01 springboot 启动原理

文的目的就是一探springboot启动源码

SpringBoot 如何通过jar包启动

得益于SpringBoot的封装，我们可以只通过jar -jar一行命令便启动一个web项目。再也不用操心搭建tomcat等相关web容器。那么，你是否探究过SpringBoot是如何达到这一操作的呢？只有了解了底层实现原理，才能更好的掌握该项技术带来的好处以及性能调优。本篇文章带大家聊一探究竟。

java -jar做了什么

先要弄清楚java -jar命令做了什么，在oracle官网找到了该命令的描述：

If the -jar option is specified, its argument is the name of the JAR file containing class and resource files for the application. The startup class must be indicated by the Main-Class manifest header in its source code.

使用-jar参数时，后面的参数是的jar文件名(本例中是springbootstarterdemo-0.0.1-SNAPSHOT.jar)；

该jar文件中包含的是class和资源文件；

在manifest文件中有Main-Class的定义；

Main-Class的源码中指定了整个应用的启动类；(in its source code)

小结一下：

java -jar会去找jar中的manifest文件，在那里面找到真正的启动类；

在MANIFEST.MF文件中有这么一行内容：

1	Start-Class: com.tulingxueyuan.Application

前面的java官方文档中，只提到过Main-Class ，并没有提到Start-Class；

Start-Class的值是com.tulingxueyuan.Application，这是我们的java代码中的唯一类，也只真正的应用启动类；

所以问题就来了：理论上看，执行java -jar命令时JarLauncher类会被执行，但实际上是com.tulingxueyuan.Application被执行了，这其中发生了什么呢？为什么要这么做呢？

Java没有提供任何标准的方式来加载嵌套的jar文件（即，它们本身包含在jar中的jar文件）。

Jar包的打包插件及核心方法

Spring Boot项目的pom.xml文件中默认使用如下插件进行打包：

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

执行maven clean package之后，会生成两个文件：

1 2	spring-learn-0.0.1-SNAPSHOT.jar spring-learn-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original

spring-boot-maven-plugin项目存在于spring-boot-tools目录中。spring-boot-maven-plugin默认有5个goals：repackage、run、start、stop、build-info。在打包的时候默认使用的是repackage。

spring-boot-maven-plugin的repackage能够将mvn package生成的软件包，再次打包为可执行的软件包，并将mvn package生成的软件包重命名为*.original。

spring-boot-maven-plugin的repackage在代码层面调用了RepackageMojo的execute方法，而在该方法中又调用了repackage方法。repackage方法代码及操作解析如下：

private void repackage() throws MojoExecutionException {
   // maven生成的jar，最终的命名将加上.original后缀
   Artifact source = getSourceArtifact();
   // 最终为可执行jar，即fat jar
   File target = getTargetFile();
   // 获取重新打包器，将maven生成的jar重新打包成可执行jar
   Repackager repackager = getRepackager(source.getFile());
   // 查找并过滤项目运行时依赖的jar
   Set<Artifact> artifacts = filterDependencies(this.project.getArtifacts(),
         getFilters(getAdditionalFilters()));
   // 将artifacts转换成libraries
   Libraries libraries = new ArtifactsLibraries(artifacts, this.requiresUnpack,
         getLog());
   try {
      // 获得Spring Boot启动脚本
      LaunchScript launchScript = getLaunchScript();
      // 执行重新打包，生成fat jar
      repackager.repackage(target, libraries, launchScript);
   }catch (IOException ex) {
      throw new MojoExecutionException(ex.getMessage(), ex);
   }
   // 将maven生成的jar更新成.original文件
   updateArtifact(source, target, repackager.getBackupFile());
}

执行以上命令之后，便生成了打包结果对应的两个文件。下面针对文件的内容和结构进行一探究竟。

jar包目录结构

首先来看看jar的目录结构，都包含哪些目录和文件，解压jar包可以看到如下结构：

spring-boot-learn-0.0.1-SNAPSHOT
├── META-INF
│   └── MANIFEST.MF
├── BOOT-INF
│   ├── classes
│   │   └── 应用程序类
│   └── lib
│       └── 第三方依赖jar
└── org
    └── springframework
        └── boot
            └── loader
                └── springboot启动程序

META-INF内容

在上述目录结构中，META-INF记录了相关jar包的基础信息，包括入口程序等。

Manifest-Version: 1.0
Implementation-Title: spring-learn
Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT
Start-Class: com.tulingxueyuan.Application
Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/
Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/
Build-Jdk-Spec: 1.8
Spring-Boot-Version: 2.1.5.RELEASE
Created-By: Maven Archiver 3.4.0
Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher

可以看到有Main-Class是org.springframework.boot.loader.JarLauncher ，这个是jar启动的Main函数。

还有一个Start-Class是com.tulingxueyuan.Application，这个是我们应用自己的Main函数。

Archive的概念

在继续了解底层概念和原理之前，我们先来了解一下Archive的概念：

archive即归档文件，这个概念在linux下比较常见。
通常就是一个tar/zip格式的压缩包。
jar是zip格式。

SpringBoot抽象了Archive的概念，一个Archive可以是jar（JarFileArchive），可以是一个文件目录（ExplodedArchive），可以抽象为统一访问资源的逻辑层。关于Spring Boot中Archive的源码如下：

public interface Archive extends Iterable<Archive.Entry> {
    // 获取该归档的url
    URL getUrl() throws MalformedURLException;
    // 获取jar!/META-INF/MANIFEST.MF或[ArchiveDir]/META-INF/MANIFEST.MF
    Manifest getManifest() throws IOException;
    // 获取jar!/BOOT-INF/lib/*.jar或[ArchiveDir]/BOOT-INF/lib/*.jar
    List<Archive> getNestedArchives(EntryFilter filter) throws IOException;
}

SpringBoot定义了一个接口用于描述资源，也就是org.springframework.boot.loader.archive.Archive。该接口有两个实现，分别是org.springframework.boot.loader.archive.ExplodedArchive和org.springframework.boot.loader.archive.JarFileArchive。前者用于在文件夹目录下寻找资源，后者用于在jar包环境下寻找资源。而在SpringBoot打包的fatJar中，则是使用后者。

