Springboot启动流程

Spring Boot 启动流程概述

• 定义：
• Spring Boot 是一个快速开发框架，简化了 Spring 应用的配置和部署。其启动流程涉及从运行 main 方法到应用完全初始化，自动完成依赖注入、配置加载、容器初始化等步骤。
• 核心作用：
• 提供嵌入式服务器（如 Tomcat）、自动配置（Auto-Configuration）、依赖管理，快速启动 Spring 应用。
• 核心点：
• Spring Boot 启动基于 SpringApplication 类，通过初始化、环境配置、容器创建和自动配置等步骤完成应用启动。

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1. Spring Boot 启动流程

Spring Boot 应用的启动流程可以分为以下关键步骤：

(1) 创建 SpringApplication 实例

• 触发点：
• 运行 main 方法，调用 SpringApplication.run()。
• 示例： java @SpringBootApplication public class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); } }
• 过程：
• 初始化 SpringApplication 对象，设置：
  • 资源加载器（ResourceLoader）：加载配置文件、类路径资源。
  • 主配置类（primarySources）：通常是 @SpringBootApplication 标注的类。
  • 应用类型：推断应用类型（Servlet、Reactive 或普通 Java 应用）。
  • 初始化器（ApplicationContextInitializer）：自定义上下文初始化。
  • 监听器（ApplicationListener）：监听启动事件。
• 加载 META-INF/spring.factories 中的 ApplicationContextInitializer 和 ApplicationListener。

(2) 准备环境（Environment）

• 作用：
• 配置运行时环境，加载属性和配置文件。
• 过程：
• 创建 ConfigurableEnvironment（通常 StandardEnvironment 或 StandardServletEnvironment）。
• 加载配置文件：
  • application.properties 或 application.yml（默认路径：classpath:/, file:./ 等）。
  • 命令行参数（--key=value）。
  • 系统属性（System.getProperties()）。
  • 环境变量。
• 激活 Profile（如 spring.profiles.active=dev）。
• 发布 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 事件，通知监听器。

(3) 创建应用上下文（ApplicationContext）

• 作用：
• 初始化 Spring 容器，管理 Bean 和依赖。
• 过程：
• 根据应用类型创建上下文：
  • Servlet 应用：AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。
  • Reactive 应用：AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext。
  • 非 Web 应用：AnnotationConfigApplicationContext。
• 配置上下文：
  • 设置环境（Environment）。
  • 应用初始化器（ApplicationContextInitializer）。
  • 加载主配置类（@SpringBootApplication）。
• 发布 ApplicationContextInitializedEvent。

(4) 自动配置（Auto-Configuration）

• 作用：
• 根据类路径中的依赖自动配置 Spring Bean（如数据源、Web 服务器）。
• 过程：
• 扫描 META-INF/spring.factories 中的 EnableAutoConfiguration 条目。
• 加载 @AutoConfiguration 类（如 DataSourceAutoConfiguration）。
• 根据条件注解（@ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean 等）决定是否应用配置。
• 示例：
  • 依赖 spring-boot-starter-web → 自动配置嵌入式 Tomcat 和 DispatcherServlet。
  • 依赖 spring-boot-starter-data-jpa → 自动配置 DataSource 和 EntityManager。
• 发布 ApplicationPreparedEvent。

(5) 刷新上下文（Refresh Context）

• 作用：
• 初始化 Spring 容器，加载和注册所有 Bean。
• 过程：
• 调用 AbstractApplicationContext.refresh()，执行：
  1. BeanFactory 准备：创建 DefaultListableBeanFactory，配置 Bean 定义。
  2. Bean 定义加载：扫描 @Component、@Service、@Controller 等注解，注册 Bean 定义。
  3. Bean 实例化：创建 Bean 实例，执行依赖注入（@Autowired）。
  4. 后处理器：执行 BeanPostProcessor（如 AOP、事务）。
  5. 初始化嵌入式服务器：
  6. 创建并启动嵌入式 Web 服务器（如 Tomcat、Jetty）。
  7. 配置 DispatcherServlet（Web 应用）。
  8. 事件发布：发布 ContextRefreshedEvent。
• 处理 @PostConstruct 方法和 InitializingBean 初始化逻辑。

(6) 启动完成

• 作用：
• 应用完全启动，接受请求或执行逻辑。
• 过程：
• 发布 ApplicationStartedEvent 和 ApplicationReadyEvent。
• 执行 CommandLineRunner 和 ApplicationRunner（自定义启动后逻辑）。
• 示例： java @Component public class MyRunner implements CommandLineRunner { @Override public void run(String... args) { System.out.println("Application started!"); } }
• Web 应用开始监听端口（如 8080）。

