前言

　　此係列是針對springboot的啟動，旨在於和大家一起來看看springboot啟動的過程中到底做了一些什麼事。如果大家對springboot的原始碼有所研究，可以挑些自己感興趣或者對自己有幫助的看；但是如果大家沒有研究過springboot的原始碼，不知道springboot在啟動過程中做了些什麼，那麼我建議大家從頭開始一篇一篇按順序讀該系列，不至於從中途插入，看的有些懵懂。當然，文中講的不對的地方也歡迎大家指出，有待改善的地方也希望大家不吝賜教。老規矩：一週至少一更，中途會不定期的更新一些其他的部落格，可能是springboot的原始碼，也可能是其他的原始碼解析，也有可能是其他的。

　　路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索！

前情回顧

　　大家還記得上篇博文講了什麼嗎，或者說大家知道上篇博文講了什麼嗎。這裡幫大家做個簡單回顧，主要做了兩件事

　　1、載入外部化配置的資源到environment

　　　　包括命令列引數、servletConfigInitParams、servletContextInitParams、systemProperties、sytemEnvironment、random、application.yml(.yaml/.xml/.properties)，如下所示

　　2、廣播ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，觸發相應的監聽器

　　　　ConfigFileApplicationListener

　　　　　　新增名叫random的RandomValuePropertySource到environment

　　　　　　新增名叫applicationConfig:[classpath:/application.yml]的OriginTrackedMapPropertySource到environment

　　　　LoggingApplicationListener

　　　　　　初始化日誌系統

createApplicationContext

　　先欣賞下我們的戰績，看看我們對run方法完成了多少的原始碼解讀

/**
 * Run the Spring application, creating and refreshing a new
 * {
 
@link ApplicationContext}.
 * @param args the application arguments (usually passed from a Java main method)
 * @return a running {@link ApplicationContext}
 */
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    // 秒錶，用於記錄啟動時間；記錄每個任務的時間，最後會輸出每個任務的總費時
    StopWatch stopWatch = new StopWatch();
    stopWatch.start();
    // spring應用上下文，也就是我們所說的spring根容器
    ConfigurableApplicationContext context = null;
    // 自定義SpringApplication啟動錯誤的回撥介面
    Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
    // 設定jdk系統屬性java.awt.headless，預設情況為true即開啟
    configureHeadlessProperty();
    // 獲取啟動時監聽器(EventPublishingRunListener例項)
    SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args)
    // 觸發ApplicationStartingEvent事件，啟動監聽器會被呼叫，一共5個監聽器被呼叫，但只有兩個監聽器在此時做了事
    listeners.starting(); 
    try {
        // 引數封裝，也就是在命令列下啟動應用帶的引數，如--server.port=9000
        ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
                args);
        // 準備環境：1、載入外部化配置的資源到environment；2、觸發ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件
        ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                applicationArguments);
        // 配置spring.beaninfo.ignore，並新增到名叫systemProperties的PropertySource中；預設為true即開啟
        configureIgnoreBeanInfo(environment);
        // 列印banner圖
        Banner printedBanner = printBanner(environment);
        // 建立應用上下文，這是本文重點
        context = createApplicationContext();
        exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
                SpringBootExceptionReporter.class,
                new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
        prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                printedBanner);
        refreshContext(context);
        afterRefresh(context, applicationArguments);
        stopWatch.stop();
        if (this.logStartupInfo) {
            new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
                    .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
        }
        listeners.started(context);
        callRunners(context, applicationArguments);
    }
    catch (Throwable ex) {
        handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }

    try {
        listeners.running(context);
    }
    catch (Throwable ex) {
        handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }
    return context;
}

　　前菜

　　　　configureIgnoreBeanInfo(environment)；

private void configureIgnoreBeanInfo(ConfigurableEnvironment environment) {
    if (System.getProperty(
            CachedIntrospectionResults.IGNORE_BEANINFO_PROPERTY_NAME) == null) {
        Boolean ignore = environment.getProperty("spring.beaninfo.ignore",
                Boolean.class, Boolean.TRUE);
        System.setProperty(CachedIntrospectionResults.IGNORE_BEANINFO_PROPERTY_NAME,
                ignore.toString());
    }
}

