Spring Boot 源码解析，一步步分析启动原理

Spring Boot 是一套 Java 开发框架，可以快速构建基于 Spring 生态的 Java Application，实现自动配置，作为 Java 领域最火的技术栈，我们有必要搞清楚 Spring Boot 的底层原理，今天楠哥就带大家一探究竟。

Spring Boot 核心配置

<parent>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
  <version>2.2.2.RELEASE</version>
  <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

spring-boot-starter 是 Spring Boot 提供的场景启动器，通过 starter 导入不同场景下所需要的 jar 包，如 web、dao 等。

spring-boot-starter-{name} 是 Spring 官方提供的启动器，如 spring-boot-starter-parent，{name}-spring-boot-starter 是第三方提供的启动器，如 mybatis-spring-boot-starter。

spring-boot-starter-parent 是 Spring Boot 的父级启动器，Spring Boot 相当于一个大的组件集合，将 Spring 家族组件及第三方组件全部进行了集成，开发者只需要通过配置 spring-boot-starter 就可以将所需组件配置到项目中，直接使用，这就是开箱即用。

打开 spring-boot-starter-parent 源码，可以看到 resource 中配置了 Spring Boot 默认会读取的资源文件。

<resource>
  <filtering>true</filtering>
  <directory>${basedir}/src/main/resources</directory>
  <includes>
    <include>**/application*.yml</include>
    <include>**/application*.yaml</include>
    <include>**/application*.properties</include>
  </includes>
</resource>

所以 Spring Boot 默认加载的配置文件是 src/main/resources 路径下名为 application 的 yml、yaml、properties 文件。

同时 spring-boot-starter-parent 中又引入了 spring-boot-dependencies 依赖。

<parent>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
  <version>2.2.2.RELEASE</version>
  <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

打开源码，如下所示。

<properties>
  <activemq.version>5.15.11</activemq.version>
  <antlr2.version>2.7.7</antlr2.version>
  <appengine-sdk.version>1.9.77</appengine-sdk.version>
  <artemis.version>2.10.1</artemis.version>
  <aspectj.version>1.9.5</aspectj.version>
  ......
</properties>

可以看到 Spring Boot 2.2.2 版本自动集成的各种组件的版本，对应的 jar 依赖都会自动导入到当前工厂，starter 就这样帮助我们非常方便的引入了项目所需要的各种 jar 包。

Spring Boot 自动配置类

传统的 Spring 应用中，各个组件对象的管理全部交给 Spring IoC 容器，我们需要在 application.xml 中配置多个 bean，以完成组件对象的注入。

而在 Spring Boot 中，这些配置是自动注入的，并不需要开发者配置任何一个 bean，如何实现？定义一个自动配置的类，通过加载这个类来读取各种配置信息，用来替代 XML 的配置文件，这里用到两个核心注解 @Configuration 和 @Bean。

@Configuration 注解标明该类是一个配置类，@Bean 注解表示该方法返回的对象就是一个要交给 Spring IoC 容器管理的 bean 实例。

一个 @Bean 就相当于传统的 application.xml 中配置的一组 <bean/> 。

XML 配置方式

1、实体类。

@AllArgsConstructor
public class User {
    private Integer id;
    private String name;
}

2、配置文件。

<beans>  
    <bean id="user" class="com.southwind.entity.User">  
        <property name="id" value="1"></property>  
        <property name="name" value="张三"></property>   
    </bean>  
</beans>

3、获取 bean。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("application.xml");
        User user = (User) applicationContext.getBean("user");
        System.out.println(user);
    }
}

基于配置类的方式

1、创建配置类。

@Configuration
public class MyConfiguration {

    @Bean(name = "user")
    public User getUser(){
        return new User(1,"张三");
    }
}

2、获取 Bean。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
        User user = (User) applicationContext.getBean("user");
        System.out.println(user);
    }
}

Spring Boot 源码解析

Spring Boot 自动装配主要完成两件事：

1、自动装置开发者自定义的业务组件（Handler、Service、Repository 等 bean）。

2、根据开发者的设置进行自动配置（比如集成 MyBatis，自动配置 DataSource、SqlSessionFactory 等 bean）。

Spring Boot 最大的特点就是可以完成自动配置，简单讲就是之前需要开发者手动配置的各种 bean，现在 Spring Boot 全部自动完成，并且是基于 JavaConfig 的形式，即用标注了 @Configuration 的类来替代 XML，Spring Boot 最核心的注解是 @SpringBootApplication。

@SpringBootApplication 注解

该注解实际由 3 个核心注解组成：

1、@SpringBootConfiguration

2、@EnableAutoConfiguration

3、@ComponentScan

@SpringBootConfiguration 实际上还是使用了 @Configuration，Spring 官方推荐使用 @Configuration 配置类的形式来替代 XML 的配置方式，启动类标注了 @Configuration 注解之后，也就成为了 IoC 的配置类。

@ComponentScan 这个注解的功能是自动扫描并加载符合条件的组件（比如开发者自定义的业务组件，@Component 和 @Repository等），可以通过 basePackages 属性来制定扫描的范围，如果不指定，默认从 @ComponentScan 所在类的 package 向下进行扫描。

@EnableAutoConfiguration 就是完成自动配置的，会根据类路径中引入的 jar 依赖为项目自动配置，比如添加了 spring-boot-starter-web 依赖，Spring Boot 就会自动添加 Spring MVC 相关 jar，并且会自动对 Spring MVC 进行配置（DispatcherServlet、ViewResolver ）。

@EnableAutoConfiguration 是如何完成自动配置的呢？

核心注解是 @Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，具体流程如下：

1、EnableAutoConfigurationImportSelector 中返回符合条件的 @Configuration 类信息。

2、@Import 通过加载 EnableAutoConfigurationImportSelector，将所有符合条件的 @Configuration 配置都加载到当前 Spring Boot 创建并使用的 IoC 容器中。

我们通过一个例子来搞清楚 @Import 的使用。

User

package org.southwind.entity;

@Data
public class User {
    @Value("1")
    private Integer id;
    @Value("张三")
    private String name;
}

MyImportSelector

public class MyImportSelector implements ImportSelector {
    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        return new String[]{"org.southwind.entity.User"};
    }
}

MyImportConfig

@Import(MyImportSelector.class)
public class MyImportConfig {
}

Test

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyImportConfig.class);
    System.out.println(context.getBean("org.southwind.entity.User"));
  }
}

运行结果如图所示。

可以得出结论，Spring Boot 自动配置的类都是通过 EnableAutoConfigurationImportSelector 获取的，那么问题来了，EnableAutoConfigurationImportSelector 是如何返回 Spring Boot 所需要的 @Configuration 类呢？

这里需要使用 SpringFactoriesLoader 来完成，SpringFactoriesLoader 属于 Spring 框架私有的一种扩展方案，其主要功能就是从指定的配置文件 META-INF/spring.factories 加载配置。

它在这里的工作是通过 @EnableAutoConfiguration 的完整类名 org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration 作为 Key，在 META-INF/spring.factories 查找对应的一组 @Configuration 类。

通过这种方式，让 Spring Boot 读取到所有符合条件的 @Configuration 配置类，并通过反射机制实例化 bean 并加载到 IoC 容器中，这样就实现了自动配置。

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博主简介：楠哥，资深 Java 工程师，《Java 零基础实战》一书作者，今日头条认证大 V，GitChat 认证作者，B 站 UP 主（楠哥教你学 Java），微信号 nnsouthwind，致力于帮助万千 Java 学习者持续成长。

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