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2. 启动流程图

main() -> SpringApplication.run()
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    v
1. 创建 SpringApplication
    - 设置主配置类、加载 spring.factories
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    v
2. 准备 Environment
    - 加载 application.properties/yml、Profile
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    v
3. 创建 ApplicationContext
    - 根据类型创建 Servlet/Reactive 上下文
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    v
4. 自动配置
    - 加载 spring.factories 的 AutoConfiguration
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    v
5. 刷新上下文
    - 加载 Bean、初始化服务器、依赖注入
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    v
6. 启动完成
    - 发布事件、执行 Runner、监听端口

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3. 关键组件与机制

• @SpringBootApplication：
• 组合注解，包含：
  • @SpringBootConfiguration：标记配置类。
  • @EnableAutoConfiguration：启用自动配置。
  • @ComponentScan：扫描 @Component 等注解。
• SpringApplication：
• 启动入口，管理初始化、事件发布。
• Auto-Configuration：
• 基于条件（@Conditional）动态配置 Bean，简化开发。
• Embedded Server：
• 默认 Tomcat，支持 Jetty、Undertow，自动启动。
• Event Listener：
• 通过 ApplicationListener 监听启动事件（如 ApplicationStartedEvent）。
• Spring Factories：
• META-INF/spring.factories 定义自动配置、初始化器、监听器。

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4. 代码示例

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;

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

@Component
class MyRunner implements CommandLineRunner {
    @Override
    public void run(String... args) {
        System.out.println("Application is running!");
    }
}

配置文件（application.yml）：

server:
  port: 8080
spring:
  profiles:
    active: dev

运行流程： 1. main 调用 SpringApplication.run()。 2. 加载 Application 类，初始化 SpringApplication。 3. 读取 application.yml，激活 dev 环境。 4. 创建 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。 5. 自动配置 Tomcat、DispatcherServlet 等。 6. 刷新上下文，注册 MyRunner Bean。 7. 启动 Tomcat（端口 8080），执行 MyRunner.run()。

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5. 注意事项

• 自动配置冲突：
• 自定义配置可能覆盖自动配置，需检查 @Conditional 条件。
• 示例：自定义 DataSource 可能禁用 DataSourceAutoConfiguration。
• 启动性能：
• 扫描过多 Bean 或复杂配置可能导致启动慢。
• 优化：缩小 @ComponentScan 范围、延迟加载（@Lazy）。
• 资源泄漏：
• 确保关闭上下文（SpringApplication 会自动处理）。
• Profile 使用：
• 通过 spring.profiles.active 切换环境（如 dev、prod）。
• 异常处理：
• 启动失败（如端口占用）抛 ApplicationFailedEvent，需捕获。
• 依赖管理：
• 使用 spring-boot-starter-* 确保版本兼容。

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6. 面试角度

• 问“Spring Boot 启动流程”：
• 提 SpringApplication.run()、环境准备、上下文创建、自动配置、刷新上下文、启动完成，说明每步作用。
• 问“@SpringBootApplication 作用”：
• 提组合注解（@SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan）。
• 问“自动配置原理”：
• 提 spring.factories、@Conditional 条件、加载 AutoConfiguration。
• 问“嵌入式服务器如何启动”：
• 提自动配置 ServletWebServerFactory，刷新上下文时启动 Tomcat。
• 问“如何优化启动”：
• 提减少扫描、延迟加载、精简依赖。
• 问“事件监听”：
• 提 ApplicationListener 监听 ApplicationStartedEvent 等，举 CommandLineRunner 示例。

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7. 总结

• 启动流程：
• 创建 SpringApplication → 准备环境（application.yml）→ 创建上下文 → 自动配置（spring.factories）→ 刷新上下文（Bean 加载、服务器启动）→ 启动完成（事件、Runner）。
• 关键组件：
• @SpringBootApplication（配置/扫描）、自动配置（条件加载）、嵌入式服务器（Tomcat）、事件监听（ApplicationListener）。
• 机制：
• 基于 Spring 容器，结合自动配置和嵌入式服务器，简化开发。
• 面试建议：
• 提流程步骤、核心注解（@SpringBootApplication）、自动配置原理、代码示例（main + Runner）、优化（扫描/延迟），清晰展示理解。

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If you want to dive deeper into any part (e.g., auto-configuration source code, embedded server initialization, or event listener mechanisms), let me know, and I can further refine the answer!