　　　　　　配置spring.beaninfo.ignore，並新增到名叫systemProperties的PropertySource中，預設為true即開啟，如上圖所示。至於spring.beaninfo.ignore配置這個有什麼用，什麼時候用，暫時還沒體現，後續應該會有所體現，我們暫時先將其當做一個疑問放著。

　　　　printBanner(environment)；

private Banner printBanner(ConfigurableEnvironment environment) {
    if (this.bannerMode == Banner.Mode.OFF) {
        return null;
    }
    ResourceLoader resourceLoader = (this.resourceLoader != null ? this.resourceLoader
            : new DefaultResourceLoader(getClassLoader()));
    SpringApplicationBannerPrinter bannerPrinter = new SpringApplicationBannerPrinter(
            resourceLoader, this.banner);
    if (this.bannerMode == Mode.LOG) {
        return bannerPrinter.print(environment, this.mainApplicationClass, logger);
    }
    return bannerPrinter.print(environment, this.mainApplicationClass, System.out);
}

　　　　　　列印banner圖，就是下面這個圖

　　　　　　並返回Banner物件，後續還會用到。

　　正餐

　　　　通過前面兩道前菜，我相信我們已經胃口大開了，那麼請開始我們的正餐 - createApplicationContext

　　　　原始碼

/**
 * Strategy method used to create the {@link ApplicationContext}. By default this
 * method will respect any explicitly set application context or application context
 * class before falling back to a suitable default.
 * @return the application context (not yet refreshed)
 * @see #setApplicationContextClass(Class)
 */
protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
    Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
    if (contextClass == null) {
        try {
            switch (this.webApplicationType) {
            case SERVLET:
                contextClass = Class.forName(DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS);
                break;
            case REACTIVE:
                contextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS);
                break;
            default:
                contextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
            }
        }
        catch (ClassNotFoundException ex) {
            throw new IllegalStateException(
                    "Unable create a default ApplicationContext, "
                            + "please specify an ApplicationContextClass",
                    ex);
        }
    }
    return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
}

　　　　　　根據SpringApplication的webApplicationType來例項化對應的上下文；如果webApplicationType的值是SERVLET，那麼例項化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，如果是REACTIVE則例項化AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext（響應式程式設計，後續再看），如果既不是SERVLET、也不是REACTIVE，那麼則是預設情況（也就是我們所說的非web引用），例項化AnnotationConfigApplicationContext。還記得webApplicationType的值是怎麼獲取的嗎，請點這裡。很顯然我們目前的應用型別是SERVLET，那麼例項化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。

　　　　　　利用反射呼叫AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext的構造方法進行例項化，期間有對構造方法進行可訪問性設定，同時還進行了Kotlin的校驗。我們目前應用中不涉及Kotlin，先放著不用看。

　　　　AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext類圖

　　　　AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext父級類

　　　　　　從類圖中我們可知，類結構比較深，我們從上往下來看各個父類的構造方法（實現的介面先不看），看看構造方法體裡面所做的事。

　　　　　　DefaultResourceLoader，預設資源載入器

　　　　　　　　獲取預設的類載入器，獲取的是當前執行緒的上下文類載入器。

　　　　　　AbstractApplicationContext，抽象應用上下文

　　　　　　　　初始化屬性resourcePatternResolver，也就是資源模式解析器；實際型別是PathMatchingResourcePatternResolver，它是基於模式匹配的，預設使用AntPathMatcher進行路徑匹配，它除了支援ResourceLoader支援的字首外，還額外支援“classpath*:”用於載入所有匹配的類路徑Resource。

