SpringBoot之旅第六篇-啟動原理及自定義starter

阿新 • • 發佈：2019-04-29

str main 後綴規則地方開發 run head group

一、引言

SpringBoot的一大優勢就是Starter，由於SpringBoot有很多開箱即用的Starter依賴，使得我們開發變得簡單，我們不需要過多的關註框架的配置。

在日常開發中，我們也會自定義一些Starter，特別是現在微服務框架，我們一個項目分成了多個單體項目，而這些單體項目中會引用公司的一些組件，這個時候我們定義Starter，可以使這些單體項目快速搭起，我們只需要關註業務開發。

在此之前我們再深入的了解下SpringBoot啟動原理。而後再將如何自定義starter。

二、啟動原理

要想了解啟動原理，我們可以Debug模式跟著代碼一步步探究，我們從入口方法開始：

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources,
      String[] args) {
   return new SpringApplication(primarySources).run(args);
}

這裏是創建一個SpringApplication對象，並調用了run方法

2.1 創建SpringApplication對象

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
     
this.resourceLoader = resourceLoader;
    Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
    //保存主配置類 
    this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
    //確定web應用類型
    this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
     
//從類路徑下找到META-INF/spring.factories配置的所有ApplicationContextInitializer；然後保存起來
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
          ApplicationContextInitializer.class));
    //從類路徑下找到ETA-INF/spring.factories配置的所有ApplicationListener
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    //從多個配置類中找到有main方法的主配置類
    this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}

從這個方法中可以看出，這個

第一步：保存主配置類。

第二步：確定web應用類型。

第三步：setInitializers方法，這個方法走我們看帶入的參數是getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class)，我們再往下查看getSpringFactoriesInstances

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再進入這個方法：

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這裏就是從類路徑下找到META-INF/spring.factories配置的所有ApplicationContextInitializer，然後再保存起來，放開斷點，我們可以看到這個時候獲取到的

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第四步：從類路徑下找到ETA-INF/spring.factories配置的所有ApplicationListener，原理也基本類似,進入斷點

第五步：從多個配置類中找到有main方法的主配置類。這個執行完之後，SpringApplication就創建完成

2.2 run方法

先貼出代碼

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
   StopWatch stopWatch = new StopWatch();
   stopWatch.start();
   ConfigurableApplicationContext context = null;
   Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
   configureHeadlessProperty();
   //從類路徑下META-INF/spring.factories獲取SpringApplicationRunListeners
   SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
   //回調所有的獲取SpringApplicationRunListener.starting()方法
   listeners.starting();
   try {
      //封裝命令行參數
      ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
            args);
       //準備環境 
      ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
            applicationArguments);//創建環境完成後回調SpringApplicationRunListener.environmentPrepared()；表示環境準備完成
      configureIgnoreBeanInfo(environment);
      //打印Banner圖
      Banner printedBanner = printBanner(environment);
      //創建ApplicationContext,決定創建web的ioc還是普通的ioc  
      context = createApplicationContext();
       //異常分析報告
      exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
            SpringBootExceptionReporter.class,
            new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
      //準備上下文環境，將environment保存到ioc中
      //applyInitializers()：回調之前保存的所有的ApplicationContextInitializer的initialize方法 
      //listeners.contextPrepared(context) 
      //prepareContext運行完成以後回調所有的SpringApplicationRunListener的contextLoaded（）
      prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
            printedBanner);
       //刷新容器,ioc容器初始化（如果是web應用還會創建嵌入式的Tomcat）
       //掃描，創建，加載所有組件的地方,（配置類，組件，自動配置）
      refreshContext(context);       
      afterRefresh(context, applicationArguments);
      stopWatch.stop();
      if (this.logStartupInfo) {
         new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
               .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
      }
      //所有的SpringApplicationRunListener回調started方法
      listeners.started(context);
      //從ioc容器中獲取所有的ApplicationRunner和CommandLineRunner進行回調，
      //ApplicationRunner先回調，CommandLineRunner再回調
      callRunners(context, applicationArguments);
   }
   catch (Throwable ex) {
      handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
      throw new IllegalStateException(ex);
   }

   try {
       //所有的SpringApplicationRunListener回調running方法
      listeners.running(context);
   }
   catch (Throwable ex) {
      handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
      throw new IllegalStateException(ex);
   }
   //整個SpringBoot應用啟動完成以後返回啟動的ioc容器
   return context;
}

前面的代碼不用分析，主要是準備對象，我們從 SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args)開始分析，

第一步：是從類路徑下META-INF/spring.factories獲取SpringApplicationRunListeners，

這個方法跟前面分析的兩個獲取配置方法類似。

第二步：回調所有的獲取SpringApplicationRunListener.starting()方法。

第三步：封裝命令行參數。

第四步：準備環境，調用prepareEnvironment方法。

第五步：打印Banner圖（就是啟動時的標識圖）。

第六步：創建ApplicationContext,決定創建web的ioc還是普通的ioc。

第七步：異常分析報告。

第八步：準備上下文環境，將environment保存到ioc中，這個方法需要仔細分析下，我們再進入這個方法

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這裏面有一個applyInitializers方法,這裏是回調之前保存的所有的ApplicationContextInitializer的initialize方法

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還有一個listeners.contextPrepared(context)，這裏是回調所有的SpringApplicationRunListener的contextPrepared()，

最後listeners.contextLoaded(context) 是prepareContext運行完成以後回調所有的SpringApplicationRunListener的contextLoaded（）。

