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SpringBoot之旅-启动原理及自定义starter

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烂猪皮
发布2023-09-04 11:38:23
2790
发布2023-09-04 11:38:23
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文章被收录于专栏:JAVA烂猪皮

一、引言

SpringBoot的一大优势就是Starter,由于SpringBoot有很多开箱即用的Starter依赖,使得我们开发变得简单,我们不需要过多的关注框架的配置。

在日常开发中,我们也会自定义一些Starter,特别是现在微服务框架,我们一个项目分成了多个单体项目,而这些单体项目中会引用公司的一些组件,这个时候我们定义Starter,可以使这些单体项目快速搭起,我们只需要关注业务开发。

在此之前我们再深入的了解下SpringBoot启动原理。而后再将如何自定义starter。

二、 启动原理

要想了解启动原理,我们可以Debug模式跟着代码一步步探究,我们从入口方法开始:

代码语言:javascript
复制
public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources,
String[] args) {
return new SpringApplication(primarySources).run(args);
}

这里是创建一个SpringApplication对象,并调用了run方法

2.1 创建SpringApplication对象

代码语言:javascript
复制
public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
this.resourceLoader = resourceLoader;
    Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
//保存主配置类 
this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
//确定web应用类型
this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
//从类路径下找到META-INF/spring.factories配置的所有ApplicationContextInitializer;然后保存起来
    setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
          ApplicationContextInitializer.class));
//从类路径下找到ETA-INF/spring.factories配置的所有ApplicationListener
    setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
//从多个配置类中找到有main方法的主配置类
this.main

从这个方法中可以看出,这个

第一步:保存主配置类。

第二步:确定web应用类型。

第三步:setInitializers方法,这个方法走我们看带入的参数是getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class),我们再往下查看getSpringFactoriesInstances

再进入这个方法:

这里就是从类路径下找到META-INF/spring.factories配置的所有ApplicationContextInitializer,然后再保存起来,放开断点,我们可以看到这个时候获取到的

第四步:从类路径下找到ETA-INF/spring.factories配置的所有ApplicationListener,原理也基本类似,进入断点

第五步:从多个配置类中找到有main方法的主配置类。这个执行完之后,SpringApplication就创建完成

2.2 run方法

先贴出代码

代码语言:javascript
复制
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
   StopWatch stopWatch = new StopWatch();
   stopWatch.start();
   ConfigurableApplicationContext context = null;
   Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
   configureHeadlessProperty();
//从类路径下META-INF/spring.factories获取SpringApplicationRunListeners
   SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
//回调所有的获取SpringApplicationRunListener.starting()方法
   listeners.starting();
try {
//封装命令行参数
      ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
            args);
//准备环境 
      ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
            applicationArguments);//创建环境完成后回调SpringApplicationRunListener.environmentPrepared();表示环境准备完成
      configureIgnoreBeanInfo(environment);
//打印Banner图
      Banner printedBanner = printBanner(environment);
//创建ApplicationContext,决定创建web的ioc还是普通的ioc  
      context = createApplicationContext();
//异常分析报告
      exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
            SpringBootExceptionReporter.class,
new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
//准备上下文环境,将environment保存到ioc中
//applyInitializers():回调之前保存的所有的ApplicationContextInitializer的initialize方法 
//listeners.contextPrepared(context) 
//prepareContext运行完成以后回调所有的SpringApplicationRunListener的contextLoaded()
      prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
            printedBanner);
//刷新容器,ioc容器初始化(如果是web应用还会创建嵌入式的Tomcat)
//扫描,创建,加载所有组件的地方,(配置类,组件,自动配置)
      refreshContext(context);       
      afterRefresh(context, applicationArguments);
      stopWatch.stop();
if (this.logStartupInfo) {
new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
               .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
      }
//所有的SpringApplicationRunListener回调started方法
      listeners.started(context);
//从ioc容器中获取所有的ApplicationRunner和CommandLineRunner进行回调,
//ApplicationRunner先回调,CommandLineRunner再回调
      callRunners(context, applicationArguments);
   }
catch (Throwable ex) {
      handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
throw new IllegalStateException(ex);
   }

try {
//所有的SpringApplicationRunListener回调running方法
      listeners.running(context);
   }
catch (Throwable ex) {
      handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
throw new IllegalStateException(ex);
   }
//整个SpringBoot应用启动完成以后返回启动的ioc容器
return context;
}

前面的代码不用分析,主要是准备对象,我们从 SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args)开始分析,

第一步:是从类路径下META-INF/spring.factories获取SpringApplicationRunListeners,

这个方法跟前面分析的两个获取配置方法类似。

第二步:回调所有的获取SpringApplicationRunListener.starting()方法。

第三步: 封装命令行参数。

第四步:准备环境,调用prepareEnvironment方法。

第五步:打印Banner图(就是启动时的标识图)。

第六步:创建ApplicationContext,决定创建web的ioc还是普通的ioc。

第七步:异常分析报告。

第八步:准备上下文环境,将environment保存到ioc中,这个方法需要仔细分析下,我们再进入这个方法

这里面有一个applyInitializers方法,这里是回调之前保存的所有的ApplicationContextInitializer的initialize方法

