在使用Spring Boot進行Java EE開發一文中，我們體驗到了Spring Boot自動配置帶來的方便與快捷，但是隻有理解了Spring Boot的內部啟動原理，才能做到知其所以然。

　　我們開發任何一個Spring Boot專案，都會用到如下的啟動類。

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

　　從上面的程式碼可以看出，Annotation定義（@SpringBootApplication）和類定義（SpringApplication.run）最為耀眼，所以要理解Spring Boot的啟動原理，就必須弄懂@SpringBootApplication註解和SpringApplication類。

一、@SpringBootApplication註解解析

　　@SpringBootApplication註解的原始定義如下：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
 

@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
...
}
 

　　雖然定義使用了多個Annotation進行了原資訊標註，但實際上重要的只有三個Annotation：
　　1、@Configuration
　　2、@EnableAutoConfiguration
　　3、@ComponentScan
　　檢視@SpringBootConfiguration的定義發現裡面還是應用了@Configuration註解

　　所以，如果我們使用如下的SpringBoot啟動類，整個SpringBoot應用依然可以與之前的啟動類功能對等：

@Configuration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

　　每次寫這3個比較累，所以寫一個@SpringBootApplication方便點。接下來分別介紹這3個Annotation。

1、@Configuration註解

　　這裡的@Configuration對我們來說不陌生，它就是JavaConfig形式的Spring IoC容器的配置類使用的那個@Configuration，Spring Boot社群推薦使用基於JavaConfig的配置形式，所以，這裡的啟動類標註了@Configuration之後，本身其實也是一個IoC容器的配置類。

　　舉幾個簡單例子回顧下，XML跟config配置方式的區別：

　　在表達形式層面，基於XML配置的方式是這樣：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"
       default-lazy-init="true">
    <!--bean定義-->
</beans>

　　而基於JavaConfig的配置方式是這樣：

@Configuration
public class MockConfiguration{
    //bean定義
}

　　任何一個標註了@Configuration的Java類定義都是一個JavaConfig配置類。

　　在註冊bean定義的層面，基於XML的配置形式是這樣：

<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
    ...
</bean>

　　而基於JavaConfig的配置形式是這樣的：

@Configuration
public class MockConfiguration{
    @Bean
    public MockService mockService(){
        return new MockServiceImpl();
    }
}

　　任何一個標註了@Bean的方法，其返回值將作為一個bean定義註冊到Spring的IoC容器，方法名將預設成該bean定義的id。

　　在表達依賴注入關係層面，為了表達bean與bean之間的依賴關係，在XML形式中一般是這樣：

<bean id="mockService" class="..MockServiceImpl">
    <propery name ="dependencyService" ref="dependencyService" />
</bean>

<bean id="dependencyService" class="DependencyServiceImpl"></bean>

　　而基於JavaConfig的配置形式是這樣的：

@Configuration
public class MockConfiguration{
    @Bean
    public MockService mockService(){
        return new MockServiceImpl(dependencyService());
    }

    @Bean
    public DependencyService dependencyService(){
        return new DependencyServiceImpl();
    }
}

　　如果一個bean的定義依賴其他bean，則直接呼叫對應的JavaConfig類中依賴bean的建立方法就可以了。

2、@ComponentScan註解

　　@ComponentScan這個註解在Spring中很重要，它對應XML配置中的元素，@ComponentScan的功能其實就是自動掃描並載入符合條件的元件（比如用@Component、@Repository和@Service等註解了的類）或者bean定義，最終將這些bean定義載入到IoC容器中。

　　我們可以通過basePackages等屬性來細粒度的定製@ComponentScan自動掃描的範圍，如果不指定，則預設Spring框架實現會從宣告@ComponentScan所在類的package進行掃描。

3、@EnableAutoConfiguration註解

　　@EnableAutoConfiguration這個Annotation最為重要，Spring框架本身提供了各種名字為@Enable開頭的Annotation定義，比如@EnableScheduling、@EnableCaching、@EnableMBeanExport等，@EnableAutoConfiguration的理念和做事方式其實一脈相承，簡單概括一下就是，藉助@Import的支援，收集和註冊特定場景相關的bean定義。

　　@EnableScheduling是通過@Import將Spring排程框架相關的bean定義都載入到IoC容器。
　　@EnableMBeanExport是通過@Import將JMX相關的bean定義載入到IoC容器。

　　而@EnableAutoConfiguration也是藉助@Import的幫助，將所有符合自動配置條件的bean定義載入到IoC容器，僅此而已！

　　@EnableAutoConfiguration作為一個複合Annotation，其自身定義關鍵資訊如下：

@SuppressWarnings("deprecation")
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
    ...
}

