本文将从以下几个方面进行详细阐述：
- Spring Boot 启动过程概述
- BeanFactory 初始化
- Bean 的实例化和依赖注入
- Aware 接口的设置
- Bean 的初始化
- 单例 Bean 的后处理
- Spring 启动后的后处理
- 启动 HTTP 流量入口
一、Spring Boot 启动过程概述
Spring Boot 的启动过程可以分为几个主要阶段，从启动类开始，经过一系列的初始化和配置过程，最终启动 HTTP 服务器并准备好处理请求。
1.1 启动类
每一个 Spring Boot 应用程序都有一个主类，这个类包含了 main 方法，通常使用 @SpringBootApplication 注解标记。@SpringBootApplication 是一个组合注解，包含了 @Configuration, @EnableAutoConfiguration, 和 @ComponentScan。
@SpringBootApplication
public class MySpringBootApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MySpringBootApplication.class, args);
}
}
SpringApplication.run 方法启动了整个 Spring Boot 应用程序，触发了一系列的自动配置和初始化过程。
1.2 SpringApplication 初始化
SpringApplication 类负责引导和启动 Spring 应用程序。它的 run 方法完成了以下几件事情：
- 创建并配置
ApplicationContext。 - 准备环境变量。
- 加载所有的
ApplicationListener。 - 启动并刷新
ApplicationContext。 - 执行所有的
ApplicationRunner和CommandLineRunner。
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {
return new SpringApplication(primarySource).run(args);
}
1.3 应用上下文的创建和刷新
ApplicationContext 是 Spring 框架中的核心容器。Spring Boot 使用不同的 ApplicationContext 实现来处理不同类型的应用程序（如 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 用于 Web 应用程序）。上下文的刷新包含了所有 Bean 的创建和初始化过程，这也是我们将深入探讨的部分。
二、BeanFactory 初始化
在 Spring 中，BeanFactory 是最基本的容器接口，负责管理 Bean 的创建、配置和生命周期。Spring Boot 在启动过程中，会首先初始化 BeanFactory，并通过 BeanFactoryPostProcessor 对其进行配置和处理。
2.1 BeanFactoryPostProcessor
BeanFactoryPostProcessor 是在 BeanFactory 标准初始化之后执行的，用于对 BeanFactory 进行定制和修改。典型的 BeanFactoryPostProcessor 包括 PropertyPlaceholderConfigurer 和 CustomEditorConfigurer。
public interface BeanFactoryPostProcessor {
void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;
}
BeanFactoryPostProcessor 在所有 Bean 被实例化之前执行，这使得它们可以用来修改 Bean 定义或添加一些自定义的初始化逻辑。
三、Bean 的实例化和依赖注入
在 BeanFactory 初始化完成后，Spring 开始实例化各个 Bean 并进行依赖注入。这一过程涉及到以下几个重要步骤：
3.1 Bean 实例化
Spring 通过反射机制来实例化 Bean。对于每个定义的 Bean，Spring 都会调用其默认构造函数或指定的构造函数来创建 Bean 实例。
TestSpringOrder order = new TestSpringOrder();
3.2 依赖注入
依赖注入是 Spring 核心功能之一，通过 @Autowired 注解可以自动注入依赖的 Bean。Spring 使用 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 处理这些注解，并注入相应的依赖。
@Autowired
private SomeService someService;
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 会在 Bean 实例化后对其进行扫描，找到所有的 @Autowired 字段，并注入相应的依赖。
四、Aware 接口的设置
Spring 提供了一系列的 Aware 接口，用于让 Bean 获得 Spring 容器的一些资源。实现这些接口的 Bean 在初始化时会被注入相应的资源。
4.1 常见的 Aware 接口
BeanNameAware: 提供 Bean 的名称。BeanFactoryAware: 提供 BeanFactory 实例。ApplicationContextAware: 提供 ApplicationContext 实例。EnvironmentAware: 提供 Environment 实例。ResourceLoaderAware: 提供 ResourceLoader 实例。
public class MyBean implements ApplicationContextAware {
private ApplicationContext applicationContext;
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) {
this.applicationContext = applicationContext;
}
}
4.2 Aware 设置过程
Spring 在初始化 Bean 时，会检查 Bean 是否实现了任何 Aware 接口，如果是，则调用相应的设置方法注入资源。例如，对于 ApplicationContextAware，Spring 会调用其 setApplicationContext 方法，将 ApplicationContext 注入到该 Bean 中。
