关于express:为啥一个-main-方法就能启动项目

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在 Spring Boot 呈现之前，咱们要运行一个 Java Web 利用，首先须要有一个 Web 容器（例如 Tomcat 或 Jetty），而后将咱们的 Web 利用打包后放到容器的相应目录下，最初再启动容器。
在 IDE 中也须要对 Web 容器进行一些配置，才可能运行或者 Debug。而应用 Spring Boot 咱们只须要像运行一般 JavaSE 程序一样，run 一下 main() 办法就能够启动一个 Web 利用了。这是怎么做到的呢？明天咱们就一探到底，剖析一下 Spring Boot 的启动流程。
概览
回看咱们写的第一个 Spring Boot 示例，咱们发现，只须要上面几行代码咱们就能够跑起一个 Web 服务器：
@SpringBootApplication
public class HelloApplication {

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

}

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去掉类的申明和办法定义这些样板代码，外围代码就只有一个 @SpringBootApplication 注解和 SpringApplication.run(HelloApplication.class, args) 了。而咱们晓得注解相当于是一种配置，那么这个 run() 办法必然就是 Spring Boot 的启动入口了。
接下来，咱们沿着 run() 办法来顺藤摸瓜。进入 SpringApplication 类，来看看 run() 办法的具体实现：
public class SpringApplication {

......
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    // 1 利用启动计时开始
    StopWatch stopWatch = new StopWatch();
    stopWatch.start();
    
    // 2 申明上下文
    DefaultBootstrapContext bootstrapContext = createBootstrapContext();
    ConfigurableApplicationContext context = null;
    
    // 3 设置 java.awt.headless 属性
    configureHeadlessProperty();
    
    // 4 启动监听器
    SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
    listeners.starting(bootstrapContext, this.mainApplicationClass);
    try {
        // 5 初始化默认利用参数
        ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
        
        // 6 筹备应用环境
        ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments);
        configureIgnoreBeanInfo(environment);
        
        // 7 打印 Banner（Spring Boot 的 LOGO）Banner printedBanner = printBanner(environment);
        
        // 8 创立上下文实例
        context = createApplicationContext();
        context.setApplicationStartup(this.applicationStartup);
        
        // 9 构建上下文
        prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
        
        // 10 刷新上下文
        refreshContext(context);
        
        // 11 刷新上下文后处理
        afterRefresh(context, applicationArguments);
        
        // 12 利用启动计时完结
        stopWatch.stop();
        if (this.logStartupInfo) {
            // 13 打印启动工夫日志
            new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
        }
        
        // 14 公布上下文启动实现事件
        listeners.started(context);
        
        // 15 调用 runners
        callRunners(context, applicationArguments);
    }
    catch (Throwable ex) {
        // 16 利用启动产生异样后的解决
        handleRunFailure(context, ex, listeners);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }

    try {
        // 17 公布上下文就绪事件
        listeners.running(context);
    }
    catch (Throwable ex) {handleRunFailure(context, ex, null);
        throw new IllegalStateException(ex);
    }
    return context;
}
......

}

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Spring Boot 启动时做的所有操作都这这个办法外面，当然在调用下面这个 run() 办法之前，还创立了一个 SpringApplication 的实例对象。因为下面这个 run() 办法并不是一个静态方法，所以须要一个对象实例能力被调用。
能够看到，办法的返回值类型为 ConfigurableApplicationContext，这是一个接口，咱们真正失去的是 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 的实例。通过类名咱们能够晓得，这是一个基于注解的 Servlet Web 利用上下文（咱们晓得上下文（context）是 Spring 中的外围概念）。
下面对于 run() 办法中的每一个步骤都做了简略的正文，接下来咱们抉择几个比拟有代表性的来详细分析。
利用启动计时
在 Spring Boot 利用启动实现时，咱们常常会看到相似上面内容的一条日志：
Started AopApplication in 2.732 seconds (JVM running for 3.734)
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利用启动后，会将本次启动所破费的工夫打印进去，让咱们对于启动的速度有一个大抵的理解，也不便咱们对其进行优化。记录启动工夫的工作是 run() 办法做的第一件事，在编号 1 的地位由 stopWatch.start() 开启工夫统计，具体代码如下：
public void start(String taskName) throws IllegalStateException {

if (this.currentTaskName != null) {throw new IllegalStateException("Can't start StopWatch: it's already running");
}
// 记录启动工夫
this.currentTaskName = taskName;
this.startTimeNanos = System.nanoTime();

}

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而后到了 run() 办法的根本工作实现的时候，由 stopWatch.stop()（编号 12 的地位）对启动工夫做了一个计算，源码也很简略：
public void stop() throws IllegalStateException {

if (this.currentTaskName == null) {throw new IllegalStateException("Can't stop StopWatch: it's not running");
}
// 计算启动工夫
long lastTime = System.nanoTime() - this.startTimeNanos;
this.totalTimeNanos += lastTime;
......