JarFile：对jar包的封装，每个JarFileArchive都会对应一个JarFile。JarFile被构造的时候会解析内部结构，去获取jar包里的各个文件或文件夹，这些文件或文件夹会被封装到Entry中，也存储在JarFileArchive中。如果Entry是个jar，会解析成JarFileArchive。

比如一个JarFileArchive对应的URL为：

1	jar:file:/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/

它对应的JarFile为：

1	/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar

这个JarFile有很多Entry，比如：

META-INF/
META-INF/MANIFEST.MF
spring/
spring/study/
....
spring/study/executablejar/ExecutableJarApplication.class
lib/spring-boot-starter-1.3.5.RELEASE.jar
lib/spring-boot-1.3.5.RELEASE.jar
...

JarFileArchive内部的一些依赖jar对应的URL(SpringBoot使用org.springframework.boot.loader.jar.Handler处理器来处理这些URL)：

1	jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-starter-web-1.3.5.RELEASE.jar!/

jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-loader-1.3.5.RELEASE.jar!/org/springframework/boot/loader/JarLauncher.class

我们看到如果有jar包中包含jar，或者jar包中包含jar包里面的class文件，那么会使用 !/ 分隔开，这种方式只有org.springframework.boot.loader.jar.Handler能处理，它是SpringBoot内部扩展出来的一种URL协议。

JarLauncher

从MANIFEST.MF可以看到Main函数是JarLauncher，下面来分析它的工作流程。JarLauncher类的继承结构是：

1 2	class JarLauncher extends ExecutableArchiveLauncher class ExecutableArchiveLauncher extends Launcher

Launcher for JAR based archives. This launcher assumes that dependency jars are included inside a /BOOT-INF/lib directory and that application classes are included inside a /BOOT-INF/classes directory.

按照定义，JarLauncher可以加载内部/BOOT-INF/lib下的jar及/BOOT-INF/classes下的应用class，其实JarLauncher实现很简单：

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

其主入口新建了JarLauncher并调用父类Launcher中的launch方法启动程序。在创建JarLauncher时，父类ExecutableArchiveLauncher找到自己所在的jar，并创建archive。

JarLauncher继承于org.springframework.boot.loader.ExecutableArchiveLauncher。该类的无参构造方法最主要的功能就是构建了当前main方法所在的FatJar的JarFileArchive对象。下面来看launch方法。该方法主要是做了2个事情：

（1）以FatJar为file作为入参，构造JarFileArchive对象。获取其中所有的资源目标，取得其Url，将这些URL作为参数，构建了一个URLClassLoader。

（2）以第一步构建的ClassLoader加载MANIFEST.MF文件中Start-Class指向的业务类，并且执行静态方法main。进而启动整个程序。

public abstract class ExecutableArchiveLauncher extends Launcher {
    private final Archive archive;
    public ExecutableArchiveLauncher() {
        try {
            // 找到自己所在的jar，并创建Archive
            this.archive = createArchive();
        }
        catch (Exception ex) {
            throw new IllegalStateException(ex);
        }
    }
}
 
 
public abstract class Launcher {
    protected final Archive createArchive() throws Exception {
        ProtectionDomain protectionDomain = getClass().getProtectionDomain();
        CodeSource codeSource = protectionDomain.getCodeSource();
        URI location = (codeSource == null ? null : codeSource.getLocation().toURI());
        String path = (location == null ? null : location.getSchemeSpecificPart());
        if (path == null) {
            throw new IllegalStateException("Unable to determine code source archive");
        }
        File root = new File(path);
        if (!root.exists()) {
            throw new IllegalStateException(
                    "Unable to determine code source archive from " + root);
        }
        return (root.isDirectory() ? new ExplodedArchive(root)
                : new JarFileArchive(root));
    }
}

在Launcher的launch方法中，通过以上archive的getNestedArchives方法找到/BOOT-INF/lib下所有jar及/BOOT-INF/classes目录所对应的archive，通过这些archives的url生成LaunchedURLClassLoader，并将其设置为线程上下文类加载器，启动应用。

至此，才执行我们应用程序主入口类的main方法，所有应用程序类文件均可通过/BOOT-INF/classes加载，所有依赖的第三方jar均可通过/BOOT-INF/lib加载。

URLStreamHandler

java中描述资源常使用URL。而URL有一个方法用于打开链接java.net.URL#openConnection()。由于URL用于表达各种各样的资源，打开资源的具体动作由java.net.URLStreamHandler这个类的子类来完成。根据不同的协议，会有不同的handler实现。而JDK内置了相当多的handler实现用于应对不同的协议。比如jar、file、http等等。URL内部有一个静态HashTable属性，用于保存已经被发现的协议和handler实例的映射。

获得URLStreamHandler有三种方法

（1）实现URLStreamHandlerFactory接口，通过方法URL.setURLStreamHandlerFactory设置。该属性是一个静态属性，且只能被设置一次。

（2）直接提供URLStreamHandler的子类，作为URL的构造方法的入参之一。但是在JVM中有固定的规范要求：

子类的类名必须是Handler，同时最后一级的包名必须是协议的名称。比如自定义了Http的协议实现，则类名必然为xx.http.Handler；

JVM启动的时候，需要设置java.protocol.handler.pkgs系统属性，如果有多个实现类，那么中间用|隔开。因为JVM在尝试寻找Handler时，会从这个属性中获取包名前缀，最终使用包名前缀.协议名.Handler，使用Class.forName方法尝试初始化类，如果初始化成功，则会使用该类的实现作为协议实现。

为了实现这个目标，SpringBoot首先从支持jar in jar中内容读取做了定制，也就是支持多个!/分隔符的url路径。SpringBoot定制了以下两个方面：

