Spring Boot 运行原理(5分钟速解)
wptr33 2025-05-02 21:38 18 浏览
Spring Boot项目到底是怎么运行的呢?Maven项目,我们一般从pom.xml文件探究起。
如果想年后找到更好的工作,推荐看这篇文章:
Java后端面试复习规划表,5万字
1、pom.xml探究
1.1、父依赖
(1)Spring Boot项目主要依赖的是一个父项目(
spring-boot-starter-parent)。
pom.xml文件:
<!-- 父项目 -->
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.7.7</version>
<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>
注:
spring-boot-starter-parent项目的主要作用是:
- 对项目的资源进行过滤。
- spring-boot-starter-parent-2.7.7.pom文件:
<!-- 资源过滤 -->
<resources>
<resource>
<directory>${basedir}/src/main/resources</directory>
<filtering>true</filtering>
<includes>
<include>**/application*.yml</include>
<include>**/application*.yaml</include>
<include>**/application*.properties</include>
</includes>
</resource>
<resource>
<directory>${basedir}/src/main/resources</directory>
<excludes>
<exclude>**/application*.yml</exclude>
<exclude>**/application*.yaml</exclude>
<exclude>**/application*.properties</exclude>
</excludes>
</resource>
</resources>
- 对项目的插件进行管理。
- spring-boot-starter-parent-2.7.7.pom文件:
<!-- 插件管理(部分) -->
<pluginManagement>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.jetbrains.kotlin</groupId>
<artifactId>kotlin-maven-plugin</artifactId>
<version>${kotlin.version}</version>
<configuration>
<jvmTarget>${java.version}</jvmTarget>
<javaParameters>true</javaParameters>
</configuration>
<executions>
<execution>
<id>compile</id>
<phase>compile</phase>
<goals>
<goal>compile</goal>
</goals>
</execution>
<execution>
<id>test-compile</id>
<phase>test-compile</phase>
<goals>
<goal>test-compile</goal>
</goals>
</execution>
</executions>
</plugin>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<configuration>
<parameters>true</parameters>
</configuration>
</plugin>
……
</plugins>
</pluginManagement>
(2)点击进入该父项目(
spring-boot-starter-parent),发现它还有一个父项目(spring-boot-dependencies)。
spring-boot-starter-parent-2.7.7.pom文件:
<!-- 父项目的父项目 -->
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
<version>2.7.7</version>
</parent>
spring-boot-dependencies项目才是真正管理SpringBoot应用中所有依赖及其版本的地方。spring-boot-dependencies项目的主要作用是:
- 对SpringBoot项目中依赖的所有jar包的版本进行管理。
- spring-boot-dependencies-2.7.7.pom文件:
<!-- 依赖包版本管理(部分) -->
<properties>
<activemq.version>5.16.5</activemq.version>
<antlr2.version>2.7.7</antlr2.version>
<appengine-sdk.version>1.9.98</appengine-sdk.version>
<build-helper-maven-plugin.version>3.3.0</build-helper-maven-plugin.version>
<commons-pool.version>1.6</commons-pool.version>
<commons-pool2.version>2.11.1</commons-pool2.version>
<db2-jdbc.version>11.5.7.0</db2-jdbc.version>
<dependency-management-plugin.version>1.0.15.RELEASE</dependency-management-plugin.version>
<git-commit-id-plugin.version>4.9.10</git-commit-id-plugin.version>
<h2.version>2.1.214</h2.version>
<hibernate.version>5.6.14.Final</hibernate.version>
<hibernate-validator.version>6.2.5.Final</hibernate-validator.version>
<htmlunit.version>2.60.0</htmlunit.version>
<httpclient.version>4.5.14</httpclient.version>
<httpclient5.version>5.1.4</httpclient5.version>
<httpcore.version>4.4.16</httpcore.version>
<httpcore5.version>5.1.5</httpcore5.version>
<javax-activation.version>1.2.0</javax-activation.version>
<javax-annotation.version>1.3.2</javax-annotation.version>
<javax-cache.version>1.1.1</javax-cache.version>
<javax-json.version>1.1.4</javax-json.version>
<javax-jsonb.version>1.0</javax-jsonb.version>
<javax-mail.version>1.6.2</javax-mail.version>
<javax-money.version>1.1</javax-money.version>
<javax-websocket.version>1.1</javax-websocket.version>
<jaxen.version>1.2.0</jaxen.version>
<json-path.version>2.7.0</json-path.version>
