Spring Boot 启动流程详解

Spring Boot 是一个简化的 Spring 应用开发框架，它以 "约定优于配置" 的理念，为开发者提供了开箱即用的功能。在 Spring Boot 的运行过程中，SpringApplication.run() 方法是整个启动流程的核心，本文将详细剖析其内部实现，帮助你深入理解 Spring Boot 的启动机制。

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目录

1. [Spring Boot 启动的主要步骤](#Spring Boot 启动的主要步骤)
2. 核心组件解析
   • 环境准备
   • 上下文创建
   • Bean 加载与初始化
   • 自动配置
3. 生命周期事件
4. 启动异常处理机制
5. 总结

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1. Spring Boot 启动的主要步骤

Spring Boot 的启动由 SpringApplication.run() 方法驱动，其核心代码如下：

SpringApplication.run(Application.class, args);

这个方法的运行过程可以分为以下主要步骤：

1. 初始化 SpringApplication

   确定应用类型（Servlet/Reactive/非 Web），加载环境和监听器。

2. 准备运行环境

   加载 application.properties 或 application.yml 配置，解析命令行参数，准备 ConfigurableEnvironment。

3. 创建应用上下文

   根据应用类型创建对应的 ApplicationContext，例如：

   • AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext（Servlet 应用）
   • ReactiveWebServerApplicationContext（Reactive 应用）

4. 刷新上下文

   完成 Bean 的加载、依赖注入、AOP 代理等操作，启动内嵌的 Web 服务器（如果需要）。

5. 通知监听器和执行扩展点

   触发生命周期事件，执行 CommandLineRunner 和 ApplicationRunner。

6. 启动完成

   应用准备好后，触发 ApplicationReadyEvent，正式进入运行状态。

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2. 核心组件解析

2.1 环境准备

Spring Boot 通过 ConfigurableEnvironment 统一管理环境变量、配置文件、系统属性等信息。

• 加载顺序：

  1. 系统属性（如 -D 参数）。
  2. 环境变量（System.getenv()）。
  3. 配置文件（application.properties 或 application.yml）。
  4. 命令行参数（args）。

• 扩展点 ：

  可以通过实现 EnvironmentPostProcessor 来自定义环境变量加载逻辑。

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2.2 上下文创建

Spring Boot 根据应用类型选择合适的 ApplicationContext：

应用类型	上下文类型	说明
Servlet 应用	AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext	默认的 Web 应用上下文。
Reactive 应用	ReactiveWebServerApplicationContext	响应式编程应用上下文。
非 Web 应用	GenericApplicationContext	普通 Java 应用上下文。

上下文创建时，还会完成以下工作：

• 注册基础组件，如 Environment 和 ResourceLoader。
• 加载 Bean 定义，准备好应用的依赖图。

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2.3 Bean 加载与初始化

• 扫描与加载 ：

  通过 @ComponentScan 扫描包路径，加载所有标注了 @Component、@Service、@Repository、@Controller 等注解的类。

• 生命周期回调 ：

  初始化过程中，Spring 会调用以下接口或注解：

  • InitializingBean 的 afterPropertiesSet()。
  • @PostConstruct 方法。

• AOP 代理 ：

  根据 @EnableAspectJAutoProxy 自动为符合条件的 Bean 创建代理。

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2.4 自动配置

Spring Boot 的 "魔法" 很大程度上来自于自动配置机制，通过 @EnableAutoConfiguration 实现。

• 实现原理 ：

  Spring Boot 使用 spring.factories 文件加载所有自动配置类。

• 核心类 ：
  @ConditionalOnClass、@ConditionalOnProperty 等条件注解，控制是否加载自动配置。

• 扩展点 ：

  可以通过实现 AutoConfigurationImportFilter 自定义自动配置类的加载行为。

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3. 生命周期事件

Spring Boot 在启动过程中会触发以下事件，开发者可以通过监听器进行自定义逻辑处理：

事件名称	触发时机
ApplicationStartingEvent	应用启动开始。
ApplicationEnvironmentPreparedEvent	环境变量准备完成。
ApplicationPreparedEvent	上下文准备完成但未刷新。
ApplicationStartedEvent	上下文刷新完成。
ApplicationReadyEvent	应用完全启动，准备好接收请求。
ApplicationFailedEvent	启动失败。

例如，监听 ApplicationReadyEvent：

@Component
public class MyApplicationReadyListener implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {
    @Override
    public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent event) {
        System.out.println("Application is ready!");
    }
}

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4. 启动异常处理机制

Spring Boot 使用 handleRunFailure 方法集中处理启动过程中的异常：

• 处理方式：

  1. 打印错误日志。
  2. 调用注册的 SpringApplicationRunListener 的 failed() 方法。
  3. 关闭应用上下文，释放资源。

• 常见异常：

  • BeanDefinitionStoreException：Bean 定义加载错误。
  • UnsatisfiedDependencyException：依赖注入失败。
  • IllegalStateException：上下文状态非法。

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5. 总结

Spring Boot 的启动流程高度模块化，既有固定的主流程，又为开发者提供了丰富的扩展点。主要流程可总结为：

1. 准备阶段 ：初始化 SpringApplication，加载环境和监听器。
2. 上下文加载 ：创建 ApplicationContext，加载配置和 Bean 定义。
3. 上下文刷新：完成 Bean 的依赖注入和初始化，启动内嵌服务器。
4. 扩展与回调 ：通知监听器、调用 Runner 接口、触发生命周期事件。

通过理解 Spring Boot 启动流程，你可以更高效地调试问题、优化启动性能，甚至自定义启动行为，从而更好地掌控你的应用。

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