（1）实现了一个java.net.URLStreamHandler的子类org.springframework.boot.loader.jar.Handler。该Handler支持识别多个!/分隔符，并且正确的打开URLConnection。打开的Connection是SpringBoot定制的org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection实现。

（2）实现了一个java.net.JarURLConnection的子类org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection。该链接支持多个!/分隔符，并且自己实现了在这种情况下获取InputStream的方法。而为了能够在org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection正确获取输入流，SpringBoot自定义了一套读取ZipFile的工具类和方法。这部分和ZIP压缩算法规范紧密相连，就不拓展了。

Jar应用启动流程总结

总结一下Spring Boot应用的启动流程：

（1）Spring Boot应用打包之后，生成一个Fat jar，包含了应用依赖的jar包和Spring Boot loader相关的类。

（2）Fat jar的启动Main函数是JarLauncher，它负责创建一个LaunchedURLClassLoader来加载/lib下面的jar，并以一个新线程启动应用的Main函数。

那么，ClassLoader是如何读取到Resource，它又需要哪些能力？查找资源和读取资源的能力。对应的API：

1 2	public URL findResource(String name) public InputStream getResourceAsStream(String name)

SpringBoot构造LaunchedURLClassLoader时，传递了一个URL[]数组。数组里是lib目录下面的jar的URL。

对于一个URL，JDK或者ClassLoader如何知道怎么读取到里面的内容的？流程如下：

LaunchedURLClassLoader.loadClass
URL.getContent()
URL.openConnection()
Handler.openConnection(URL)

最终调用的是JarURLConnection的getInputStream()函数。

//org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection
 @Override
public InputStream getInputStream() throws IOException {
   connect();
   if (this.jarEntryName.isEmpty()) {
     throw new IOException("no entry name specified");
   }
   return this.jarEntryData.getInputStream();
 }

从一个URL，到最终读取到URL里的内容，整个过程是比较复杂的，总结下：

Spring boot注册了一个Handler来处理”jar:”这种协议的URL。
Spring boot扩展了JarFile和JarURLConnection，内部处理jar in jar的情况。
在处理多重jar in jar的URL时，Spring Boot会循环处理，并缓存已经加载到的JarFile。
对于多重jar in jar，实际上是解压到了临时目录来处理，可以参考JarFileArchive里的代码。
在获取URL的InputStream时，最终获取到的是JarFile里的JarEntryData。

细节很多，上面只列出比较重要的步骤。最后，URLClassLoader是如何getResource的呢？URLClassLoader在构造时，有URL[]数组参数，它内部会用这个数组来构造一个URLClassPath:

URLClassPath ucp = new URLClassPath(urls);

在URLClassPath内部会为这些URLS都构造一个Loader，然后在getResource时，会从这些Loader里一个个去尝试获取。如果获取成功的话，就像下面那样包装为一个Resource。

Resource getResource(final String name, boolean check) {
    final URL url;
    try {
        url = new URL(base, ParseUtil.encodePath(name, false));
    } catch (MalformedURLException e) {
        throw new IllegalArgumentException("name");
    }
    final URLConnection uc;
    try {
        if (check) {
            URLClassPath.check(url);
        }
        uc = url.openConnection();
        InputStream in = uc.getInputStream();
        if (uc instanceof JarURLConnection) {
            /* Need to remember the jar file so it can be closed
             * in a hurry.
             */
            JarURLConnection juc = (JarURLConnection)uc;
            jarfile = JarLoader.checkJar(juc.getJarFile());
        }
    } catch (Exception e) {
        return null;
    }
    return new Resource() {
        public String getName() { return name; }
        public URL getURL() { return url; }
        public URL getCodeSourceURL() { return base; }
        public InputStream getInputStream() throws IOException {
            return uc.getInputStream();
        }
        public int getContentLength() throws IOException {
            return uc.getContentLength();
        }
    };
}
            JarURLConnection juc = (JarURLConnection)uc;

从代码里可以看到，实际上是调用了url.openConnection()。这样完整的链条就可以连接起来了。

总结

JarLauncher通过加载BOOT-INF/classes目录及BOOT-INF/lib目录下jar文件，实现了fat jar的启动。

SpringBoot通过扩展JarFile、JarURLConnection及URLStreamHandler，实现了jar in jar中资源的加载。

SpringBoot通过扩展URLClassLoader–LauncherURLClassLoader，实现了jar in jar中class文件的加载。

WarLauncher通过加载WEB-INF/classes目录及WEB-INF/lib和WEB-INF/lib-provided目录下的jar文件，实现了war文件的直接启动及web容器中的启动。

springboot启动源码分析

springboot 启动脑图

https://www.processon.com/view/link/60d865e85653bb049a4b77ff#map

入口类

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

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

}

上的代码就是通过Spring Initializr配置生成的一个最简单的Web项目(只引入了Web功能)的入口方法。这个想必只要是接触过Spring Boot都会很熟悉。简单的方法背后掩藏的是Spring Boot在启动过程中的复杂性，本文的目的就是一探这里面的究竟。

注解@SpringBootApplication

在看这个方法的实现之前，需要看看@SpringBootApplication这个注解的功能：

@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 {
  // ...
}

明显的，这个注解就是三个常用在一起的注解@SpringBootConfiguration，@EnableAutoConfiguration以及@ComponentScan的组合，并没有什么高深的地方。

@SpringBootConfiguration

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {
}

这个注解实际上和@Configuration有相同的作用，配备了该注解的类就能够以JavaConfig的方式完成一些配置，可以不再使用XML配置。

@ComponentScan

顾名思义，这个注解完成的是自动扫描的功能，相当于Spring XML配置文件中的：

1	<context:component-scan>

可以使用basePackages属性指定要扫描的包，以及扫描的条件。如果不设置的话默认扫描@ComponentScan注解所在类的同级类和同级目录下的所有类，所以对于一个Spring Boot项目，一般会把入口类放在顶层目录中，这样就能够保证源码目录下的所有类都能够被扫描到。

@EnableAutoConfiguration

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import({EnableAutoConfigurationImportSelector.class})
public @interface EnableAutoConfiguration {
    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

