前言

Spring Framework 是 Java 开发领域最受欢迎的框架之一，其强大的生态系统和灵活的架构深受开发者青睐。在日常开发中，SpringApplication 类的启动逻辑是接触 Spring 应用的起点。无论是构建 Web 应用还是微服务，理解 SpringApplication 的运行机制对于深入掌握 Spring 框架的工作原理大有裨益。

本文将以 SpringApplication 的启动与运行为核心，从初始化到启动的整个流程进行详细解读，力求帮助读者清晰掌握其中的关键步骤和设计思想。

1. SpringApplication 的初始化过程

Spring 应用启动的第一步是创建一个 SpringApplication 实例，这一过程包括四个核心步骤：确认应用类型、加载初始化器、加载监听器，以及记录主启动类。以下是对这些步骤的详细分析。

1.1 确认 Web 应用的类型

在初始化时，SpringApplication 首先需要判断应用的类型。应用主要分为三类：非 Web 应用、Servlet Web 应用和Reactive Web 应用。

Spring 通过检查类路径中是否存在某些特定类（如 DispatcherServlet 或 ReactiveWebServerApplicationContext）来推断应用类型。这一判断的结果直接影响后续使用的上下文类型（ApplicationContext），例如非 Web 应用会选择 GenericApplicationContext，而 Servlet Web 应用则会使用 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。

这种设计实现了根据环境动态适配上下文的灵活性，为 Spring 的广泛适用性奠定了基础。

1.2 加载 ApplicationContextInitializer

ApplicationContextInitializer 是 Spring 提供的一种扩展机制，用于在上下文刷新之前执行自定义逻辑。SpringApplication 会扫描配置中定义的 ApplicationContextInitializer 并将其加载到初始化过程中。

开发者可以通过 META-INF/spring.factories 文件或程序化的方式添加自定义初始化器。例如，可以在初始化阶段对上下文中的属性进行动态调整，从而实现高度的定制化需求。

1.3 加载 ApplicationListener

ApplicationListener 是 Spring 的事件机制核心组件，用于监听并处理 Spring 生命周期中的各种事件。SpringApplication 会在初始化时加载所有的 ApplicationListener，包括框架内置的和开发者自定义的监听器。

这些监听器在后续的事件发布过程中会被调用，例如应用环境准备完成、上下文刷新完成等阶段。通过监听这些事件，开发者可以插入自定义逻辑，如日志记录或资源预热。

1.4 记录主启动类

主启动类是指包含 main 方法的类，通常是应用的入口点。在 SpringApplication 初始化时，会通过堆栈分析自动捕获并记录主启动类，以便后续加载主类对应的 BeanDefinition。

这种自动捕获机制不仅减少了开发者的配置工作量，还能确保主类信息的正确性。

2. run() 方法的执行流程

完成初始化后，SpringApplication 会调用 run() 方法启动应用。这个过程分为六个阶段，从环境准备到容器刷新，每一步都蕴含了 Spring 的设计智慧。

2.1 准备环境对象 Environment

Environment 是 Spring 用于管理配置属性的核心组件。run() 方法首先会创建并配置 Environment 对象，从系统属性、环境变量和外部配置文件中加载配置信息。

通过 Environment，Spring 能够为应用提供强大的配置管理能力，例如支持多环境切换、属性占位符解析，以及运行时的动态调整。

2.2 打印 Banner

为了增强用户体验，Spring 支持在应用启动时打印 Banner（横幅）。默认情况下，Spring 会在控制台输出一段 ASCII 艺术字样的 Spring 标志，这一功能由 SpringApplicationBannerPrinter 实现。

开发者可以通过配置文件自定义 Banner，或完全禁用这一功能。这种小细节体现了 Spring 追求细节打磨的产品思维。

2.3 实例化上下文 ApplicationContext

在启动过程中，SpringApplication 会根据应用类型实例化一个合适的 ApplicationContext，如 Servlet 应用的 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。

这一上下文对象是 Spring IoC 容器的核心，负责管理应用中的所有 Bean。实例化上下文时，Spring 还会注册基础设施 Bean，为后续的容器功能提供支持。

2.4 准备上下文

上下文实例化后，SpringApplication 会对其进行一系列配置，包括：

• 设置 Environment：将前面准备好的 Environment 注入上下文中。
• 注册 BeanFactoryPostProcessor：用于在 Bean 定义加载后、实例化前对其进行修改。
• 加载主类的 BeanDefinition：主类通常用作配置类，其对应的 BeanDefinition 会在此阶段加载到容器中。

这一阶段确保了上下文在刷新前的完整性和一致性。

2.5 刷新容器

容器刷新是 Spring 应用启动的核心步骤。在这一阶段，Spring 会：

• 初始化 BeanFactory
• 调用所有注册的 BeanPostProcessor
• 完成 Bean 的实例化、依赖注入和生命周期回调

刷新容器后，所有的单例 Bean 都已就绪，可以直接用于后续的业务逻辑。

2.6 返回容器实例

容器刷新完成后，run() 方法的最后一步是返回 ApplicationContext 对象。开发者可以通过该对象获取应用上下文中的各种资源，例如访问已注册的 Bean，或触发其他操作。

3. 总结与思考

Spring 的启动过程以清晰的分层设计展现了其架构的优雅与灵活。从初始化到运行，每个阶段都提供了丰富的扩展点，开发者可以根据需要实现高度的定制化。

这种模块化的设计不仅提升了框架的适应性，也为开发者提供了探索和优化的空间。在实际开发中，理解这些细节可以帮助我们快速定位问题、优化应用性能，甚至扩展框架功能。

未来，随着 Spring Boot 和 Spring Framework 的持续演进，启动过程可能会变得更加简洁高效。然而，深入掌握当前的启动机制，依然是每一位 Spring 开发者的必修课。

附面试题面试题及答案

Spring Boot 启动的核心流程是什么？

答案：

Spring Boot 启动，其本质就是加载各种配置信息，然后初始化 IOC 容器并返回。

在启动的过程中会完成以下几个主要步骤：

1. 执行 SpringApplication.run()

在启动类中调用 SpringApplication.run 时，内部会完成两件事情：

1. 创建 SpringApplication 对象；
2. 执行 run 方法。

2. 创建 SpringApplication 对象

在创建 SpringApplication 对象时，其构造方法主要完成以下三项工作：

1. 确认 Web 应用类型

   • 一般情况下是 Servlet 类型。
   • 这种类型的应用将来会自动启动一个内嵌的 Tomcat 服务器。

2. 加载默认配置

   • 从 spring.factories 配置文件中加载默认的 ApplicationContextInitializer 和 ApplicationListener。

3. 记录主启动类

   • 记录当前应用的主启动类，为后续的包扫描使用。

3. 调用 run 方法

创建好 SpringApplication 对象后，调用其 run 方法。在该方法内部主要完成以下四件事情：

1. 准备 Environment 对象

   • 封装当前应用运行环境的参数，例如系统属性、环境变量等。

2. 实例化容器

   • 仅创建 ApplicationContext 对象，并选择具体的上下文类型。

3. 配置容器

   • 为容器设置 Environment 对象。
   • 注册 BeanFactoryPostProcessor 后置处理器。
   • 加载主类对应的 BeanDefinition。

4. 刷新容器

   • 执行 refresh() 方法，在该阶段真正创建 Bean 实例。

总结来说，Spring Boot 启动的核心流程可以归纳为两步：

1. 创建 SpringApplication 对象：确认应用类型、加载配置、记录主类。
2. 调用 run 方法：实例化容器、加载 Bean 定义、创建 Bean 实例并返回。