Spring Boot 启动流程详解

本文完整解析 Spring Boot [启动流程]的 9 个核心阶段，结合源码与实战场景，帮助开发者深入理解框架运行机制。适用于面试准备和技术原理学习。

一、启动入口：SpringApplication.run()

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String[] args) {
    return new SpringApplication(primarySource).run(args);
}
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二、完整启动流程（9大核心阶段）

阶段1：初始化启动计时器

StopWatch stopWatch = new StopWatch();
stopWatch.start();
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阶段2：监听器初始化与启动事件

SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
listeners.starting(); // 发布ApplicationStartingEvent
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• ​作用​ ：通知所有SpringApplicationRunListener启动开始
• ​扩展点​：可自定义监听器实现初始化日志、监控等操作

阶段3：环境准备与环境事件

ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArgs);
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graph TD
    A[创建Environment对象] --> B[加载配置源]
    B --> C[解析Profile配置]
    C --> D[转换配置属性]
    D --> E[发布ApplicationEnvironmentPreparedEvent]
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阶段4：打印Banner

Banner printedBanner = printBanner(environment);
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• 默认打印SPRING BOOT字符Logo
• 支持自定义banner.txt文件或完全禁用

阶段5：创建应用上下文

context = createApplicationContext();
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​​上下文类型判断逻辑：​​

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
    return switch (this.webApplicationType) {
        case SERVLET -> new AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext();
        case REACTIVE -> new AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext();
        default -> new AnnotationConfigApplicationContext(); // 非Web应用
    };
}
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阶段6：上下文预处理

prepareContext(context, environment, listeners, appArgs, printedBanner);
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​​核心步骤：​​

1. 关联环境配置到上下文
2. 应用ApplicationContextInitializer扩展点
3. 发布ApplicationContextInitializedEvent
4. 注册主配置类（@SpringBootApplication注解类）
5. 发布ApplicationPreparedEvent

阶段7：★★★ 核心刷新阶段 ★★★

refreshContext(context); // 内部调用Spring的refresh()
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​​Spring Framework的12步刷新流程：​​

public void refresh() {
    // 1. 准备刷新
    prepareRefresh();
    
    // 2. 获取BeanFactory
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
    
    // 3. 准备BeanFactory
    prepareBeanFactory(beanFactory);
    
    try {
        // 4. 后置处理BeanFactory
        postProcessBeanFactory(beanFactory);
        
        // 5. ★★★ 执行BeanFactoryPostProcessor（自动配置入口）
        invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
        
        // 6. 注册BeanPostProcessor
        registerBeanPostProcessors(beanFactory);
        
        // 7. 初始化消息源
        initMessageSource();
        
        // 8. 初始化事件广播器
        initApplicationEventMulticaster();
        
        // 9. ★ Web容器启动关键步骤
        onRefresh();
        
        // 10. 注册监听器
        registerListeners();
        
        // 11. ★★★ 实例化所有非延迟单例Bean
        finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
        
        // 12. 完成刷新
        finishRefresh();
    } catch (BeansException ex) {
        // 异常处理...
    }
}
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刷新阶段重点说明：

1. ​​自动装配触发点​ ​（invokeBeanFactoryPostProcessors）：

   protected void invokeBeanFactoryPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
       PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors(
           beanFactory, getBeanFactoryPostProcessors());
       // 这里会处理@SpringBootApplication->加载自动配置类
   }
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2. ​​嵌入式容器启动点​ ​（onRefresh）：

   protected void onRefresh() {
       super.onRefresh();
       try {
           createWebServer(); // 启动Tomcat/Jetty
       } catch (Throwable ex) {
           throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", ex);
       }
   }
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3. ​​Bean实例化点​ ​（finishBeanFactoryInitialization）：

   protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
       // 初始化所有非延迟单例Bean
       beanFactory.preInstantiateSingletons();
   }
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阶段8：刷新后处理

afterRefresh(context, appArgs);
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• ​默认空方法​，开发人员可重写实现自定义逻辑
• 典型应用：初始化数据库数据、启动定时任务等

阶段9：事件通知与Runner执行

stopWatch.stop();
listeners.started(context); // ApplicationStartedEvent
callRunners(context, appArgs); // 执行ApplicationRunner/CommandLineRunner
listeners.running(context); // ApplicationReadyEvent
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Runner执行机制：

private void callRunners(ApplicationContext context, ApplicationArguments args) {
    List<Object> runners = new ArrayList<>();
    runners.addAll(context.getBeansOfType(ApplicationRunner.class).values());
    runners.addAll(context.getBeansOfType(CommandLineRunner.class).values());
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(runners);
    
    for (Object runner : runners) {
        if (runner instanceof ApplicationRunner) {
            ((ApplicationRunner) runner).run(args);
        }
        if (runner instanceof CommandLineRunner) {
            ((CommandLineRunner) runner).run(args.getSourceArgs());
        }
    }
}
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三、Spring Boot启动流程全景图

graph TD
    A[SpringApplication.run] --> B[启动计时器]
    B --> C[初始化监听器]
    C --> D[发布StartingEvent]
    D --> E[准备Environment]
    E --> F[打印Banner]
    F --> G[创建上下文]
    G --> H[预处理上下文]
    H --> I[refreshContext核心]
    I --> J[后置处理]
    J --> K[发布StartedEvent]
    K --> L[执行Runner]
    L --> M[发布ReadyEvent]
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四、关键技术原理

1. 自动装配机制

1. 通过@EnableAutoConfiguration引入自动配置
2. AutoConfigurationImportSelector扫描META-INF/spring.factories
3. 使用@Conditional系列注解实现条件装配

2. 嵌入式容器启动

1. ​Servle容器​：自动探测并初始化Tomcat/Jetty/Undertow
2. ​Reactive容器​：支持Netty/Reactor等
3. ​启动时机​ ：在onRefresh()阶段创建WebServer

3. 配置加载顺序

1. 命令行参数
2. 系统环境变量
3. JNDI属性
4. Java系统属性
5. Profile-specific配置（application-{profile}.yml）
6. 主配置文件（application.yml）
7. @Configuration注解的@PropertySource
8. SpringApplication.setDefaultProperties
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