}

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最初，在 run() 中的编号 13 的地位将启动工夫打印进去：
if (this.logStartupInfo) {

// 打印启动工夫

new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
}

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打印 Banner
Spring Boot 每次启动是还会打印一个本人的 LOGO，如图 8-6：

图 8-6 Spring Boot Logo
这种做法很常见，像 Redis、Docker 等都会在启动的时候将本人的 LOGO 打印进去。Spring Boot 默认状况下会打印那个标志性的“树叶”和“Spring”的字样，上面带着以后的版本。
在 run() 中编号 7 的地位调用打印 Banner 的逻辑，最终由 SpringBootBanner 类的 printBanner() 实现。这个图案定义在一个常量数组中，代码如下：
class SpringBootBanner implements Banner {

private static final String[] BANNER = {"","  .   ____          _            __ _ _"," /\\\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \\ \\ \\ \\", 
        "(()\\___ |'_ | '_| |'_ \\/ _` | \\ \\ \\ \\"," \\\\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |) ) ) )","  '|____| .__|_| |_|_| |_\\__, | / / / /",
        "=========|_|==============|___/=/_/_/_/" 
};
......
    
public void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream printStream) {for (String line : BANNER) {printStream.println(line);
    }
    ......
}

}

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手工格式化了一下 BANNER 的字符串，轮廓曾经清晰可见了。真正打印的逻辑就是 printBanner() 办法外面的那个 for 循环。
记录启动工夫和打印 Banner 代码都十分的简略，而且都有很显著的视觉反馈，能够清晰的看到后果。拿进去咱们做个热身，配合断点去 Debug 会有更加直观的感触，尤其是打印 Banner 的时候，能够看到整个内容被一行一行打印进去，让我想起了早些年用那些配置极低的电脑（还是 CRT 显示器）运行着 Win98，常常会看到屏幕内容一行一行加载显示。
创立上下文实例
上面咱们来到 run() 办法中编号 8 的地位，这里调用了一个 createApplicationContext() 办法，该办法最终会调用 ApplicationContextFactory 接口的代码：
ApplicationContextFactory DEFAULT = (webApplicationType) -> {

try {switch (webApplicationType) {
        case SERVLET:
            return new AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext();
        case REACTIVE:
            return new AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext();
        default:
            return new AnnotationConfigApplicationContext();}
}
catch (Exception ex) {
    throw new IllegalStateException("Unable create a default ApplicationContext instance,"
                                    + "you may need a custom ApplicationContextFactory", ex);
}

};

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这个办法就是依据 SpringBootApplication 的 webApplicationType 属性的值，利用反射来创立不同类型的利用上下文（context）。而属性 webApplicationType 的值是在后面执行构造方法的时候由 WebApplicationType.deduceFromClasspath() 取得的。通过办法名很容易看进去，就是依据 classpath 中的类来推断以后的利用类型。
咱们这里是一个一般的 Web 利用，所以最终返回的类型为 SERVLET。所以会返回一个 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 实例。
构建容器上下文
接着咱们来到 run() 办法编号 9 的 prepareContext() 办法。通过办法名，咱们也能猜到它是为 context 做上台前的筹备工作的。
private void prepareContext(DefaultBootstrapContext bootstrapContext, ConfigurableApplicationContext context,

                        ConfigurableEnvironment environment, SpringApplicationRunListeners listeners,
                        ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
......
// 加载资源
load(context, sources.toArray(new Object[0]));
listeners.contextLoaded(context);

}

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在这个办法中，会做一些筹备工作，包含初始化容器上下文、设置环境、加载资源等。
加载资源
下面的代码中，又调用了一个很要害的办法——load()。这个 load() 办法真正的作用是去调用 BeanDefinitionLoader 类的 load() 办法。源码如下：
class BeanDefinitionLoader {

......
void load() {for (Object source : this.sources) {load(source);
    }
}

private void load(Object source) {Assert.notNull(source, "Source must not be null");
    if (source instanceof Class<?>) {load((Class<?>) source);
        return;
    }
    if (source instanceof Resource) {load((Resource) source);
        return;
    }
    if (source instanceof Package) {load((Package) source);
        return;
    }
    if (source instanceof CharSequence) {load((CharSequence) source);
        return;
    }
    throw new IllegalArgumentException("Invalid source type" + source.getClass());
}
......