<json-smart.version>2.4.8</json-smart.version>
<jsonassert.version>1.5.1</jsonassert.version>
<jstl.version>1.2</jstl.version>
<jtds.version>1.3.1</jtds.version>
<junit.version>4.13.2</junit.version>
<junit-jupiter.version>5.8.2</junit-jupiter.version>
<kafka.version>3.1.2</kafka.version>
<log4j2.version>2.17.2</log4j2.version>
<logback.version>1.2.11</logback.version>
<lombok.version>1.18.24</lombok.version>
<maven-clean-plugin.version>3.2.0</maven-clean-plugin.version>
<maven-compiler-plugin.version>3.10.1</maven-compiler-plugin.version>
<maven-dependency-plugin.version>3.3.0</maven-dependency-plugin.version>
<maven-deploy-plugin.version>2.8.2</maven-deploy-plugin.version>
<maven-help-plugin.version>3.2.0</maven-help-plugin.version>
<maven-install-plugin.version>2.5.2</maven-install-plugin.version>
<maven-invoker-plugin.version>3.2.2</maven-invoker-plugin.version>
<maven-jar-plugin.version>3.2.2</maven-jar-plugin.version>
<maven-javadoc-plugin.version>3.4.1</maven-javadoc-plugin.version>
<maven-resources-plugin.version>3.2.0</maven-resources-plugin.version>
<maven-war-plugin.version>3.3.2</maven-war-plugin.version>
<mongodb.version>4.6.1</mongodb.version>
<mysql.version>8.0.31</mysql.version>
<rabbit-amqp-client.version>5.14.2</rabbit-amqp-client.version>
<rabbit-stream-client.version>0.5.0</rabbit-stream-client.version>
<spring-framework.version>5.3.24</spring-framework.version>
<spring-kafka.version>2.8.11</spring-kafka.version>
<spring-security.version>5.7.6</spring-security.version>
<spring-session-bom.version>2021.2.0</spring-session-bom.version>
<sqlite-jdbc.version>3.36.0.3</sqlite-jdbc.version>
<thymeleaf.version>3.0.15.RELEASE</thymeleaf.version>
<thymeleaf-extras-data-attribute.version>2.0.1</thymeleaf-extras-data-attribute.version>
<thymeleaf-extras-java8time.version>3.0.4.RELEASE</thymeleaf-extras-java8time.version>
<thymeleaf-extras-springsecurity.version>3.0.5.RELEASE</thymeleaf-extras-springsecurity.version>
<thymeleaf-layout-dialect.version>3.0.0</thymeleaf-layout-dialect.version>
<tomcat.version>9.0.70</tomcat.version>
<versions-maven-plugin.version>2.10.0</versions-maven-plugin.version>
<webjars-locator-core.version>0.50</webjars-locator-core.version>
<xml-maven-plugin.version>1.0.2</xml-maven-plugin.version>
<xmlunit2.version>2.9.0</xmlunit2.version>
</properties>
因此,以后我们导入依赖包时默认是不需要配置版本的;但是如果导入的包没有在依赖中管理,那么就需要我们手动配置版本了。
注:Spring Boot官方文档列出Spring Boot项目中我们可以使用的所有依赖及其默认版本。
1.2、启动器
所谓“启动器”,即:Spring Boot应用依赖的一个个spring-boot-starter-XXX项目。
SpringBoot将所有的功能场景都抽取出来,做成一个个的starter (启动器),我们只需要在项目中引入这些starter即可将所有相关的依赖都导入进来 , 我们要用什么功能就导入什么样的场景启动器即可 ;我们未来也可以自己自定义starter。
如:spring-boot-starter-web启动器:帮我们导入了web模块正常运行所依赖的组件。
pom.xml文件:
<!-- web场景启动器 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
注:Spring Boot官方文档列出Spring Boot项目中我们可以使用的所有启动器。
2、主启动类运行原理
2.1、默认的主启动类
Springboot01HelloworldApplication.java文件:
package com.atangbiji;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
//@SpringBootApplication用来标注一个主程序类,说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class Springboot01HelloworldApplication {
//SpringBoot应用程序的主入口函数
public static void main(String[] args) {
//以为是启动了一个方法,没想到启动了一个服务
SpringApplication.run(Springboot01HelloworldApplication.class, args);
}
}
但是一个简单的启动类并不简单!主启动类主要通过@SpringBootApplication注解和SpringApplication类调用run方法启动,接下来我们来分析一下它们都干了什么。
注:Spring Boot项目启动后,会像Java应用启动一样,会在后台启动一个几百兆的Java进程。如下图所示:
该进程对应的进程号(PID)通常我们可以在Spring Boot的启动log中查看。如下图所示:
2.2、@SpringBootApplication注解
作用:@SpringBootApplication用来标注一个主程序类,说明这是一个Spring Boot应用。 SpringBoot就通过运行这个类的main方法来启动SpringBoot应用。
点击进入SpringBootApplication注解:可以看到上面还有很多其他注解!