第九步：刷新容器,ioc容器初始化（如果是web應用還會創建嵌入式的Tomcat）,這個就是掃描，創建，加載所有組件的地方,（配置類，組件，自動配置）。

第十步：所有的SpringApplicationRunListener回調started方法。

第十一步：從ioc容器中獲取所有的ApplicationRunner和CommandLineRunner進行回調，ApplicationRunner先回調，CommandLineRunner再回調。

第十二步：所有的SpringApplicationRunListener回調running方法。

第十三步：整個SpringBoot應用啟動完成以後返回啟動的ioc容器。

這就是run的全部過程，想要更詳細的了解還需自己去看源碼。

三、自定義starter

自定義starter（場景啟動器），我們要做的事情是兩個：確定依賴和編寫自動配置。我們重點要做的就是編寫自動配置，我們之前寫過一些自動配置，主要是註解配置的使用，主要的註解有：

@Configuration ：指定這個類是一個配置類
@ConditionalOnXXX ：在指定條件成立的情況下自動配置類生效
@AutoConfigureAfter：指定自動配置類的順序
@Bean：給容器中添加組件
@ConfigurationPropertie：結合相關xxxProperties類來綁定相關的配置
@EnableConfigurationProperties：讓xxxProperties生效加入到容器中

按照這些註解寫好自動配置類後，我們還需要進行自動配置的加載，加載方式是將需要啟動就加載的自動配置類，配置在META-INF/spring.factories，啟動器的大致原理是如此，而啟動器的實際設計是有一定模式的，就是啟動器模塊是一個空 JAR 文件，僅提供輔助性依賴管理，而自動配置模塊應該再重新設計一個，然後啟動器再去引用這個自動配置模塊。Springboot就是如此設計的：

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另外還有一個命名規則：

官方命名空間

– 前綴：“spring-boot-starter-”

– 模式：spring-boot-starter-模塊名

– 舉例：spring-boot-starter-web、spring-boot-starter-actuator、spring-boot-starter-jdbc

自定義命名空間

– 後綴：“-spring-boot-starter”

– 模式：模塊-spring-boot-starter

– 舉例：mybatis-spring-boot-starter

3.1 創建自定義starter

第一步：因為我們需要創建兩個模塊，所以先新建一個空的項目，然後以模塊形式創建兩個模塊。

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第二步：再創建兩個模塊，一個starter和一個自動配置模塊

具體的創建過程就不贅述了，就是最簡單的項目，去掉不需要的文件，創建完成結構如下：

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第三步：我們先將自動配置模塊導入starter中，讓啟動模塊依賴自動配置模塊

啟動模塊的POM文件加入依賴

<dependencies>
    <!--引入自動配置模塊-->
    <dependency>
        <groupId>com.yuanqinnan-starter</groupId>
        <artifactId>yuanqinnan-springboot-starter-autoconfigurer</artifactId>
        <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
</dependencies>

自動配置模塊的完整POM文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.4.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.yuanqinnan-starter</groupId>
    <artifactId>yuanqinnan-springboot-starter-autoconfigurer</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <!--引入spring-boot-starter；所有starter的基本配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

至此，兩個項目基本創建完成，現在我們實現簡單的配置。

第五步：對自動配置類進行自動配置代碼編寫

先編寫一個配置類，用於配置：

@ConfigurationProperties(prefix = "yuanqinnan.hello")
public class HelloProperties {
    //前綴
    private String prefix;
    //後綴
    private String suffix;

    public String getPrefix() {
        return prefix;
    }

    public void setPrefix(String prefix) {
        this.prefix = prefix;
    }

    public String getSuffix() {
        return suffix;
    }

    public void setSuffix(String suffix) {
        this.suffix = suffix;
    }
}

再編寫一個服務

public class HelloService {

    HelloProperties helloProperties;

    public HelloProperties getHelloProperties() {
        return helloProperties;
    }

    public void setHelloProperties(HelloProperties helloProperties) {
        this.helloProperties = helloProperties;
    }

    public String sayHello(String name) {
        return helloProperties.getPrefix() + "-" + name + helloProperties.getSuffix();
    }
}

然後再將這個服務註入組件：

@Configuration
@ConditionalOnWebApplication //web應用才生效
@EnableConfigurationProperties(HelloProperties.class)
public class HelloServiceAutoConfiguration {

    @Autowired
    HelloProperties helloProperties;
    @Bean
    public HelloService helloService(){
        HelloService service = new HelloService();
        service.setHelloProperties(helloProperties);
        return service;
    }
}

這個時候我們的自動配置以及寫完，還差最後一步，因為SpringBoot讀取自動配置是在META-INF的spring.factories文件中，所以我們還要將我們的自動配置類寫入其中

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=  com.yuanqinnan.starter.HelloServiceAutoConfiguration

最後的結構如下：

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至此，代碼以及編寫完成，這個時候我們將其裝入倉庫中，讓其他項目引用

3.2 使用自定義starter

創建一個web項目，然後在項目中引入依賴

<!--引入自定義starter-->
<dependency>
  <groupId>com.yuanqinnan.starter</groupId>
  <artifactId>yuanqinnan-springboot-starter</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

在application.properties 配置中加上配置：

yuanqinnan.hello.prefix=早安
yuanqinnan.hello.suffix=晚安

加入測試：

@Autowired
HelloService helloService;
?
@Test
public void contextLoads() {
    System.out.println(helloService.sayHello("世界"));
}

這樣自定義Starter和引用自定義都已完成，Springboot的核心知識已經總結完成，後面再進行Springboot的一些高級場景整合，如緩存、消息、檢索、分布式等。

SpringBoot之旅第六篇-啟動原理及自定義starter

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一、引言

二、啟動原理

2.1 創建SpringApplication對象

2.2 run方法

三、自定義starter

3.1 創建自定義starter

3.2 使用自定義starter

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