Spring Boot是如何跑起来的

布满荆棘的人生 2022-03-22 10:27 281阅读 0赞

不得不说 SpringBoot 太杂乱了，我原本只想研讨一下 SpringBoot 最简略的 HelloWorld 程序是如何从 main 办法一步一步跑起来的，可是这却是一个适当深的坑。你可以试着沿着调用栈代码一层一层的深入进去，假如你不打断点，你根本不知道接下来程序会往哪里活动。这个不同于我研讨过去的 Go 言语、Python 言语结构，它们一般都十分直接了当，规划上清晰易懂，代码写起来简略，里边的完成同样也很简略。可是 SpringBoot 不是，它的外表轻巧简略，可是它的里边就像一只巨大的怪兽，这只怪兽有千百只脚把自己缠绕在一同，把爱研讨源码的读者绕的晕头转向。可是这 Java 编程的世界 SpringBoot 就是老大哥，你却不得不服。即便你的心中有千万头草泥马在奔驰，可是它就是天下第一。假如你是一个学院派的程序员，看到这种现象你会怀疑人生，你不得不接受一个规则 —— 受市场最欢迎的未必就是规划的最好的，里边夹杂着太多其它的非理性要素。

![Spring Boot这只怪物到底是如何跑起来的？][Spring Boot]

经过了一番痛苦的摧残，我还是把 SpringBoot 的运转原理摸清楚了，这儿分享给大家。

一、Hello World

首要咱们看看 SpringBoot 简略的 Hello World 代码，就两个文件 HelloControll.java 和 Application.java，运转 Application.java 就可以跑起来一个简略的 RESTFul Web 服务器了。

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当我打开浏览器看到服务器正常地将输出呈现在浏览器的时分，我不由大喊 —— SpringBoot 真他妈太简略了。

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可是问题来了，在 Application 的 main 办法里我压根没有任何当地引证 HelloController 类，那么它的代码又是如何被服务器调用起来的呢？这就需求深入到 SpringApplication.run() 办法中看个究竟了。不过即便不看代码，咱们也很容易有这样的猜想，SpringBoot 肯定是在某个当地扫描了当时的 package，将带有 RestController 注解的类作为 MVC 层的 Controller 主动注册进了 Tomcat Server。

还有一个让人不爽的当地是 SpringBoot 发动太慢了，一个简略的 Hello World 发动居然还需求长达 5 秒，要是再杂乱一些的项目这样龟漫的发动速度那真是不好幻想了。

再诉苦一下，这个简略的 HelloWorld 虽然 pom 里只装备了一个 maven 依靠，可是传递下去，它总共依靠了 36 个 jar 包，其中以 spring 最初的 jar 包有 15 个。说这是依靠地狱真一点不为过。

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批判到这儿就差不多了，下面就要正是进入主题了，看看 SpringBoot 的 main 办法到底是如何跑起来的。

二、SpringBoot 的仓库

了解 SpringBoot 运转的最简略的办法就是看它的调用仓库，下面这个发动调用仓库还不是太深，我没什么可诉苦的。

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接下来再看看运转时仓库，看看一个 HTTP 恳求的调用栈有多深。不看不知道一看吓了一大跳！

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我通过将 IDE 窗口全屏化，并将其它的控制台窗口源码窗口统统最小化，总算勉强一个屏幕装下了整个调用仓库。

不过转念一想，这也不怪 SpringBoot，绝大多数都是 Tomcat 的调用仓库，跟 SpringBoot 相关的只要不到 10 层。

三、探究 ClassLoader

SpringBoot 还有一个特色的当地在于打包时它运用了 FatJar 技能将一切的依靠 jar 包一同放进了终究的 jar 包中的 BOOT-INF/lib 目录中，当时项目的 class 被一致放到了 BOOT-INF/classes 目录中。

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这不同于咱们平常经常运用的 maven shade 插件，将一切的依靠 jar 包中的 class 文件解包出来后再密密麻麻的塞进一致的 jar 包中。下面咱们将 springboot 打包的 jar 包解压出来看看它的目录结构。

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这种打包方式的优势在于终究的 jar 包结构很清晰，一切的依靠一目了然。假如运用 maven shade 会将一切的 class 文件混乱堆积在一同，是无法看清其中的依靠。而终究生成的 jar 包在体积上两也者几乎是相等的。