　　　　　　　　另外beanFactoryPostProcessors屬性此時已經初始化了，後續肯定會用到，大家注意下。

　　　　　　GenericApplicationContext，通用應用上下文

　　　　　　　　初始化屬性beanFactory，其型別是DefaultListableBeanFactory，DefaultListableBeanFactory類圖如下

　　　　　　　　DefaultListableBeanFactory的父級類

　　　　　　　　　　我們根據上圖，從上往下讀

　　　　　　　　　　SimpleAliasRegistry，簡單別名註冊器

　　　　　　　　　　　　沒有明確的定義構造方法，也就是隻有預設的無參構造方法，我們可認為只是例項化了自己。

　　　　　　　　　　DefaultSingletonBeanRegistry，預設單例bean註冊器，用於註冊共享的單例bean

　　　　　　　　　　　　沒有明確的定義構造方法，也就是隻有預設的無參構造方法，我們可認為只是例項化了自己。

　　　　　　　　　　FactoryBeanRegistrySupport，工廠bean註冊器支援，用於註冊工廠bean單例

　　　　　　　　　　　　沒有明確的定義構造方法，也就是隻有預設的無參構造方法，我們可認為只是例項化了自己。

　　　　　　　　　　AbstractBeanFactory，抽象bean工廠

　　　　　　　　　　　　無參構造方法體內為空，我們可認為只是例項化了自己。

　　　　　　　　　　AbstractAutowireCapableBeanFactory，抽象的有自動裝配裝配能力的bean工廠，賦予了自動裝配功能

　　　　　　　　　　　　該類提供bean建立（具有建構函式解析），屬性填充，接線（包括自動裝配）和初始化。 處理執行時bean引用，解析託管集合，呼叫初始化方法等。支援自動裝配建構函式，按名稱的屬性和按型別的屬性。

　　　　　　　　　　　　無參構造方法中，添加了三個非自動裝配的介面：BeanNameAware、BeanFactoryAware和BeanClassLoaderAware。

　　　　　　　　　　DefaultListableBeanFactory，ListableBeanFactory的預設實現

　　　　　　　　　　　　該類用於註冊所有bean定義、也可用作獨立的bean工廠，當然也可以用作我們自定義bean工廠的父類。

　　　　　　　　　　　　無參構造方法中也只是呼叫了super()，我們可認為只是例項化了自己。

　　　　　　GenericWebApplicationContext，通用web應用上下文，在GenericApplicationContext基礎上增加web支援

　　　　　　　　無參構造方法中，只是呼叫了super()，我們可認為只是例項化了自己。

　　　　　　ServletWebServerApplicationContext，servlet web服務應用上下文，能夠從自身引導，建立，初始化和執行WebServer

　　　　　　　　無參構造方法中是空內容，我們可認為只是例項化了自己。

　　　　　　DefaultListableBeanFactory類圖中，有很多類的屬性值得我們留意，比如SimpleAliasRegistry的aliasMap、DefaultSingletonBeanRegistry的singletonObjects、singletonFactories和earlySingletonObjects、FactoryBeanRegistrySupport的factoryBeanObjectCache、AbstractBeanFactory的beanPostProcessors、AbstractAutowireCapableBeanFactory的ignoredDependencyInterfaces、DefaultListableBeanFactory中的屬性beanDefinitionMap和beanDefinitionNames。

　　　　　　AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext類圖中，也有很多類的屬性值得我們留意，比如AbstractApplicationContext的beanFactoryPostProcessors、GenericApplicationContext的beanFactory（就是DefaultListableBeanFactory）、GenericWebApplicationContext的servletContext、ServletWebServerApplicationContext的webServer和servletConfig。

　　　　AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext構造方法

/**
 * Create a new {@link AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext} that needs
 * to be populated through {@link #register} calls and then manually
 * {@linkplain #refresh refreshed}.
 */
public AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext() {
    this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);        // 例項化註解bean定義讀取器
    this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);    // 例項化類路徑bean定義掃描器
}

　　　　構造方法中的內容也比較簡單，就是例項化兩個bean，並賦值給自己的屬性。我們接著往下看，AnnotatedBeanDefinitionReader和ClassPathBeanDefinitionScanner到底是什麼，構造方法中到底做了什麼？

　　　　　　AnnotatedBeanDefinitionReader

　　　　　　　　從類註釋上來看，作用就是用於程式設計式註解bean的註冊，例如我們平時用到的@Component，還有@Configuration類下的@Bean等。

　　　　　　　　構造方法中呼叫getOrCreateEnvironment(registry)來獲取environment；大家除錯跟進的話會發現，此處新例項化了StandardServletEnvironment，大家還記得SpringApplication中的environment嗎，它也是StandardServletEnvironment例項，那麼此處為什麼還要新new一個StandardServletEnvironment呢，總結中給大家答案。

　　　　　　　　屬性ConditionEvaluator conditionEvaluator，大家留意下屬性型別ConditionEvaluator ，通常用來評估@Conditional。

