注解的类。
生命周期回调:
初始化过程中,Spring 会调用以下接口或注解:
InitializingBean的afterPropertiesSet()。@PostConstruct方法。
AOP 代理:
根据 @EnableAspectJAutoProxy 自动为符合条件的 Bean 创建代理。
2.4 自动配置
Spring Boot 的 “魔法” 很大程度上来自于自动配置机制,通过 @EnableAutoConfiguration 实现。
实现原理:
Spring Boot 使用 spring.factories 文件加载所有自动配置类。
核心类:@ConditionalOnClass、@ConditionalOnProperty 等条件注解,控制是否加载自动配置。
扩展点:
可以通过实现 AutoConfigurationImportFilter 自定义自动配置类的加载行为。
3. 生命周期事件
Spring Boot 在启动过程中会触发以下事件,开发者可以通过监听器进行自定义逻辑处理:
例如,监听 ApplicationReadyEvent:
| 事件名称 | 触发时机 |
|---|---|
ApplicationStartingEvent | 应用启动开始。 |
ApplicationEnvironmentPreparedEvent | 环境变量准备完成。 |
ApplicationPreparedEvent | 上下文准备完成但未刷新。 |
ApplicationStartedEvent | 上下文刷新完成。 |
ApplicationReadyEvent | 应用完全启动,准备好接收请求。 |
ApplicationFailedEvent | 启动失败。 |
例如,监听 ApplicationReadyEvent:
@Component
public class MyApplicationReadyListener implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {
@Override
public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent event) {
System.out.println("Application is ready!");
}
}4. 启动异常处理机制
Spring Boot 使用 handleRunFailure 方法集中处理启动过程中的异常:
处理方式:
- 打印错误日志。
- 调用注册的
SpringApplicationRunListener的failed()方法。 - 关闭应用上下文,释放资源。
常见异常:
BeanDefinitionStoreException:Bean 定义加载错误。UnsatisfiedDependencyException:依赖注入失败。IllegalStateException:上下文状态非法。
5. 总结
Spring Boot 的启动流程高度模块化,既有固定的主流程,又为开发者提供了丰富的扩展点。主要流程可总结为:
- 准备阶段:初始化
SpringApplication,加载环境和监听器。 - 上下文加载:创建
ApplicationContext,加载配置和 Bean 定义。 - 上下文刷新:完成 Bean 的依赖注入和初始化,启动内嵌服务器。
- 扩展与回调:通知监听器、调用
Runner接口、触发生命周期事件。
通过理解 Spring Boot 启动流程,你可以更高效地调试问题、优化启动性能,甚至自定义启动行为,从而更好地掌控你的应用。
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