    Class<?>[] exclude() default {};

    String[] excludeName() default {};
}

这个注解是让Spring Boot的配置能够如此简化的关键性注解。目前知道这个注解的作用就可以了，关于自动配置不再本文讨论范围内，后面如果有机会另起文章专门分析这个自动配置的实现原理。

入口方法

SpringApplication的实例化

介绍完了入口类，下面开始分析关键方法：

1	SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);

对应实现：

// 参数对应的就是DemoApplication.class以及main方法中的args
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource,
        String... args) {
    return run(new Class<?>[] { primarySource }, args);
}

// 最终运行的这个重载方法
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources,
        String[] args) {
    return new SpringApplication(primarySources).run(args);
}

实际上会构造一个SpringApplication的实例，然后运行它的run方法：

创建SpringApplication

// 构造实例
public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
    this.resourceLoader = resourceLoader;
    Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
    // 将启动类放入primarySources 
    this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
     // 根据classpath 下的类，推算当前web应用类型(webFlux, servlet)
    this.webApplicationType = deduceWebApplicationType();
 // 就是去spring.factories中去获取所有
    //key:org.springframework.context.ApplicationContextInitializer
   setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
       //就是去spring.factories 中去获取所有
    //key: org.springframework.context.ApplicationListener
   setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
            ApplicationContextInitializer.class));
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
     // 根据main方法推算出mainApplicationClass 
    this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}

在构造函数中，主要做了4件事情：

推断应用类型是Standard还是Web

private WebApplicationType deduceWebApplicationType() {
    if (ClassUtils.isPresent(REACTIVE_WEB_ENVIRONMENT_CLASS, null)
            && !ClassUtils.isPresent(MVC_WEB_ENVIRONMENT_CLASS, null)) {
        return WebApplicationType.REACTIVE;
    }
    for (String className : WEB_ENVIRONMENT_CLASSES) {
        if (!ClassUtils.isPresent(className, null)) {
            return WebApplicationType.NONE;
        }
    }
    return WebApplicationType.SERVLET;
}

// 相关常量
private static final String REACTIVE_WEB_ENVIRONMENT_CLASS = "org.springframework."
        + "web.reactive.DispatcherHandler";
private static final String MVC_WEB_ENVIRONMENT_CLASS = "org.springframework."
        + "web.servlet.DispatcherServlet";
private static final String[] WEB_ENVIRONMENT_CLASSES = { "javax.servlet.Servlet",
        "org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext" };

可能会出现三种结果：

WebApplicationType.REACTIVE - 当类路径中存在REACTIVE_WEB_ENVIRONMENT_CLASS并且不存在MVC_WEB_ENVIRONMENT_CLASS时
WebApplicationType.NONE - 也就是非Web型应用(Standard型)，此时类路径中不包含WEB_ENVIRONMENT_CLASSES中定义的任何一个类时
WebApplicationType.SERVLET - 类路径中包含了WEB_ENVIRONMENT_CLASSES中定义的所有类型时

设置初始化器(Initializer)

1 2	setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances( ApplicationContextInitializer.class));

这里出现了一个新的概念 - 初始化器。

先来看看代码，再来尝试解释一下它是干嘛的：

private <T> Collection<T> getSpringFactoriesInstances(Class<T> type) {
    return getSpringFactoriesInstances(type, new Class<?>[] {});
}

// 这里的入参type就是ApplicationContextInitializer.class
private <T> Collection<T> getSpringFactoriesInstances(Class<T> type,
        Class<?>[] parameterTypes, Object... args) {
    ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    // 使用Set保存names来避免重复元素
    Set<String> names = new LinkedHashSet<>(
            SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader));
    // 根据names来进行实例化
    List<T> instances = createSpringFactoriesInstances(type, parameterTypes,
            classLoader, args, names);
    // 对实例进行排序
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(instances);
    return instances;
}

这里面首先会根据入参type读取所有的names(是一个String集合)，然后根据这个集合来完成对应的实例化操作：

// 入参就是ApplicationContextInitializer.class
public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
  String factoryClassName = factoryClass.getName();

  try {
      Enumeration<URL> urls = classLoader != null?classLoader.getResources("META-INF/spring.factories"):ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
      ArrayList result = new ArrayList();

      while(urls.hasMoreElements()) {
          URL url = (URL)urls.nextElement();
          Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(new UrlResource(url));
          String factoryClassNames = properties.getProperty(factoryClassName);
          result.addAll(Arrays.asList(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(factoryClassNames)));
      }

      return result;
  } catch (IOException var8) {
      throw new IllegalArgumentException("Unable to load [" + factoryClass.getName() + "] factories from location [" + "META-INF/spring.factories" + "]", var8);
  }
}

这个方法会尝试从类路径的META-INF/spring.factories处读取相应配置文件，然后进行遍历，读取配置文件中Key为：org.springframework.context.ApplicationContextInitializer的value。以spring-boot-autoconfigure这个包为例，它的META-INF/spring.factories部分定义如下所示：

# Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.autoconfigure.SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer,\
org.springframework.boot.autoconfigure.logging.AutoConfigurationReportLoggingInitializer

因此这两个类名会被读取出来，然后放入到集合中，准备开始下面的实例化操作：

// 关键参数：
// type: org.springframework.context.ApplicationContextInitializer.class
// names: 上一步得到的names集合
private <T> List<T> createSpringFactoriesInstances(Class<T> type,
        Class<?>[] parameterTypes, ClassLoader classLoader, Object[] args,
        Set<String> names) {
    List<T> instances = new ArrayList<T>(names.size());
    for (String name : names) {
        try {
            Class<?> instanceClass = ClassUtils.forName(name, classLoader);
            Assert.isAssignable(type, instanceClass);
            Constructor<?> constructor = instanceClass
                    .getDeclaredConstructor(parameterTypes);
            T instance = (T) BeanUtils.instantiateClass(constructor, args);
            instances.add(instance);
        }
        catch (Throwable ex) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "Cannot instantiate " + type + " : " + name, ex);
        }
    }
    return instances;
}