在运转机制上，运用 FatJar 技能运转程序是需求对 jar 包进行改造的，它还需求自定义自己的 ClassLoader 来加载 jar 包里边 lib 目录中嵌套的 jar 包中的类。咱们可以对比一下两者的 MANIFEST 文件就可以看出显着差异：

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SpringBoot 将 jar 包中的 Main-Class 进行了替换，换成了 JarLauncher。还增加了一个 Start-Class 参数，这个参数对应的类才是真实的业务 main 办法进口。咱们再看看这个 JarLaucher 具体干了什么：

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从源码中可以看出 JarLaucher 创立了一个特别的 ClassLoader，然后由这个 ClassLoader 来另启一个独自的线程来加载 MainClass 并运转。

又一个问题来了，当 JVM 遇到一个不认识的类，BOOT-INF/lib 目录里又有那么多 jar 包，它是如何知道去哪个 jar 包里加载呢？咱们持续看这个特别的 ClassLoader 的源码：

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这儿的 rootClassLoader 就是双亲派遣模型里的 ExtensionClassLoader ，JVM 内置的类会优先运用它来加载。假如不是内置的就去查找这个类对应的 Package。

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ClassLoader 会在本地缓存包名和 jar包途径的映射联系，假如缓存中找不到对应的包名，就必须去 jar 包中挨个遍历搜索，这个就比较缓慢了。不过同一个包名只会搜索一次，下一次就可以直接从缓存中得到对应的内嵌 jar 包途径。

深层 jar 包的内嵌 class 的 URL 途径长下面这样，运用感叹号 ! 分割：

jar:file:/workspace/springboot-demo/target/application.jar!/BOOT-INF/lib/snakeyaml-1.19.jar!/org/yaml/snakeyaml/Yaml.class

不过这个定制的 ClassLoader 只会用于打包运转时，在 IDE 开发环境中 main 办法还是直接运用体系类加载器加载运转的。

不得不说，SpringbootLoader 的规划还是很有意思的，它自身很轻量级，代码逻辑很独立没有其它依靠，它也是 SpringBoot 值得欣赏的点之一。

四、HelloController 主动注册

还剩下最后一个问题，那就是 HelloController 没有被代码引证，它是如何注册到 Tomcat 服务中去的？它靠的是注解传递机制。

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SpringBoot 深度依靠注解来完结装备的主动装配工作，它自己发明晰几十个注解，的确严重增加了开发者的心智负担，你需求仔细阅读文档才能知道它是用来干嘛的。Java 注解的方式和功用是别离的，它不同于 Python 的装修器是功用性的，Java 的注解就比如代码注释，自身只要特点，没有逻辑，注解相应的功用由散落在其它当地的代码来完结，需求剖析被注解的类结构才可以得到相应注解的特点。

**那注解是又是如何传递的呢？**

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首要 main 办法可以看到的注解是 SpringBootApplication，这个注解又是由ComponentScan 注解来定义的，ComponentScan 注解会定义一个被扫描的包名称，假如没有显现定义那就是当时的包途径。SpringBoot 在遇到 ComponentScan 注解时会扫描对应包途径下面的一切 Class，依据这些 Class 上标示的其它注解持续进行后续处理。当它扫到 HelloController 类时发现它标示了 RestController 注解。

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而 RestController 注解又标示了 Controller 注解。SpringBoot 对 Controller 注解进行了特别处理，它会将 Controller 注解的类当成 URL 处理器注册到 Servlet 的恳求处理器中，在创立 Tomcat Server 时，会将恳求处理器传递进去。HelloController 就是如此被主动装配进 Tomcat 的。

扫描处理注解是一个十分繁琐龌龊的活计，特别是这种用注解来注解注解（绕口）的高级运用办法，这种办法要少用慎用。SpringBoot 中有很多的注解相关代码，企图理解这些代码是乏味无趣的没有必要的，它只会把你的原本清醒的脑袋搞晕。SpringBoot 对于习气运用的同学来说它是十分便利的，可是其内部完成代码不要轻易模仿，那绝对算不上榜样 Java 代码。

最后老钱表明自己真的很厌烦 SpringBoot 这只怪兽，可是很无法，这个世界人人都在运用它。这就比如老人们常常告诫年轻人的那句话：假如你改变不了世界，那就先习惯这个世界吧！

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