SpringBoot 启动背后的魔法：SpringApplication 初始化揭秘

前言 🚀

嘿，亲爱的开发者们，今天咱们要聊的是一个非常关键的 SpringBoot 组件——SpringApplication！想象一下，当你运行一个 SpringBoot 应用时，SpringApplication.run() 就像是启动应用的“发动机”，一旦启动，你的应用就飞速启动，自动配置一切，让你可以专心做自己的业务代码。😎

但是，作为一个“后台操作员”，SpringApplication 是如何悄无声息地完成这一切工作的呢？它背后究竟发生了什么？这篇文章，我们就来好好剖析一下 SpringApplication 初始化的整个过程，看看它是如何悄悄为你的应用加油，让你的项目在几秒钟内就能准备好迎接高强度的请求和任务的！🔧

🔧 SpringApplication：启动的“幕后推手”

在 SpringBoot 中，SpringApplication 是应用启动的核心类。它的作用就是帮你启动 Spring 应用上下文，初始化各个组件，甚至帮助你启动一个 Web 服务器。是的，它就是 Spring Boot 启动的“大管家”，你只需要一句话：

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

每次看到这行代码时，我都觉得 SpringBoot 真的是个了不起的工具！💥 只需要一行代码，你就能启动一个功能强大的应用。那么，它到底是怎么工作的呢？今天我们一起探个究竟！

代码解析：

在本次的代码演示中，我将会深入剖析每句代码，详细阐述其背后的设计思想和实现逻辑。通过这样的讲解方式，我希望能够引导同学们逐步构建起对代码的深刻理解。我会先从代码的结构开始，逐步拆解每个模块的功能和作用，并指出关键的代码段，并解释它们是如何协同运行的。通过这样的讲解和实践相结合的方式，我相信每位同学都能够对代码有更深入的理解，并能够早日将其掌握，应用到自己的学习和工作中。

这段代码展示了一个典型的 Spring Boot 应用的入口类，Application 类的 main 方法用于启动 Spring Boot 应用。以下是代码的详细解析：

1. Application 类定义

public class Application {

• Application 是我们定义的类名，通常在 Spring Boot 项目中，它会作为应用的入口类。

2. main 方法

public static void main(String[] args) {

• main 方法是 Java 应用程序的入口点。当我们启动 Spring Boot 应用时，main 方法会被 JVM 调用。

3. SpringApplication.run() 方法

SpringApplication.run(Application.class, args);

• SpringApplication.run() 是 Spring Boot 提供的一个静态方法，用来启动应用。这个方法会启动 Spring 应用上下文、自动配置并初始化嵌入式 Web 服务器（如 Tomcat、Jetty 或 Undertow）。

• Application.class 是传递给 run 方法的参数，它指明了应用的主配置类。在 Spring Boot 中，通常这个类使用 @SpringBootApplication 注解，表示这是一个 Spring Boot 应用的配置类。

• args 是命令行参数，传递给 SpringApplication.run()，这些参数通常可以通过 Spring Boot 的配置文件或命令行中动态修改应用的配置。

@SpringBootApplication 注解

虽然代码片段中没有直接展示 @SpringBootApplication 注解，但通常在实际项目中，Application 类会如下所示：

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

• @SpringBootApplication 是一个组合注解，它包括了：
  • @EnableAutoConfiguration: 启用 Spring Boot 的自动配置机制。
  • @ComponentScan: 扫描当前包及其子包中的所有 Spring 组件（如 @Component、@Service、@Repository、@Controller 等），自动注入到 Spring 容器中。
  • @Configuration: 标明该类是一个 Spring 配置类。

启动过程

1. 当 SpringApplication.run(Application.class, args) 被调用时，Spring Boot 会创建一个 ApplicationContext，并开始初始化应用。
2. 在这个过程中，Spring Boot 会自动加载配置、初始化 beans、启动嵌入式 Web 服务器（如果是 Web 应用）等。
3. 最终，Spring Boot 应用启动成功，应用开始接受请求（如果是 Web 应用）或者执行其他任务。

🚀 SpringApplication 初始化：一步步带你看

1. 创建 SpringApplication 实例

首先，当你调用 SpringApplication.run() 时，SpringBoot 幕后的魔术师 SpringApplication 类会瞬间被创建并开始初始化。别小看这一行代码，它其实会做很多事情哦！

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String[] args) {
    SpringApplication application = new SpringApplication(primarySource);
    return application.run(args);
}

SpringApplication 的构造函数接受一个参数，就是你启动的那个类，也就是你传入的 primarySource。这个类通常会被 @SpringBootApplication 注解装饰，SpringBoot 就是通过这个注解来识别你的应用的启动类。

代码解析：

在本次的代码演示中，我将会深入剖析每句代码，详细阐述其背后的设计思想和实现逻辑。通过这样的讲解方式，我希望能够引导同学们逐步构建起对代码的深刻理解。我会先从代码的结构开始，逐步拆解每个模块的功能和作用，并指出关键的代码段，并解释它们是如何协同运行的。通过这样的讲解和实践相结合的方式，我相信每位同学都能够对代码有更深入的理解，并能够早日将其掌握，应用到自己的学习和工作中。