初始化步骤很直观，没什么好说的，类加载，确认被加载的类确实是org.springframework.context.ApplicationContextInitializer的子类，然后就是得到构造器进行初始化，最后放入到实例列表中。

因此，所谓的初始化器就是org.springframework.context.ApplicationContextInitializer的实现类，这个接口是这样定义的：

public interface ApplicationContextInitializer<C extends ConfigurableApplicationContext> {

    /**
     * Initialize the given application context.
     * @param applicationContext the application to configure
     */
    void initialize(C applicationContext);

}

根据类文档，这个接口的主要功能是：

在Spring上下文被刷新之前进行初始化的操作。典型地比如在Web应用中，注册Property Sources或者是激活Profiles。Property Sources比较好理解，就是配置文件。Profiles是Spring为了在不同环境下(如DEV，TEST，PRODUCTION等)，加载不同的配置项而抽象出来的一个实体。

设置监听器(Listener)

设置完了初始化器，下面开始设置监听器：

1	setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));

同样地，监听器也是一个新概念，还是从代码入手：

// 这里的入参type是：org.springframework.context.ApplicationListener.class
private <T> Collection<? extends T> getSpringFactoriesInstances(Class<T> type) {
    return getSpringFactoriesInstances(type, new Class<?>[] {});
}

private <T> Collection<? extends T> getSpringFactoriesInstances(Class<T> type,
        Class<?>[] parameterTypes, Object... args) {
    ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    // Use names and ensure unique to protect against duplicates
    Set<String> names = new LinkedHashSet<String>(
            SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader));
    List<T> instances = createSpringFactoriesInstances(type, parameterTypes,
            classLoader, args, names);
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(instances);
    return instances;
}

可以发现，这个加载相应的类名，然后完成实例化的过程和上面在设置初始化器时如出一辙，同样，还是以spring-boot-autoconfigure这个包中的spring.factories为例，看看相应的Key-Value：

1
2
3

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.autoconfigure.BackgroundPreinitializer

至于ApplicationListener接口，它是Spring框架中一个相当基础的接口了，代码如下：

@FunctionalInterface
public interface ApplicationListener<E extends ApplicationEvent> extends EventListener {

    /**
     * Handle an application event.
     * @param event the event to respond to
     */
    void onApplicationEvent(E event);

}

这个接口基于JDK中的EventListener接口，实现了观察者模式。对于Spring框架的观察者模式实现，它限定感兴趣的事件类型需要是ApplicationEvent类型的子类，而这个类同样是继承自JDK中的EventObject类。

推断应用入口类

1	this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();

这个方法的实现有点意思：

private Class<?> deduceMainApplicationClass() {
    try {
        StackTraceElement[] stackTrace = new RuntimeException().getStackTrace();
        for (StackTraceElement stackTraceElement : stackTrace) {
            if ("main".equals(stackTraceElement.getMethodName())) {
                return Class.forName(stackTraceElement.getClassName());
            }
        }
    }
    catch (ClassNotFoundException ex) {
        // Swallow and continue
    }
    return null;
}

它通过构造一个运行时异常，通过异常栈中方法名为main的栈帧来得到入口类的名字。

至此，对于SpringApplication实例的初始化过程就结束了。

总结：

获取启动类:根据启动类加载ioc容器
获取web应用类型
spring.factories读取了对外扩展的ApplicationContextInitializer ,ApplicationListener 对外扩展，对类解耦（比如全局配置文件、热部署插件）
根据main推算出所在的类

启动 run

完成了实例化，下面开始调用run方法：

// 运行run方法
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
   // 用来记录当前springboot启动耗时
    StopWatch stopWatch = new StopWatch();
    // 就是记录了启动开始时间
    stopWatch.start();
 // 它是任何spring上下文的接口， 所以可以接收任何ApplicationContext实现
    ConfigurableApplicationContext context = null;
    Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();

    // 设置java.awt.headless系统属性为true - 没有图形化界面
     // 它是任何spring上下文的接口， 所以可以接收任何ApplicationContext实现
    configureHeadlessProperty();

    // 去spring.factroies中读取了SpringApplicationRunListener组件，就是用来发布事件或者运行监听器
    SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);

    // 发布1.ApplicationStartingEvent事件，在运行开始时发送
    listeners.starting();
    try {
        // 根据命令行参数 实例化一个ApplicationArguments 
        ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
                args);

       // 预初始化环境： 读取环境变量，读取配置文件信息（基于监听器）
        ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                applicationArguments);
        // 忽略beaninfo的bean
        configureIgnoreBeanInfo(environment);

        // 准备Banner打印器 - 就是启动Spring Boot的时候打印在console上的ASCII艺术字体
        Banner printedBanner = printBanner(environment);

        // 根据webApplicationType创建Spring上下文 
        context = createApplicationContext();

        // 准备异常报告器
        exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
                SpringBootExceptionReporter.class,
                new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);

        //预初始化spring上下文
        prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                printedBanner);

        // 加载spring ioc 容器   **相当重要   
        //由于是使用AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 
       //     启动的spring容器所以springboot对它做了扩展：
      //  加载自动配置类：invokeBeanFactoryPostProcessors ，  创建servlet容器onRefresh
        refreshContext(context);

        // Spring上下文后置处理
        afterRefresh(context, applicationArguments);

        // 发出结束执行的事件
        listeners.finished(context, null);

        // 停止计时器
        stopWatch.stop();
        if (this.logStartupInfo) {
            new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
                    .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
        }
        return context;
    }
    catch (Throwable ex) {
        handleRunFailure(context, listeners, exceptionReporters, ex);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }
}

这个run方法包含的内容也是有点多的，根据上面列举出的关键步骤逐个进行分析：

getRunListeners：

private SpringApplicationRunListeners getRunListeners(String[] args) {
    Class<?>[] types = new Class<?>[] { SpringApplication.class, String[].class };
    return new SpringApplicationRunListeners(logger, getSpringFactoriesInstances(
            SpringApplicationRunListener.class, types, this, args));
}

