前言

在使用SpringBoot的專案中，我們需要配置spring-boot-maven-plugin外掛

<plugin>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>             
</plugin>

這是SpringBoot自己提供的外掛，它可以在maven的生命週期package後重新打包，生成自己的jar包結構。外掛提供的功能如下

核心為repackage，它會在package之後執行，生成一個新的jar包，將之前的jar包命名為 xxx.original。

打包原理

生成的xxx.original的jar包結構為

不包含專案依賴的第三方jar包，MANIFEST.MF檔案內容為

Manifest-Version: 1.0
Created-By: Maven Archiver 3.4.0
Build-Jdk-Spec: 11
Implementation-Title: springbootfirst
Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT

SpringBoot外掛生成的jar包結構為

BOOT-INF/classes 中包含專案所有的class檔案，BOOT-INF/lib 下包含專案依賴的第三方jar包，MANIFEST.MF檔案內容為

Manifest-Version: 1.0
Created-By: Maven Archiver 3.4.0
Build-Jdk-Spec: 11
Implementation-Title: springbootfirst
Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT
Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher
Start-Class: com.imooc.springbootfirst.SpringbootfirstApplication
Spring-Boot-Version: 2.1.6.RELEASE
Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/
Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/
 

外掛是如何找到啟動類的

描述檔案中的Start-Class就是我們專案的啟動類，我們可以檢視外掛原始碼來分析

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
  <version>2.2.1.RELEASE</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-loader</artifactId>
  <version>2.2.1.RELEASE</version>
</dependency>

先引入外掛的maven依賴

RepackageMojo就是repackage打包要執行的邏輯，核心類為Repackager

在外掛建立MANIFEST.MF檔案過程中，如果我們沒有配置MainClass屬性，就會通過MainClassFinder類來查詢MainClass

private static final String SPRING_BOOT_APPLICATION_CLASS_NAME = "org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication";

protected String findMainMethod(JarFile source) throws IOException {
		return MainClassFinder.findSingleMainClass(source, this.layout.getClassesLocation(),
				SPRING_BOOT_APPLICATION_CLASS_NAME);
	}

在所有類中查詢包含SpringBootApplication註解且包含main方法的類，並當做啟動類，內部通過ASM位元組碼庫來解析class檔案得到類資訊。

啟動流程

java -jar springbootfirst-0.0.1-SNAPSHOT.jar

java啟動jar包會找META-INF/MANIFEST.MF檔案中的Main-Class來啟動，SpringBoot外掛最終生成的Main-Class為 org.springframework.boot.loader.JarLauncher類。

/**
 * jar包型別的啟動器
 *
 * @author Phillip Webb
 * @author Andy Wilkinson
 * @since 1.0.0
 */
public class JarLauncher extends ExecutableArchiveLauncher {

	static final String BOOT_INF_CLASSES = "BOOT-INF/classes/";

	static final String BOOT_INF_LIB = "BOOT-INF/lib/";

	public JarLauncher() {
	}

	protected JarLauncher(Archive archive) {
		super(archive);
	}

	@Override
	protected boolean isNestedArchive(Archive.Entry entry) {
		if (entry.isDirectory()) {
			return entry.getName().equals(BOOT_INF_CLASSES);
		}
		return entry.getName().startsWith(BOOT_INF_LIB);
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		new JarLauncher().launch(args);
	}

}

最終執行的是MANIFEST.MF檔案中Start-Class，值為com.imooc.springbootfirst.SpringbootfirstApplication，其實就是我們專案中配置的啟動類。

/**
 * 啟動器
 *
 * @author Phillip Webb
 * @author Dave Syer
 * @since 1.0.0
 */
public abstract class Launcher {

	/**
	 * 啟動流程
	 */
	protected void launch(String[] args) throws Exception {
		JarFile.registerUrlProtocolHandler();
		//根據BOOT-INF/classes下的class檔案和BOOT-INF/lib下的第三方jar包建立Archive
		//建立的ClassLoader為LaunchedURLClassLoader型別
		ClassLoader classLoader = createClassLoader(getClassPathArchives());
		launch(args, getMainClass(), classLoader);
	}

	/**
	 * 建立新的LaunchedURLClassLoader，從多個URL中載入class
	 */
	protected ClassLoader createClassLoader(URL[] urls) throws Exception {
		return new LaunchedURLClassLoader(urls, getClass().getClassLoader());
	}

	/**
	 * 將新的類載入器設定到執行緒上下文中，並啟動應用程式
	 */
	protected void launch(String[] args, String mainClass, ClassLoader classLoader) throws Exception {
		Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);
		createMainMethodRunner(mainClass, args, classLoader).run();
	}

	/**
	 * 建立一個Main方法執行器來啟動應用程式
	 */
	protected MainMethodRunner createMainMethodRunner(String mainClass, String[] args, ClassLoader classLoader) {
		return new MainMethodRunner(mainClass, args);
	}

}

建立新的ClassLoader型別LaunchedURLClassLoader，從BOOT-INF/classes下和BOOT-INF/lib下的所有jar包中載入class。載入我們整個專案的都是LaunchedURLClassLoader類載入器。

/**
 * 一個執行Main方法的工具類
 *
 * @author Phillip Webb
 * @author Andy Wilkinson
 * @since 1.0.0
 */
public class MainMethodRunner {

	private final String mainClassName;

	private final String[] args;

	/**
	 * Create a new {@link MainMethodRunner} instance.
	 * @param mainClass the main class
	 * @param args incoming arguments
	 */
	public MainMethodRunner(String mainClass, String[] args) {
		this.mainClassName = mainClass;
		this.args = (args != null) ? args.clone() : null;
	}

	public void run() throws Exception {
		//使用執行緒上下文類載入器載入MainClass，就是我們專案中的SpringbootfirstApplication
		Class<?> mainClass = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(this.mainClassName);
		//執行Main方法
		Method mainMethod = mainClass.getDeclaredMethod("main", String[].class);
		mainMethod.invoke(null, new Object[] { this.args });
	}
}

參考

springboot 打包外掛spring-boot-maven-plugin打包機制及內部結構分析