还有一个listeners.contextPrepared(context),这里是回调所有的SpringApplicationRunListener的contextPrepared(),

最后listeners.contextLoaded(context) 是prepareContext运行完成以后回调所有的SpringApplicationRunListener的contextLoaded()。

第九步:刷新容器,ioc容器初始化(如果是web应用还会创建嵌入式的Tomcat),这个就是扫描,创建,加载所有组件的地方,(配置类,组件,自动配置)。

第十步:所有的SpringApplicationRunListener回调started方法。

第十一步:从ioc容器中获取所有的ApplicationRunner和CommandLineRunner进行回调,ApplicationRunner先回调,CommandLineRunner再回调。

第十二步:所有的SpringApplicationRunListener回调running方法。

第十三步:整个SpringBoot应用启动完成以后返回启动的ioc容器。

这就是run的全部过程,想要更详细的了解还需自己去看源码。

三、自定义starter

自定义starter(场景启动器),我们要做的事情是两个:确定依赖和编写自动配置。我们重点要做的就是编写自动配置,我们之前写过一些自动配置,主要是注解配置的使用,主要的注解有:

@Configuration :指定这个类是一个配置类

@ConditionalOnXXX :在指定条件成立的情况下自动配置类生效

@AutoConfigureAfter:指定自动配置类的顺序

@Bean:给容器中添加组件

@ConfigurationPropertie:结合相关xxxProperties类来绑定相关的配置

@EnableConfigurationProperties:让xxxProperties生效加入到容器中

按照这些注解写好自动配置类后,我们还需要进行自动配置的加载,加载方式是将需要启动就加载的自动配置类,配置在META-INF/spring.factories,启动器的大致原理是如此,而启动器的实际设计是有一定模式的,就是启动器模块是一个空 JAR 文件,仅提供辅助性依赖管理,而自动配置模块应该再重新设计一个,然后启动器再去引用这个自动配置模块。Springboot就是如此设计的:

另外还有一个命名规则:

官方命名空间

– 前缀:“spring-boot-starter-”

– 模式:spring-boot-starter-模块名

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

自定义命名空间

– 后缀:“-spring-boot-starter”

– 模式:模块-spring-boot-starter

– 举例:mybatis-spring-boot-starter

3.1 创建自定义starter

第一步:因为我们需要创建两个模块,所以先新建一个空的项目,然后以模块形式创建两个模块。

第二步:再创建两个模块,一个starter和一个自动配置模块

具体的创建过程就不赘述了,就是最简单的项目,去掉不需要的文件,创建完成结构如下:

第三步:我们先将自动配置模块导入starter中,让启动模块依赖自动配置模块

启动模块的POM文件加入依赖

代码语言:javascript
复制
<dependencies>
<!--引入自动配置模块-->
<dependency>
<groupId>com.yuanqinnan-starter</groupId>
<artifactId>yuanqinnan-springboot-starter-autoconfigurer</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>
</dependencies>

自动配置模块的完整POM文件:

代码语言:javascript
复制
<?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,两个项目基本创建完成,现在我们实现简单的配置。

第五步:对自动配置类进行自动配置代码编写

先编写一个配置类,用于配置:

代码语言:javascript
复制
@ConfigurationProperties(prefix = "yuanqinnan.hello")
public class HelloProperties {
//前缀
private String prefix;
//后缀
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;
    }
}

再编写一个服务

代码语言:javascript
复制
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();
    }
}

然后再将这个服务注入组件:

代码语言:javascript
复制
@Configuration
@ConditionalOnWebApplication //web应用才生效
@EnableConfigurationProperties(HelloProperties.class)
public class HelloServiceAutoConfiguration {

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

这个时候我们的自动配置以及写完,还差最后一步,因为SpringBoot读取自动配置是在META-INF的spring.factories文件中,所以我们还要将我们的自动配置类写入其中

代码语言:javascript
复制
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
  com.yuanqinnan.starter.HelloServiceAutoConfiguration

最后的结构如下:

至此,代码以及编写完成,这个时候我们将其装入仓库中,让其他项目引用

3.2 使用自定义starter

创建一个web项目,然后在项目中引入依赖

代码语言:javascript
复制
<!--引入自定义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:

代码语言:javascript
复制
yuanqinnan.hello.prefix=早安
yuanqinnan.hello.suffix=晚安

加入测试:

代码语言:javascript
复制
@Autowired
HelloService helloService;

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

这样自定义Starter和引用自定义都已完成,Springboot的核心知识已经总结完成,后面再进行Springboot的一些高级场景整合,如缓存、消息、检索、分布式等。

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原始发表:2023-07-26,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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