　　　　　　　　另外還註冊了註解配置處理器：AnnotationAwareOrderComparator、ContextAnnotationAutowireCandidateResolver、ConfigurationClassPostProcessor、AutowiredAnnotationBeanPostProcessor、RequiredAnnotationBeanPostProcessor、CommonAnnotationBeanPostProcessor、EventListenerMethodProcessor、DefaultEventListenerFactory。

　　　　　　　　此時beanFactory屬性如下

　　　　　　ClassPathBeanDefinitionScanner

　　　　　　　　從類註釋上來看，就是一個bean定義掃描器，用來掃描類路徑下的bean侯選者。

　　　　　　　　其中registerDefaultFilters，註冊了兩個AnnotationTypeFilter：一個針對@Component，一個針對@ManagedBean

　　　　　　　　此時beanFactory屬性如下

　　　　此時雖然已經建立了應用上下文，但還只是具有一個骨架（填充了少部分內容），後續會往這個骨架上填充器官和肉體，來構成一個完整的應用。那往哪填充呢？就是我們上面提的到個各個類中的屬性。

　　甜點

　　　　上面講了那麼多，相信大家此時有點蒙，看似一個簡單的createApplicationContext，卻引發了一系列類的例項化；大家主要關注上述兩個類圖中父級類，對每個類進行一遍通讀，大致瞭解下每個類中有些什麼屬性。後續肯定會對這些屬性進行填充，並利用這些屬性完成我們的應用。

　　　　有時候，不是對手有多強大，只是我們不敢去嘗試；勇敢踏出第一步，你會發現自己比想象中更優秀！誠如海因斯第一次跑進人類10s大關時所說：上帝啊，原來那扇門是虛掩著的！

總結

　　1、文中疑問

　　　　AnnotatedBeanDefinitionReader中為什麼還要例項化一個StandardServletEnvironment？

　　　　　　我們可以把這個問題變一下，為什麼不把SpringApplication中的environment直接注入到AnnotatedBeanDefinitionReader，而是要在AnnotatedBeanDefinitionReader中例項化新的StandardServletEnvironment？

　　　　　　我們看下類所在的包可知，SpringApplication是Spring boot的特有的類，而AnnotatedBeanDefinitionReader是spring中的類，我們知道spring boot依賴spring，但spring不依賴spring boot，那麼我們在spring中能用spring boot特有的內容嗎？我們可能又有另外的疑問了，那為什麼不先例項化spring中的StandardServletEnvironment，然後將它賦值給SpringApplication，就目前而言，我也不知道，不過在後續應該能找到答案，我們暫且先當一個疑問留著。

　　2、AnnotatedBeanDefinitionReader與ClassPathBeanDefinitionScanner

　　　　前者是註解bean定義讀取器，用於程式設計式註解bean的註冊；後者是類路徑bean定義掃描器，用於檢測類路徑上的bean候選者。

　　　　AnnotatedBeanDefinitionReade用來載入class型別的配置，在它初始化的時候，會預先註冊一些BeanPostProcessor和BeanFactoryPostProcessor，這些處理器會在接下來的spring初始化流程中被呼叫。ClassPathBeanDefinitionScanner是一個掃描指定類路徑中註解Bean定義的掃描器，在它初始化的時候，會初始化一些需要被掃描的註解。

　　3、BeanDefinition

　　　　Spring容器裡通過BeanDefinition物件來表示Bean，BeanDefinition描述了Bean的配置資訊；根據BeanDefinition例項化bean，並放到bean快取中。

　　4、spring bean配置方式

　　　　有三種：基於XML的配置方式 、基於註解的配置方式和基於Java類的配置方式。

　　　　基於XML，這個我們都很熟，類似：<bean id="xx" class="xxx" />

　　　　基於註解，這個我們也用的比較多，入@Component、@Service、@Controller等

　　　　基於java類，spring的推薦配置方式，@Configuration配合@Bean　　

　　5、createApplicationContext到底做了什麼

　　　　說的簡單點：建立web應用上下文，對其部分屬性：reader、scanner、beanFactory進行了例項化；reader中例項化了屬性conditionEvaluator；scanner中添加了兩個AnnotationTypeFilter：一個針對@Component，一個針對@ManagedBean；beanFactory中註冊了8個註解配置處理器。這些就目前而言，可能沒提現其作用，後續肯定會用到的。

參考

　　Spring boot 原始碼