这里仍然利用了getSpringFactoriesInstances方法来获取实例：

// 这里的入参：
// type: SpringApplicationRunListener.class
// parameterTypes: new Class<?>[] { SpringApplication.class, String[].class };
// args: SpringApplication实例本身 + main方法传入的args
private <T> Collection<? extends T> getSpringFactoriesInstances(Class<T> type,
        Class<?>[] parameterTypes, Object... args) {
    ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    // Use names and ensure unique to protect against duplicates
    Set<String> names = new LinkedHashSet<String>(
            SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader));
    List<T> instances = createSpringFactoriesInstances(type, parameterTypes,
            classLoader, args, names);
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(instances);
    return instances;
}

所以这里还是故技重施，从META-INF/spring.factories中读取Key为org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener的Values：

比如在spring-boot包中的定义的spring.factories:

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3

# Run Listeners
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=\
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener

我们来看看这个EventPublishingRunListener是干嘛的：

/**
 * {@link SpringApplicationRunListener} to publish {@link SpringApplicationEvent}s.
 * <p>
 * Uses an internal {@link ApplicationEventMulticaster} for the events that are fired
 * before the context is actually refreshed.
 *
 * @author Phillip Webb
 * @author Stephane Nicoll
 */
public class EventPublishingRunListener implements SpringApplicationRunListener, Ordered {
  // ...
}

从类文档可以看出，它主要是负责发布SpringApplicationEvent事件的，它会利用一个内部的ApplicationEventMulticaster在上下文实际被刷新之前对事件进行处理。至于具体的应用场景，后面用到的时候再来分析。

prepareEnvironment

private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners,
      ApplicationArguments applicationArguments) {
   // 根据webApplicationType 创建Environment  创建就会读取： java环境变量和系统环境变量
   ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();
   // 将命令行参数读取环境变量中
   configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());
   // 将@PropertieSource的配置信息 放在第一位， 因为读取配置文件@PropertieSource优先级是最低的
   ConfigurationPropertySources.attach(environment);
   // 发布了ApplicationEnvironmentPreparedEvent 的监听器  读取了全局配置文件
   listeners.environmentPrepared(environment);
   // 将所有spring.main 开头的配置信息绑定SpringApplication
   bindToSpringApplication(environment);
   if (!this.isCustomEnvironment) {
      environment = new EnvironmentConverter(getClassLoader()).convertEnvironmentIfNecessary(environment,
            deduceEnvironmentClass());
   }
   //更新PropertySources
   ConfigurationPropertySources.attach(environment);
   return environment;
}

配置环境的方法：

protected void configureEnvironment(ConfigurableEnvironment environment,
        String[] args) {
    configurePropertySources(environment, args);
    configureProfiles(environment, args);
}

所以这里实际上也包含了两个步骤：

配置Property Sources
配置Profiles

具体实现这里就不展开了，代码也比较直观。

对于Web应用而言，得到的environment变量是一个StandardServletEnvironment的实例。得到实例后，会调用前面RunListeners中的environmentPrepared方法：

@Override
public void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment) {
    this.initialMulticaster.multicastEvent(new ApplicationEnvironmentPreparedEvent(
            this.application, this.args, environment));
}

在这里，定义的广播器就派上用场了，它会发布一个ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件。

那么有发布就有监听，在构建SpringApplication实例的时候不是初始化过一些ApplicationListeners嘛，其中的Listener就可能会监听ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，然后进行相应处理。

所以这里SpringApplicationRunListeners的用途和目的也比较明显了，它实际上是一个事件中转器，它能够感知到Spring Boot启动过程中产生的事件，然后有选择性的将事件进行中转。为何是有选择性的，看看它的实现就知道了：

@Override
public void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context) {

}

它的contextPrepared方法实现为空，没有利用内部的initialMulticaster进行事件的派发。因此即便是外部有ApplicationListener对这个事件有兴趣，也是没有办法监听到的。

那么既然有事件的转发，是谁在监听这些事件呢，在这个类的构造器中交待了：

public EventPublishingRunListener(SpringApplication application, String[] args) {
    this.application = application;
    this.args = args;
    this.initialMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster();
    for (ApplicationListener<?> listener : application.getListeners()) {
        this.initialMulticaster.addApplicationListener(listener);
    }
}

前面在构建SpringApplication实例过程中设置的监听器在这里被逐个添加到了initialMulticaster对应的ApplicationListener列表中。所以当initialMulticaster调用multicastEvent方法时，这些Listeners中定义的相应方法就会被触发了。

createApplicationContext

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
    Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
    if (contextClass == null) {
        try {
            contextClass = Class.forName(this.webEnvironment
                    ? DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS : DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
        }
        catch (ClassNotFoundException ex) {
            throw new IllegalStateException(
                    "Unable create a default ApplicationContext, "
                            + "please specify an ApplicationContextClass",
                    ex);
        }
    }
    return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiate(contextClass);
}

// WEB应用的上下文类型
public static final String DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS = "org.springframework.boot.context.embedded.AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext";