　　其中，最關鍵的要屬@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，藉助EnableAutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以幫助Spring Boot應用將所有符合條件的@Configuration配置都載入到當前Spring Boot建立並使用的IoC容器。就像一隻“八爪魚”一樣。

　　藉助於Spring框架原有的一個工具類：SpringFactoriesLoader的支援，@EnableAutoConfiguration可以智慧的自動配置功效才得以大功告成！

　　SpringFactoriesLoader屬於Spring框架私有的一種擴充套件方案，其主要功能就是從指定的配置檔案META-INF/spring.factories載入配置。

public abstract class SpringFactoriesLoader {
    //...
    public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
        ...
    }

    public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
        ....
    }
}

　　配合@EnableAutoConfiguration使用的話，它更多是提供一種配置查詢的功能支援，即根據@EnableAutoConfiguration的完整類名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration作為查詢的Key，獲取對應的一組@Configuration類。

　　上圖就是從SpringBoot的autoconfigure依賴包中的META-INF/spring.factories配置檔案中摘錄的一段內容，可以很好地說明問題。

　　所以，@EnableAutoConfiguration自動配置的魔法騎士就變成了：從classpath中搜尋所有的META-INF/spring.factories配置檔案，並將其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableutoConfiguration對應的配置項通過反射（Java Refletion）例項化為對應的標註了@Configuration的JavaConfig形式的IoC容器配置類，然後彙總為一個並載入到IoC容器。

二、SpringApplication執行流程

　　1） 如果我們使用的是SpringApplication的靜態run方法，那麼，這個方法裡面首先要建立一個SpringApplication物件例項，然後呼叫這個建立好的SpringApplication的例項方法。在SpringApplication例項初始化的時候，它會提前做幾件事情：

　　根據classpath裡面是否存在某個特徵類（org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext）來決定是否應該建立一個為Web應用使用的ApplicationContext型別。

　　使用SpringFactoriesLoader在應用的classpath中查詢並載入所有可用的ApplicationContextInitializer。

　　使用SpringFactoriesLoader在應用的classpath中查詢並載入所有可用的ApplicationListener。

　　推斷並設定main方法的定義類。

　　2） SpringApplication例項初始化完成並且完成設定後，就開始執行run方法的邏輯了，方法執行伊始，首先遍歷執行所有通過SpringFactoriesLoader可以查詢到並載入的SpringApplicationRunListener。呼叫它們的started()方法，告訴這些SpringApplicationRunListener，“嘿，Spring Boot應用要開始執行咯！”。

　　3） 建立並配置當前Spring Boot應用將要使用的Environment（包括配置要使用的PropertySource以及Profile）。

　　4） 遍歷呼叫所有SpringApplicationRunListener的environmentPrepared()的方法，告訴他們：“當前Spring Boot應用使用的Environment準備好了咯！”。

　　5） 如果SpringApplication的showBanner屬性被設定為true，則列印banner（就是列印在控制檯上的那個Spring圖示）。

　　6） 根據使用者是否明確設定了applicationContextClass型別以及初始化階段的推斷結果，決定該為當前SpringBoot應用建立什麼型別的ApplicationContext並建立完成，然後根據條件決定是否新增ShutdownHook，決定是否使用自定義的BeanNameGenerator，決定是否使用自定義的ResourceLoader，當然，最重要的，將之前準備好的Environment設定給建立好的ApplicationContext使用。

　　7） ApplicationContext建立好之後，SpringApplication會再次藉助Spring-FactoriesLoader，查詢並載入classpath中所有可用的ApplicationContext-Initializer，然後遍歷呼叫這些ApplicationContextInitializer的initialize（applicationContext）方法來對已經建立好的ApplicationContext進行進一步的處理。

　　8） 遍歷呼叫所有SpringApplicationRunListener的contextPrepared()方法。

　　9） 最核心的一步，將之前通過@EnableAutoConfiguration獲取的所有配置以及其他形式的IoC容器配置載入到已經準備完畢的ApplicationContext。

　　10） 遍歷呼叫所有SpringApplicationRunListener的contextLoaded()方法。

　　11） 呼叫ApplicationContext的refresh()方法，完成IoC容器可用的最後一道工序。

　　12） 查詢當前ApplicationContext中是否註冊有CommandLineRunner，如果有，則遍歷執行它們。

　　13） 正常情況下，遍歷執行SpringApplicationRunListener的finished()方法、（如果整個過程出現異常，則依然呼叫所有SpringApplicationRunListener的finished()方法，只不過這種情況下會將異常資訊一併傳入處理） 去除事件通知點後，整個流程如下：

　　本文轉載自：Spring Boot乾貨系列：（三）啟動原理解析