这段代码展示了 SpringApplication.run() 方法的一个实现。SpringApplication.run() 是 Spring Boot 应用启动的关键方法之一，负责启动整个 Spring 应用上下文。

1. public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String[] args)

   这是 SpringApplication.run() 方法的声明，返回一个 ConfigurableApplicationContext。这个方法负责启动 Spring Boot 应用并返回 ApplicationContext，即 Spring 容器的上下文。

2. SpringApplication application = new SpringApplication(primarySource);

   • SpringApplication 是 Spring Boot 的核心类，负责启动和配置 Spring 应用。
   • primarySource 参数是应用的主配置类，通常是带有 @SpringBootApplication 注解的类。这个类作为应用的入口，Spring Boot 会基于这个类来配置和启动应用。

   通过传入 primarySource，Spring Boot 知道从哪里开始扫描和配置 Spring 容器。它会扫描 primarySource 类所在的包及其子包，加载其中的所有组件。

3. return application.run(args);

   • run() 方法启动应用并返回一个 ConfigurableApplicationContext。这是 Spring 容器的实例，可以用来管理应用中的所有 beans 和其他组件。
   • args 参数是命令行参数，可以用来传递给应用来修改应用的行为。Spring Boot 会解析这些参数，并在应用启动时根据这些参数配置相应的内容。

详细解释

• ConfigurableApplicationContext 是 Spring 应用上下文的一个接口，提供了对 Spring 容器的配置、刷新和关闭等操作的支持。它是 ApplicationContext 的一个扩展，Spring Boot 中的应用上下文通常是 AnnotationConfigApplicationContext 或 GenericWebApplicationContext 的实例，具体取决于应用是否是 Web 应用。

• SpringApplication 是 Spring Boot 中用于启动应用的核心类。它的职责不仅仅是启动 Spring 应用上下文，还包括：

  • 自动配置 Spring 应用
  • 设置和管理应用的环境配置（如 application.properties 或 application.yml）
  • 启动嵌入式 Web 服务器（如 Tomcat、Jetty 或 Undertow，取决于应用类型）

启动流程

1. 当调用 SpringApplication.run() 时，SpringApplication 会根据传入的主配置类（primarySource）扫描相关的类和组件。
2. 它会自动加载配置文件（如 application.properties 或 application.yml），并使用它们来配置 Spring 容器。
3. 如果是 Web 应用，Spring Boot 会自动启动一个嵌入式 Web 服务器（如 Tomcat），并开始监听请求。
4. 最终，Spring Boot 应用的上下文被创建和初始化，应用进入运行状态。

2. 准备环境配置

接下来，SpringApplication 会开始准备应用的环境配置。这是 SpringBoot 启动的第一步工作。它会通过配置文件（如 application.properties 或 application.yml）来确定当前应用所处的环境，例如是开发环境、测试环境还是生产环境。

this.environment = prepareEnvironment(listeners, args);

这段代码看似简单，但它背后做了很多准备工作，包括加载各种配置文件，确定要使用的配置源，以及处理命令行参数等。SpringBoot 这么“贴心”，连环境都帮你准备好了！👏

3. 加载应用上下文

接下来，SpringApplication 进入最重要的一个环节——加载应用上下文（ApplicationContext）。这时，它会初始化 Spring 容器，开始创建和管理应用所需要的 Bean。

ConfigurableApplicationContext context = createApplicationContext();

在这个阶段，SpringApplication 会根据应用类型（Web 或非 Web）来决定加载哪种类型的 ApplicationContext。如果是 Web 项目，它会创建一个支持 Web 环境的 AnnotationConfigServletWebApplicationContext，如果是非 Web 项目，它会创建一个普通的 AnnotationConfigApplicationContext。

4. 启动 Web 服务器（Web 项目特有）

如果你正在开发的是一个 Web 应用程序，那么 SpringApplication 会为你启动一个内嵌的 Web 服务器。常见的 Web 服务器包括 Tomcat、Jetty 和 Undertow 等。SpringBoot 的伟大之处在于，它帮你自动配置好 Web 服务器，免去了手动配置的繁琐。

if (this.webApplicationType == WebApplicationType.SERVLET) {
    this.webServer = new TomcatWebServer(this.webApplicationType);
}

这意味着你只需要专注于业务代码，而 SpringBoot 会在后台默默启动一个 Tomcat，确保你的 Web 应用能够正常运行。简直太贴心了！🎉

代码解析：

在本次的代码演示中，我将会深入剖析每句代码，详细阐述其背后的设计思想和实现逻辑。通过这样的讲解方式，我希望能够引导同学们逐步构建起对代码的深刻理解。我会先从代码的结构开始，逐步拆解每个模块的功能和作用，并指出关键的代码段，并解释它们是如何协同运行的。通过这样的讲解和实践相结合的方式，我相信每位同学都能够对代码有更深入的理解，并能够早日将其掌握，应用到自己的学习和工作中。

