SpringBoot启动原理分析

自动配置核心类SpringFactoriesLoader

上面在说@EnableAutoConfiguration的时候有说META-INF下的springfactories文件，那么这个文件是怎么被spring加载到的呢，其实就是SpringFactoriesLoader类。

SpringFactoriesLoader是一个供Spring内部使用的通用工厂装载器，SpringFactoriesLoader里有两个方法，

在这个SpringBoot应用启动过程中，SpringFactoriesLoader做了以下几件事：

加载所有META-INF/springfactories中的Initializer

加载所有META-INF/springfactories中的Listener

加载EnvironmentPostProcessor（允许在Spring应用构建之前定制环境配置）

接下来加载Properties和YAML的PropertySourceLoader（针对SpringBoot的两种配置文件的加载器）

各种异常情况的FailureAnalyzer（异常解释器）

加载SpringBoot内部实现的各种AutoConfiguration

模板引擎TemplateAvailabilityProvider（如Freemarker、Thymeleaf、Jsp、Velocity等）

总得来说，SpringFactoriesLoader和@EnableAutoConfiguration配合起来，整体功能就是查找springfactories文件，加载自动配置类。

整体启动流程

在我们执行入口类的main方法之后，运行SpringApplicationrun，后面new了一个SpringApplication对象，然后执行它的run方法。

初始化SpringApplication类

创建一个SpringApplication对象时，会调用它自己的initialize方法

执行核心run方法

初始化initialize方法执行完之后，会调用run方法，开始启动SpringBoot。

首先遍历执行所有通过SpringFactoriesLoader，在当前classpath下的META-INF/springfactories中查找所有可用的SpringApplicationRunListeners并实例化。调用它们的starting()方法，通知这些监听器SpringBoot应用启动。

创建并配置当前SpringBoot应用将要使用的Environment，包括当前有效的PropertySource以及Profile。

遍历调用所有的SpringApplicationRunListeners的environmentPrepared()的方法，通知这些监听器SpringBoot应用的Environment已经完成初始化。

打印SpringBoot应用的banner，SpringApplication的showBanner属性为true时，如果classpath下存在bannertxt文件，则打印其内容，否则打印默认banner。

根据启动时设置的applicationContextClass和在initialize方法设置的webEnvironment，创建对应的applicationContext。

创建异常解析器，用在启动中发生异常的时候进行异常处理(包括记录日志、释放资源等)。

设置SpringBoot的Environment，注册Spring Bean名称的序列化器BeanNameGenerator，并设置资源加载器ResourceLoader，通过SpringFactoriesLoader加载ApplicationContextInitializer初始化器，调用initialize方法，对创建的ApplicationContext进一步初始化。

调用所有的SpringApplicationRunListeners的contextPrepared方法，通知这些Listener当前ApplicationContext已经创建完毕。

最核心的一步，将之前通过@EnableAutoConfiguration获取的所有配置以及其他形式的IoC容器配置加载到已经准备完毕的ApplicationContext。

调用所有的SpringApplicationRunListener的contextLoaded方法，加载准备完毕的ApplicationContext。

调用refreshContext，注册一个关闭Spring容器的钩子ShutdownHook，当程序在停止的时候释放资源（包括：销毁Bean，关闭SpringBean的创建工厂等）

注： 钩子可以在以下几种场景中被调用：

1）程序正常退出

2）使用Systemexit()

3）终端使用Ctrl+C触发的中断

4）系统关闭

5）使用Kill pid命令杀死进程

获取当前所有ApplicationRunner和CommandLineRunner接口的实现类，执行其run方法

遍历所有的SpringApplicationRunListener的finished()方法，完成SpringBoot的启动。

SpringApplicationrun方法中，实例化一个SpringApplication对象，并调用该对象的run方法。

在SpringApplication构造函数中，主要完成了这样两件事：

在run()中主要完成如下几项工作：

在refreshContext方法中实现Ioc容器的初始化和Ioc的依赖注入。其中，在invokeBeanFactoryPostProcessors()方法中完成了IoC容器初始化过程的三个步骤。

第一步：Resource定位

在SpringBoot中，我们都知道他的包扫描是从主类所在的包开始扫描的，prepareContext()方法中，会先将主类解析成BeanDefinition，然后在refresh()方法的invokeBeanFactoryPostProcessors()方法中解析主类的BeanDefinition获取basePackage的路径。这样就完成了定位的过程。其次SpringBoot的各种starter是通过SPI扩展机制实现的自动装配，SpringBoot的自动装配同样也是在invokeBeanFactoryPostProcessors()方法中实现的。还有一种情况，在SpringBoot中有很多的@EnableXXX注解，细心点进去看的应该就知道其底层是@Import注解，在invokeBeanFactoryPostProcessors()方法中也实现了对该注解指定的配置类的定位加载。