对于我们的Web应用，上下文类型就是DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS。

prepareContext

private void prepareContext(ConfigurableApplicationContext context, ConfigurableEnvironment environment,
      SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
   context.setEnvironment(environment);
   postProcessApplicationContext(context);
   // 拿到之前读取到所有ApplicationContextInitializer的组件， 循环调用initialize方法
   applyInitializers(context);
   // 发布了ApplicationContextInitializedEvent
   listeners.contextPrepared(context);
   if (this.logStartupInfo) {
      logStartupInfo(context.getParent() == null);
      logStartupProfileInfo(context);
   }
   // 获取当前spring上下文beanFactory (负责创建bean)
   ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
   beanFactory.registerSingleton("springApplicationArguments", applicationArguments);
   if (printedBanner != null) {
      beanFactory.registerSingleton("springBootBanner", printedBanner);
   }
   // 在Spring下 如果出现2个重名的bean, 则后读取到的会覆盖前面
   // 在SpringBoot 在这里设置了不允许覆盖， 当出现2个重名的bean 会抛出异常
   if (beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory) {
      ((DefaultListableBeanFactory) beanFactory)
            .setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding);
   }
   // 设置当前spring容器是不是要将所有的bean设置为懒加载
   if (this.lazyInitialization) {
      context.addBeanFactoryPostProcessor(new LazyInitializationBeanFactoryPostProcessor());
   }
   // Load the sources
   Set<Object> sources = getAllSources();
   Assert.notEmpty(sources, "Sources must not be empty");
   // 读取主启动类,将它注册为BD、就像我们以前register(启动类);一个意思 （因为后续要根据配置类解析配置的所有bean)
   load(context, sources.toArray(new Object[0]));
   //4.读取完配置类后发送ApplicationPreparedEvent。
   listeners.contextLoaded(context);
}

关键步骤：

配置Bean生成器以及资源加载器(如果它们非空):

protected void postProcessApplicationContext(ConfigurableApplicationContext context) {
    if (this.beanNameGenerator != null) {
        context.getBeanFactory().registerSingleton(
                AnnotationConfigUtils.CONFIGURATION_BEAN_NAME_GENERATOR,
                this.beanNameGenerator);
    }
    if (this.resourceLoader != null) {
        if (context instanceof GenericApplicationContext) {
            ((GenericApplicationContext) context)
                    .setResourceLoader(this.resourceLoader);
        }
        if (context instanceof DefaultResourceLoader) {
            ((DefaultResourceLoader) context)
                    .setClassLoader(this.resourceLoader.getClassLoader());
        }
    }
}

调用初始化器

protected void applyInitializers(ConfigurableApplicationContext context) {
    for (ApplicationContextInitializer initializer : getInitializers()) {
        Class<?> requiredType = GenericTypeResolver.resolveTypeArgument(
                initializer.getClass(), ApplicationContextInitializer.class);
        Assert.isInstanceOf(requiredType, context, "Unable to call initializer.");
        initializer.initialize(context);
    }
}

这里终于用到了在创建SpringApplication实例时设置的初始化器了，依次对它们进行遍历，并调用initialize方法。

refreshContext

private void refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {
  // 由于这里需要调用父类一系列的refresh操作，涉及到了很多核心操作，因此耗时会比较长，本文不做具体展开
    refresh(context);

    // 注册一个关闭容器时的钩子函数
    if (this.registerShutdownHook) {
        try {
            context.registerShutdownHook();
        }
        catch (AccessControlException ex) {
            // Not allowed in some environments.
        }
    }
}

// 调用父类的refresh方法完成容器刷新的基础操作
protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) {
    Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);
    ((AbstractApplicationContext)applicationContext).refresh();
}

注册关闭容器时的钩子函数的默认实现是在AbstractApplicationContext类中：

public void registerShutdownHook() {
  if(this.shutdownHook == null) {
    this.shutdownHook = new Thread() {
      public void run() {
        synchronized(AbstractApplicationContext.this.startupShutdownMonitor) {
          AbstractApplicationContext.this.doClose();
        }
      }
    };
    Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
  }
}

如果没有提供自定义的shutdownHook，那么会生成一个默认的，并添加到Runtime中。默认行为就是调用它的doClose方法，完成一些容器销毁时的清理工作。

afterRefresh

protected void afterRefresh(ConfigurableApplicationContext context,
            ApplicationArguments args) {
    callRunners(context, args);
}

private void callRunners(ApplicationContext context, ApplicationArguments args) {
    List<Object> runners = new ArrayList<Object>();
    runners.addAll(context.getBeansOfType(ApplicationRunner.class).values());
    runners.addAll(context.getBeansOfType(CommandLineRunner.class).values());
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(runners);
    for (Object runner : new LinkedHashSet<Object>(runners)) {
        if (runner instanceof ApplicationRunner) {
            callRunner((ApplicationRunner) runner, args);
        }
        if (runner instanceof CommandLineRunner) {
            callRunner((CommandLineRunner) runner, args);
        }
    }
}

private void callRunner(ApplicationRunner runner, ApplicationArguments args) {
    try {
        (runner).run(args);
    }
    catch (Exception ex) {
        throw new IllegalStateException("Failed to execute ApplicationRunner", ex);
    }
}

private void callRunner(CommandLineRunner runner, ApplicationArguments args) {
    try {
        (runner).run(args.getSourceArgs());
    }
    catch (Exception ex) {
        throw new IllegalStateException("Failed to execute CommandLineRunner", ex);
    }
}

所谓的后置操作，就是在容器完成刷新后，依次调用注册的Runners。Runners可以是两个接口的实现类：

1 2	org.springframework.boot.ApplicationRunner org.springframework.boot.CommandLineRunner

这两个接口有什么区别呢：


public interface ApplicationRunner {

public interface CommandLineRunner {

    void run(String... args) throws Exception;

}

其实没有什么不同之处，除了接口中的run方法接受的参数类型是不一样的以外。一个是封装好的ApplicationArguments类型，另一个是直接的String不定长数组类型。因此根据需要选择相应的接口实现即可。

至此，SpringApplication的run方法就分析完毕了。

总结

初始化SpringApplication 从spring.factories 读取 listener ApplicationContextInitializer 。
运行run方法
读取环境变量配置信息…..
创建springApplication上下文:ServletWebServerApplicationContext
预初始化上下文：读取启动类
调用refresh 加载ioc容器

加载所有的自动配置类

创建servlet容器

ps.在这个过程中springboot会调用很多监听器对外进行扩展

使用外部Servlet容器

外部servlet容器
- 服务器、本机安装tomcat 环境变量…
- 部署： war—运维—>tomcat webapp startup.sh 启动
- 开发：将开发绑定本地tomcat
- 开发、运维服务器配置 war
内嵌servlet容器：
- 部署： jar—> 运维—java -jar 启动