}

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能够看到，load() 办法在加载 Spring 中各种资源。其中咱们最相熟的就是 load((Class<?>) source) 和 load((Package) source) 了。一个用来加载类，一个用来加载扫描的包。
load((Class<?>) source) 中会通过调用 isComponent() 办法来判断资源是否为 Spring 容器治理的组件。isComponent() 办法通过资源是否蕴含 @Component 注解（@Controller、@Service、@Repository 等都蕴含在内）来辨别是否为 Spring 容器治理的组件。
而 load((Package) source) 办法则是用来加载 @ComponentScan 注解定义的包门路。
刷新上下文
run() 办法编号 10 的 refreshContext() 办法是整个启动过程比拟外围的中央。像咱们相熟的 BeanFactory 就是在这个阶段构建的，所有非懒加载的 Spring Bean（@Controller、@Service 等）也是在这个阶段被创立的，还有 Spring Boot 内嵌的 Web 容器要是在这个时候启动的。
跟踪源码你会发现外部调用的是 ConfigurableApplicationContext.refresh()，ConfigurableApplicationContext 是一个接口，真正实现这个办法的有三个类：AbstractApplicationContext、ReactiveWebServerApplicationContext 和 ServletWebServerApplicationContext。
AbstractApplicationContext 为前面两个的父类，两个子类的实现比较简单，次要是调用父类实现，比方 ServletWebServerApplicationContext 中的实现是这样的：
public final void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
try {

  super.refresh();

}
catch (RuntimeException ex) {

  WebServer webServer = this.webServer;
  if (webServer != null) {webServer.stop();
  }
  throw ex;

}
}

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次要的逻辑都在 AbstractApplicationContext 中：
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {

synchronized (this.startupShutdownMonitor) {StartupStep contextRefresh = this.applicationStartup.start("spring.context.refresh");

    // 1 筹备将要刷新的上下文
    prepareRefresh();

    // 2（通知子类，如：ServletWebServerApplicationContext）刷新外部 bean 工厂
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

    // 3 为上下文筹备 bean 工厂
    prepareBeanFactory(beanFactory);

    try {
        // 4 容许在子类中对 bean 工厂进行后处理
        postProcessBeanFactory(beanFactory);

        StartupStep beanPostProcess = this.applicationStartup.start("spring.context.beans.post-process");
        // 5 调用注册为 bean 的工厂处理器
        invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

        // 6 注册拦截器创立的 bean 处理器
        registerBeanPostProcessors(beanFactory);
        beanPostProcess.end();

        // 7 初始化国际化相干资源
        initMessageSource();

        // 8 初始化事件播送器
        initApplicationEventMulticaster();

        // 9 为具体的上下文子类初始化特定的 bean
        onRefresh();

        // 10 注册监听器
        registerListeners();

        // 11 实例化所有非懒加载的单例 bean
        finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

        // 12 实现刷新公布相应的事件（Tomcat 就是在这里启动的）finishRefresh();}

    catch (BeansException ex) {if (logger.isWarnEnabled()) {
            logger.warn("Exception encountered during context initialization -" +
                    "cancelling refresh attempt:" + ex);
        }

        // 遇到异样销毁曾经创立的单例 bean
        destroyBeans();

        // 充值 active 标识
        cancelRefresh(ex);

        // 将异样向上抛出
        throw ex;
    } finally {
        // 重置公共缓存，完结刷新
        resetCommonCaches();
        contextRefresh.end();}
}

}

复制代码
简略说一下编号 9 处的 onRefresh() 办法，该办法父类未给出具体实现，须要子类本人实现，ServletWebServerApplicationContext 中的实现如下：
protected void onRefresh() {
super.onRefresh();
try {

  createWebServer();

}
catch (Throwable ex) {

  throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", ex);

}
}

private void createWebServer() {
……
if (webServer == null && servletContext == null) {

  ......
  
  // 依据配置获取一个 web server（Tomcat、Jetty 或 Undertow）ServletWebServerFactory factory = getWebServerFactory();
  this.webServer = factory.getWebServer(getSelfInitializer());
  ......

}
……
}

复制代码
factory.getWebServer(getSelfInitializer()) 会依据我的项目配置失去一个 Web Server 实例，这里跟下一篇将要谈到的主动配置有点关系

正文完
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发表至： express
2023-03-07
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