常规的在SpringBoot中有三种实现定位，第一个是主类所在包的，第二个是SPI扩展机制实现的自动装配（比如各种starter），第三种就是@Import注解指定的类。

第二步：BeanDefinition的载入

在第一步中说了三种Resource的定位情况，定位后紧接着就是BeanDefinition的分别载入。所谓的载入就是通过上面的定位得到的basePackage，SpringBoot会将该路径拼接成：classpath :org/springframework/boot/demo/ / class这样的形式，然后一个叫做PathMatchingResourcePatternResolver的类会将该路径下所有的class文件都加载进来，然后遍历判断是不是有@Component注解，如果有的话，就是我们要装载的BeanDefinition。大致过程就是这样的了。

TIPS：@Configuration，@Controller，@Service等注解底层都是@Component注解，只不过包装了一层罢了。

第三步：注册BeanDefinition

这个过程通过调用上文提到的BeanDefinitionRegister接口的实现来完成。这个注册过程把载入过程中解析得到的BeanDefinition向IoC容器进行注册。通过上文的分析，我们可以看到，在IoC容器中将BeanDefinition注入到一个ConcurrentHashMap中，IoC容器就是通过这个HashMap来持有这些BeanDefinition数据的。比如DefaultListableBeanFactory 中的beanDefinitionMap属性。

invokeBeanFactoryPostProcessors方法中主要通过ConfigurationClassPostProcessor完成IoC容器初始化的过程。

registerBeanPostProcessors方法中注册了AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，registerBeanPostProcessors方法中对bean进行初始化时会调用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的接口实现@Autowired，完成Ioc的注入。

参考：

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Spring Boot连接Redis哨兵集群的原理如下：

1 Spring Boot使用Jedis客户端连接Redis哨兵集群。Jedis是一个Java Redis客户端，它支持连接Redis哨兵集群。

2 Jedis客户端会向Redis哨兵集群发送SENTINEL get-master-addr-by-name命令，获取当前Redis主节点的IP地址和端口号。

3 Jedis客户端会使用获取到的IP地址和端口号连接Redis主节点，并发送PING命令测试连接是否正常。

4 如果连接正常，Jedis客户端会将连接信息保存在连接池中，以便后续使用。

5 如果连接失败，Jedis客户端会向Redis哨兵集群发送SENTINEL get-master-addr-by-name命令，获取新的Redis主节点的IP地址和端口号，然后重复步骤2-4。

6 如果Redis主节点发生故障，Redis哨兵会自动将从节点升级为主节点，并通知Jedis客户端更新连接信息。

总之，Spring Boot连接Redis哨兵集群的原理是通过Jedis客户端向Redis哨兵集群发送命令获取当前Redis主节点的IP地址和端口号，然后使用获取到的信息连接Redis主节点。如果连接失败，Jedis客户端会重新获取新的Redis主节点的IP地址和端口号，直到连接成功为止。如果Redis主节点发生故障，Redis哨兵会自动将从节点升级为主节点，并通知Jedis客户端更新连接信息。

springboot启动流程如下：

启动流程主要分为三个部分，第一部分进行、SpringApplication的初始化模块，配置一些基本的环境变量、资源、构造器、监听器，第二部分实现了应用具体的启动方案，包括启动流程的监听模块、加载配置环境模块。

及核心的创建上下文环境模块，第三部分是自动化配置模块，该模块作为springboot自动配置核心，在后面的分析中会详细讨论。在下面的启动程序中我们会串联起结构中的主要功能。

启动过程主要做了以下几件事情：

配置属性、获取监听器，发布应用开始启动事件初、始化输入参数、配置环境，输出banner、创建上下文、预处理上下文、刷新上下文(加载tomcat容器)、再刷新上下文、发布应用已经启动事件、发布应用启动完成事件。

在SpringBoot中启动tomcat的工作在刷新上下这一步。

而tomcat的启动主要是实例化两个组件：Connector、Container，一个tomcat实例就是一个Server，一个Server包含多个Service，也就是多个应用程序，每个Service包含多个Connector和一个Container，而一个Container下又包含多个子容器。

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