SpringBootApplication.java文件:
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
//SpringBoot的配置类
@SpringBootConfiguration
//开启自动配置功能
@EnableAutoConfiguration
//扫描XX包下的组件或者bean
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
// ......
}
2.2.1、@ComponentScan注解
@ComponentScan注解在Spring中很重要,它对应XML配置中的元素。
作用:自动扫描并加载主启动类(
Springboot01HelloworldApplication)同级目录下符合条件的组件或者bean,将这个bean定义加载到IOC容器中。
2.2.2、@SpringBootConfiguration注解
作用:SpringBoot的配置类,标注在某个类上,表示这是一个SpringBoot的配置类。
2.2.2.1、@Configuration注解
点击进入@SpringBootConfiguration注解:可以看到上面还有很多其他注解!
SpringBootConfiguration.java文件:
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
//配置类
@Configuration
@Indexed
public @interface SpringBootConfiguration {
// ......
}
这里的@Configuration注解说明:这是一个配置类。配置类就对应Spring的xml配置文件。
2.2.2.2、@Component注解
点击进入@Configuration注解:可以看到它也是一个组件(Component)!
Configuration.java文件:
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
//组件(Bean)
@Component
public @interface Configuration {
// ......
}
这里的@Component注解说明:主启动类本身也是Spring中的一个组件(Bean)而已,负责启动Spring Boot应用!
接下来,我们回到SpringBootApplication注解中继续分析。
2.2.3、@EnableAutoConfiguration注解(重点)
作用:开启自动配置功能。
以前我们需要自己手动配置的东西,而现在SpringBoot可以自动帮我们配置 ;通过@EnableAutoConfiguration注解让SpringBoot开启自动配置功能后,自动配置才能生效。
2.2.3.1、@AutoConfigurationPackage注解
(1)点击进入@EnableAutoConfiguration注解:可以看到它包含一个@AutoConfigurationPackage注解。
EnableAutoConfiguration.java文件:
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
//自动配置包
@AutoConfigurationPackage
//(向IOC容器中)导入自动配置导入选择器
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
// ......
}
这里的@AutoConfigurationPackage注解的作用是:自动配置包。
(2)点击进入@AutoConfigurationPackage注解:可以看到它通过@Import(
AutoConfigurationPackages.Registrar.class)注解向容器中导入“自动配置包注册器”组件。
AutoConfigurationPackage.java文件:
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
//向容器中导入“自动配置包注册器”组件(Bean)
@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)
public @interface AutoConfigurationPackage {
// ......
}
注:
- 这里的@import注解是Spring的底层注解,它的作用是:向容器中导入组件(Bean)。
- 这里的Registrar.class的作用是:将主启动类的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring IOC容器中。
接下来,返回上一级,我们回到EnableAutoConfiguration注解中继续分析。
2.2.3.2、通过@Import注解导入自动配置导入选择器
点击进入@EnableAutoConfiguration注解:可以看到它通过@Import({
AutoConfigurationImportSelector.class})注解,向IOC容器中导入自动配置导入选择器(
AutoConfigurationImportSelector)组件(Bean)。
自动配置导入选择器会导入哪些组件的选择器呢?