这段代码展示了 Spring Boot 应用如何根据应用类型来初始化嵌入式 Web 服务器。在这个示例中，TomcatWebServer 是 Spring Boot 用于支持 Servlet Web 应用的嵌入式 Tomcat 服务器的实现。

if (this.webApplicationType == WebApplicationType.SERVLET) {
    this.webServer = new TomcatWebServer(this.webApplicationType);
}

1. this.webApplicationType == WebApplicationType.SERVLET

   • 这一行检查 webApplicationType 的值，是否等于 WebApplicationType.SERVLET。

   • WebApplicationType 是一个枚举类，它定义了 Web 应用的类型。它通常有以下几种值：

     • SERVLET：表示一个传统的基于 Servlet 的 Web 应用。Spring Boot 会使用嵌入式的 Servlet 容器（例如 Tomcat、Jetty 或 Undertow）来启动应用。
     • REACTIVE：表示一个反应式的 Web 应用，通常使用反应式 Web 框架（例如 WebFlux）以及支持异步、非阻塞的服务器。
     • NONE：表示没有 Web 服务器，即该应用不是 Web 应用，或者它仅用于批处理任务、命令行应用等。

   • 在这里，如果应用类型是 SERVLET，则表示该应用是一个传统的 Web 应用（基于 Servlet 技术的应用），需要使用一个传统的 Servlet 容器（如 Tomcat）来运行。

2. this.webServer = new TomcatWebServer(this.webApplicationType);

   • 如果应用类型为 SERVLET，那么 Spring Boot 会创建一个 TomcatWebServer 实例。
   • TomcatWebServer 是 Spring Boot 用于运行 Servlet 应用的嵌入式 Tomcat 实现。它会负责启动 Tomcat 服务器，并将 Spring 应用与 Tomcat 容器集成。
   • this.webApplicationType 被传递给 TomcatWebServer 构造函数，表示应用的类型。这对于某些配置可能是有意义的，比如确定是否使用特定的 Tomcat 配置选项，或者是否启用某些容器功能。

背后原理

Spring Boot 提供了三种类型的嵌入式 Web 服务器支持：

• Tomcat（默认）
• Jetty
• Undertow

SpringApplication 会根据应用的配置来选择适当的 Web 服务器。例如：

• 如果应用是一个传统的 Servlet Web 应用（WebApplicationType.SERVLET），那么 Spring Boot 会使用嵌入式的 Tomcat（或 Jetty、Undertow，如果配置了其他服务器）来启动应用。
• 如果是反应式 Web 应用（WebApplicationType.REACTIVE），Spring Boot 会使用适合反应式应用的服务器（例如 Netty）。

在默认配置下，Spring Boot 会自动选择 Tomcat 作为嵌入式 Web 服务器。如果需要，您可以通过配置文件或依赖管理来更改 Web 服务器的类型。

示例应用类型

• Servlet 应用（WebApplicationType.SERVLET）：

  • 使用传统的基于 Servlet 的 Web 应用结构，适用于 Spring MVC 或其他 Servlet 技术。
  • 默认情况下，Spring Boot 会使用嵌入式 Tomcat 作为 Web 服务器。

• 反应式应用（WebApplicationType.REACTIVE）：

  • 使用响应式 Web 架构（如 Spring WebFlux）来处理异步、非阻塞请求。
  • 默认情况下，Spring Boot 会使用嵌入式 Netty 作为 Web 服务器，适合反应式编程模型。

• 非 Web 应用（WebApplicationType.NONE）：

  • 不是 Web 应用，Spring Boot 不会启动嵌入式 Web 服务器。

5. 初始化监听器和初始化器

启动过程中，SpringApplication 会加载和触发多个监听器和初始化器。监听器用于监听各种应用事件，而初始化器则可以用来在应用启动之前，做一些额外的工作，例如修改 Spring 环境或调整上下文。

callRunnerBeans(context, args);

这里 callRunnerBeans() 方法会执行实现了 CommandLineRunner 和 ApplicationRunner 接口的 Runner，这些 Runner 通常会在应用启动后，执行一些初始化任务或其他自定义操作。

6. 完成初始化，应用就绪

最终，当所有的环境、上下文、服务器、监听器都准备好后，SpringBoot 应用就可以正常启动并提供服务了。此时，你的应用已经处于“待命”状态，随时准备好接受请求，服务你的用户！

🧳 总结：SpringApplication，自动化的艺术

今天的文章，我们从源码层面解析了 SpringBoot 启动时 SpringApplication 的初始化过程。可以看到，SpringApplication 就像是一个神奇的“启动引擎”，它在背后默默做了很多准备工作。你只需要通过 SpringApplication.run() 启动应用，它就会自动帮你配置好所有环境、加载应用上下文、启动 Web 服务器，甚至触发监听器。

SpringBoot 的强大之处就在于它极大地简化了配置，让开发者可以专注于业务开发，而不需要担心底层的繁琐配置。这就是为什么 SpringBoot 成为当今最受欢迎的开发框架之一的原因。🚀

希望今天的解析对你了解 SpringApplication 初始化过程有所帮助！当然，如果你对 SpringBoot 源码有更多兴趣，随时欢迎来一起探讨哦！🤗

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