五、Bean 的初始化
在完成实例化和依赖注入后，Spring 开始初始化 Bean，这一过程包括执行初始化方法和初始化回调。
5.1 BeanPostProcessor
BeanPostProcessor 是一个扩展点，允许在 Bean 初始化前后进行一些自定义处理。Spring 在 Bean 初始化之前和之后分别调用 postProcessBeforeInitialization 和 postProcessAfterInitialization 方法。
public interface BeanPostProcessor {
Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}
5.2 @PostConstruct 和 InitializingBean
Spring 提供了两种方式来定义 Bean 的初始化方法：
- 使用
@PostConstruct注解标记初始化方法。 - 实现
InitializingBean接口并重写afterPropertiesSet方法。
@PostConstruct
public void init() {
// initialization logic
}
@Override
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
// initialization logic
}
5.3 自定义初始化方法
除了 @PostConstruct 和 InitializingBean 之外，Spring 还允许在 Bean 定义中指定自定义的初始化方法。
@Bean(initMethod = "customInit")
public MyBean myBean() {
return new MyBean();
}
六、单例 Bean 的后处理
在所有单例 Bean 初始化完成后，Spring 进行一些额外的处理，包括触发事件和执行一些特殊的回调。
6.1 SmartInitializingSingleton
SmartInitializingSingleton 是 Spring 3.1 引入的一个接口，用于在所有单例 Bean 初始化完成后执行一些逻辑。
public interface SmartInitializingSingleton {
void afterSingletonsInstantiated();
}
6.2 事件监听
Spring 提供了丰富的事件机制，允许在应用程序不同阶段发布和监听事件。单例 Bean 初始化完成后，Spring 会发布 ContextRefreshedEvent。
@Component
public class MyListener implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {
@Override
public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
// handle event
}
}
七、Spring 启动后的后处理
在应用程序上下文刷新完成后，Spring 还会进行一些额外的处理，如启动定时任务和发布其他应用事件。
7.1 SmartLifecycle
SmartLifecycle 是一个更高级的生命周期接口，允许在应用程序上下文刷新完成后执行一些操作，如启动后台任务。
public interface SmartLifecycle extends Lifecycle, Phased {
boolean isAutoStartup();
void stop(Runnable callback);
}
7.2 定时任务
Spring 通过 @Scheduled 注解支持定时任务。在应用程序上下文刷新完成后，所有标记了 @Scheduled 的方法都会按指定的计划执行。
@Scheduled(fixedRate = 5000)
public void scheduledTask() {
// task logic
}
7.3 发布事件
Spring 在启动过程中会发布一系列事件，允许开发人员在特定的时机执行一些自定义逻辑。例如，在上下文刷新完成后，Spring 会发布 ContextRefreshedEvent。
八、启动 HTTP 流量入口
Spring Boot 默认集成了嵌入式的 Tomcat 服务器，允许开发人员无需额外配置即可启动一个 Web 应用程序。
8.1 初始化 Spring MVC
在应用程序启动过程中，Spring Boot
会自动配置 Spring MVC 并初始化 DispatcherServlet。
@Bean
public DispatcherServlet dispatcherServlet() {
return new DispatcherServlet();
}
8.2 启动嵌入式服务器
Spring Boot 支持多种嵌入式服务器，如 Tomcat、Jetty 和 Undertow。在应用程序启动过程中，Spring Boot 会自动启动嵌入式服务器并监听指定端口。
@Bean
public ServletWebServerFactory servletWebServerFactory() {
return new TomcatServletWebServerFactory();
}
8.3 CommandLineRunner
CommandLineRunner 接口允许在应用程序启动完成后执行一些自定义逻辑。所有实现 CommandLineRunner 接口的 Bean 会在应用程序启动后被调用。
@Component
public class MyCommandLineRunner implements CommandLineRunner {
@Override
public void run(String... args) throws Exception {
// custom logic
}
}
结语
通过以上几个方面的详细探讨，我们可以看到 Spring Boot 的启动过程是如何一步步进行的。从初始化 BeanFactory，到实例化和初始化各个 Bean，再到处理单例 Bean 的后续工作，最后启动 HTTP 服务器并准备处理请求。理解这些过程可以帮助我们更好地使用 Spring Boot 进行开发，并在遇到问题时能够快速定位和解决问题。
Spring Boot 的设计理念就是简化开发人员的工作，使得复杂的配置和初始化过程对开发人员透明。这种设计不仅提高了开发效率，也使得代码更加简洁和易于维护。
希望这篇博客能帮助大家更好地理解 Spring Boot 的启动原理，并在实际开发中更好地应用这一强大的框架。