(1)点击进入
AutoConfigurationImportSelector类,可以发现:这个类中有一个
getCandidateConfigurations方法。
AutoConfigurationImportSelector.java文件:
//获取候选的配置
protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
List<String> configurations = new ArrayList<>(
SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader()));
//导入候选的配置
ImportCandidates.load(AutoConfiguration.class, getBeanClassLoader()).forEach(configurations::add);
Assert.notEmpty(configurations,
"No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories nor in META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports. If you "
+ "are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
return configurations;
}
注:
- getCandidateConfigurations方法的作用是:获取候选的配置。
- 该方法通过调用ImportCandidates的load方法导入候选的配置!
(2)点击进入ImportCandidates类的load()方法,可以发现:其中加载了本地META-INF/spring目录下的自动配置核心文件(即
org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件)。
ImportCandidates.java文件:
//自动配置核心文件的本地目录
private static final String LOCATION = "META-INF/spring/%s.imports";
//导入候选的配置
public static ImportCandidates load(Class<?> annotation, ClassLoader classLoader) {
Assert.notNull(annotation, "'annotation' must not be null");
ClassLoader classLoaderToUse = decideClassloader(classLoader);
//加载本地的自动配置核心文件
String location = String.format(LOCATION, annotation.getName());
Enumeration<URL> urls = findUrlsInClasspath(classLoaderToUse, location);
List<String> importCandidates = new ArrayList<>();
while (urls.hasMoreElements()) {
URL url = urls.nextElement();
importCandidates.addAll(readCandidateConfigurations(url));
}
return new ImportCandidates(importCandidates);
}
(3)查看Spring Boot自动配置的核心文件。
org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件是Spring Boot自动配置的核心文件。它位于
spring-boot-autoconfigure-2.7.7.jar包的META-INF/spring目录下,如下图所示:
注:
- Spring Boot自动配置的核心文件中的所有类(Beans)都是通过java配置类的方式显式地配置到Spring IOC容器中的。
- Spring Boot自动配置的核心文件中没有的类(Beans)都需要我们手动进行配置。
(4)我们在自动配置的核心文件中随便找一个自动配置类进行全局搜索,如:WebMvcAutoConfiguration。
可以发现:这些类的都是JavaConfig配置类,而且都注入了一些Bean。我们可以找一些自己认识的自动配置类,看着熟悉一下!
所以,自动配置真正实现是从classpath中搜寻所有META-INF/spring/目录下的
org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports配置文件,并将其中对应的配置项,通过反射实例化为自动配置类,然后将这些都汇总成为一个实例并加载到Spring IOC容器中。
2.2.3.3、结论
(1)SpringBoot所有的自动配置都是在主启动类启动时扫描并加载的。
(2)SpringBoot自动配置好的这些组件(Bean),需要我们导入对应的启动器(spring-boot-starter-XXX)后才会生效。即:只有@ConditionalOnXXX注解中的条件都满足时,自动配置的相应组件(Bean)才会生效。
(3)SpringBoot在启动的时候,从类路径(classpath)的META-INF/spring目录下的
org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports配置文件中获取值。
(4)SpringBoot将这些值作为自动配置类导入Spring IOC容器,自动配置类就生效,帮我们进行自动配置工作。
(5)整个J2EE的整体解决方案和自动配置都在spring-boot-autoconfigure的jar包中。
(6)SpringBoot会向容器中导入非常多的自动配置类(xxxAutoConfiguration),就是向容器中导入这个场景需要的所有组件,并配置好这些组件。
(7)有了自动配置类,免去了我们手动编写配置注入功能组件等工作。
2.3、SpringApplication类
2.3.1、SpringApplication类的作用
SpringApplication类主要完成以下四件事情:
- 推断应用的类型是普通的项目还是Web项目。
- 查找并加载所有可用初始化器,并设置到initializers(初始化)属性中。
- 找出所有的应用程序监听器,设置到listeners属性中。
- 推断并设main方法的定义类,找到运行的主类。
好了,今天就分享到这里,如果有点点帮助,记得点赞、收藏、分享,谢啦!
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