使用：

下载tomcat服务
设置当前maven项目的打包方式

1 2	<!--打包方式默认是jar--> <packaging>war</packaging>

让tomcat相关的依赖不参与打包部署，因为外置tomcat服务器已经有这些jar包

<!--让它不参与打包部署-->
<dependency>
    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

为了让它支持springboot需要加上：才能启动springboot应用

public class TomcatStartSpringBoot extends SpringBootServletInitializer {
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {
        return builder.sources(Application.class);
    }
}

外部Servlet容器启动SpringBoot应用原理

tomcat不会主动去启动springboot应用，，所以tomcat启动的时候肯定调用了SpringBootServletInitializer的SpringApplicationBuilder ，就会启动springboot

public class TomcatStartSpringBoot extends SpringBootServletInitializer {
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder (SpringApplicationBuilder builder) {
        return builder.sources(Application.class);
    }
}

servlet3.0 规范官方文档： 8.2.4

什么是SPI

SPI ，全称为 Service Provider Interface(服务提供者接口)，是一种服务发现机制。它通过在ClassPath路径下的META-INF/services文件夹查找文件，自动加载文件里所定义的类。

大概：当servlet容器启动时候就会去META-INF/services 文件夹中找到javax.servlet.ServletContainerInitializer, 这个文件里面肯定绑定一个ServletContainerInitializer. 当servlet容器启动时候就会去该文件中找到ServletContainerInitializer的实现类，从而创建它的实例调用onstartUp

@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class).
- @HandlesTypes传入的类为ServletContainerInitializer感兴趣的
- 容器会自动在classpath中找到 WebApplicationInitializer 会传入到onStartup方法的webAppInitializerClasses中
- Set> webAppInitializerClasses 这里面也包括之前定义的TomcatStartSpringBoot

1 2	@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class) public class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {

@Override
public void onStartup(@Nullable Set<Class<?>> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext)
      throws ServletException {

   List<WebApplicationInitializer> initializers = new LinkedList<>();

   if (webAppInitializerClasses != null) {
      for (Class<?> waiClass : webAppInitializerClasses) {
        // 如果不是接口 不是抽象 跟WebApplicationInitializer有关系  就会实例化
         if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) &&
               WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {
            try {
               initializers.add((WebApplicationInitializer)
                     ReflectionUtils.accessibleConstructor(waiClass).newInstance());
            }
            catch (Throwable ex) {
               throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", ex);
            }
         }
      }
   }

   if (initializers.isEmpty()) {
      servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");
      return;
   }

   servletContext.log(initializers.size() + " Spring WebApplicationInitializers detected on classpath");
   // 排序
   AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);
   for (WebApplicationInitializer initializer : initializers) {
      initializer.onStartup(servletContext);
   }
}

@Override
public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
   // Logger initialization is deferred in case an ordered
   // LogServletContextInitializer is being used
   this.logger = LogFactory.getLog(getClass());
   WebApplicationContext rootApplicationContext = createRootApplicationContext(servletContext);
   if (rootApplicationContext != null) {
      servletContext.addListener(new SpringBootContextLoaderListener(rootApplicationContext, servletContext));
   }
   else {
      this.logger.debug("No ContextLoaderListener registered, as createRootApplicationContext() did not "
            + "return an application context");
   }
}

SpringBootServletInitializer
- 之前定义的TomcatStartSpringBoot 就是继承它

protected WebApplicationContext createRootApplicationContext(ServletContext servletContext) {
   SpringApplicationBuilder builder = createSpringApplicationBuilder();
   builder.main(getClass());
   ApplicationContext parent = getExistingRootWebApplicationContext(servletContext);
   if (parent != null) {
      this.logger.info("Root context already created (using as parent).");
      servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, null);
      builder.initializers(new ParentContextApplicationContextInitializer(parent));
   }
   builder.initializers(new ServletContextApplicationContextInitializer(servletContext));
   builder.contextClass(AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext.class);
   // 调用configure
   builder = configure(builder);
   builder.listeners(new WebEnvironmentPropertySourceInitializer(servletContext));
   SpringApplication application = builder.build();
   if (application.getAllSources().isEmpty()
         && MergedAnnotations.from(getClass(), SearchStrategy.TYPE_HIERARCHY).isPresent(Configuration.class)) {
      application.addPrimarySources(Collections.singleton(getClass()));
   }
   Assert.state(!application.getAllSources().isEmpty(),
         "No SpringApplication sources have been defined. Either override the "
               + "configure method or add an @Configuration annotation");
   // Ensure error pages are registered
   if (this.registerErrorPageFilter) {
      application.addPrimarySources(Collections.singleton(ErrorPageFilterConfiguration.class));
   }
   application.setRegisterShutdownHook(false);
   return run(application);
}

当调用configure就会来到TomcatStartSpringBoot .configure
- 将Springboot启动类传入到builder.source

@Override
protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {
    return builder.sources(Application.class);
}

// 调用SpringApplication application = builder.build(); 就会根据传入的Springboot启动类来构建一个SpringApplication

public SpringApplication build(String... args) {
   configureAsChildIfNecessary(args);
   this.application.addPrimarySources(this.sources);
   return this.application;
}

// 调用 return run(application); 就会帮我启动springboot应用

1
2
3

protected WebApplicationContext run(SpringApplication application) {
   return (WebApplicationContext) application.run();
}

它就相当于我们的

1
2
3

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

其实这2个实现类就是帮我创建ContextLoaderListener 和DispatcherServlet

<listener>
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
<!--全局参数：spring配置文件-->
<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:spring-core.xml</param-value>
</context-param>


<!--前端调度器servlet-->
<servlet>
    <servlet-name>dispatcherServlet</servlet-name>
    <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    <!--设置配置文件的路径-->
    <init-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>classpath:spring-mvc.xml</param-value>
    </init-param>
    <!--设置启动即加载-->
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>dispatcherServlet</servlet-name>
    <url‐pattern>/</url‐pattern> 
 </servlet‐mapping>

参考链接