Spring Boot知识总结

一、Spring Boot核心定位

简化 Spring 开发，自动配置、内嵌服务器、Starter 依赖、生产级特性，约定大于配置。

二、Spring Boot核心知识

1. 启动流程（精简版）

Spring Boot 启动 = 准备环境 + 刷新容器 + 初始化组件 + 启动服务器

最核心步骤只有一个：refresh () 刷新容器（IoC、Bean、自动配置、AOP 全在这里）

具体启动流程：

(1) 执行启动类 main 方法，调用 SpringApplication.run()；

(2) 构造 SpringApplication，判断 Web 类型，加载监听器与初始化器；

(3) 准备运行环境，加载配置文件、命令行参数；

(4) 创建并刷新 ApplicationContext 容器

resh() ：扫描、创建、初始化 Bean，完成自动配置、AOP、事务；

(5) 启动内嵌 Tomcat/Undertow 服务器；

(6) 发布启动事件，应用就绪。

2. 自动配置原理

(1) 核心注解

@SpringBootApplication = @SpringBootConfiguration + @EnableAutoConfiguration + @ComponentScan

(2) 自动配置流程

① @EnableAutoConfiguration 开启自动配置

② 读取SPI文件：META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports

③ 加载所有自动配置类

④ 按条件注解判断是否生效：

• @ConditionalOnClass：存在某个类
• @ConditionalOnBean：存在某个 Bean
• @ConditionalOnMissingBean：不存在才创建
• @ConditionalOnProperty：配置项满足

⑤ 满足条件则创建 Bean

3. 配置加载优先级

(1) 配置文件

• application.yml / application.properties
• 多环境：application-dev.yml、test、prod

(2) 配置加载优先级

命令行参数 > 外部配置文件 > application.yml > bootstrap.yml（Cloud 专用）

(3) 配置绑定

• @Value：直接取值
• @ConfigurationProperties：批量绑定前缀

4. SPI(Service Provider Interface，服务发现)机制

(1) SPI的核心作用

• 解耦 ：不用硬编码 new 实现类
• 可插拔：替换实现类只改配置，不改代码
• SpringBoot 自动配置底层就是 SPI

(2) Java 原生SPI

① 规则

• 接口：com.xxx.service.MyService
• 实现：com.xxx.service.impl.MyServiceImpl
• 配置文件路径（固定）：META-INF/services/接口全限定名

② 使用方式

ServiceLoader<MyService> loader = ServiceLoader.load(MyService.class);
for (MyService service : loader) {
    service.doSomething();
}

③ 缺点

• 一次性加载所有实现类（浪费资源）
• 不能按需获取
• 不支持排序、条件、过滤

(3) Spring SPI 机制（SpringBoot 自动配置核心）

① Spring 专用 SPI 路径 ：

META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports

② 作用：

SpringBoot 启动时自动读取这个文件，加载里面的自动配置类 。这就是 @EnableAutoConfiguration 底层原理

③ Spring SPI 优势：

按需加载、支持条件注解 @Conditional、支持排序、自动装配

④ 除了 Spring Boot，还有哪些框架用 SPI？

凡是要做到可插拔、可扩展、自动加载的框架，几乎都用 SPI。例如：

• JDBC：加载数据库驱动；
• Dubbo：协议、负载均衡、序列化，自己增强了 SPI；
• MyBatis / MyBatis-Plus：插件、方言自动加载；
• Slf4j：发现日志实现；
• ShardingSphere、Seata、Sentinel 等分布式框架也大量使用

5. 常用的Starter

• spring-boot-starter-web：Web 开发
• spring-boot-starter-data-redis：Redis
• spring-boot-starter-jdbc / mybatis：数据库
• spring-boot-starter-security：权限
• spring-boot-starter-actuator：监控

三、拓展知识

1. 自定义Spring Boot Starter并按需使用

(1) 命名用 xxx-spring-boot-starter 规范；

(2) 创建属性类 @ConfigurationProperties 绑定配置；

(3) 编写自动配置类，用 @Configuration + 条件注解类，并为@Bean定义业务类；

@Configuration
@ConditionalOnClass(SmsService.class) // 1. 有这个类才生效
@EnableConfigurationProperties(SmsProperties.class)
// 2. 配置文件开启才生效（核心按需开关）
@ConditionalOnProperty(prefix = "sms", name = "enabled", havingValue = "true")
public class SmsAutoConfiguration {

    @Bean
    // 3. 容器里没有才创建（允许用户自定义覆盖）
    @ConditionalOnMissingBean
    public SmsService smsService(SmsProperties properties) {
        return new SmsService(properties);
    }
}

(4) 在 META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports 注册配置类；

(5) 打包后其他项目引入依赖即可自动生效。

• 开启加载（默认）

sms:
  enabled: true  # 满足条件 → 自动创建 SmsService Bean
  appId: 123
  secret: abc

• 关闭加载（不加载 Bean）

sms:
  enabled: false # 不满足条件 → 跳过，不加载

2. 减少Bean加载时间

Spring Boot 启动慢，90% 是 Bean 加载 / 实例化 / 初始化太慢 。减少Bean加载时间的整体思路是少加载、晚加载、异步加载、不加载无用 Bean。具体可以通过以下方式减少Bean的加载时间：

• 开启懒加载（最简单、最有效），用到时再初始化 Bean；

spring:
  main:
    lazy-initialization: true

• 排除不需要的自动配置，减少无用 Bean 加载，不加载数据库、消息队列等无用自动配置；

spring:
  autoconfigure:
    exclude:
      - org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration
      - org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisAutoConfiguration

• 缩小包扫描范围，不扫描无关包，只扫需要的包，跳过无用包、第三方包、测试包；

@ComponentScan(basePackages = "com.xxx.controller, com.xxx.service")

• 关闭循环引用（SpringBoot 2.7+），减少依赖检查耗时；

spring:
  main:
    allow-circular-references: false

• 异步初始化 Bean（高级优化），不阻塞主线程；

@Bean
@Async
public UserService userService() {
    return new UserServiceImpl();
}

• 依赖优化，删除无用 Starter、排除无用 Jar、避免重复依赖
• 使用Spring Boot 加速工具 / 框架扩展
  • ​​​​​Spring Boot Daemon 进程预热
  • 阿里 Arthas 优化
  • 云原生，如镜像预热、JVM 预热

3. 启动优化

• 开启全局懒加载，用到时再初始化 Bean；
• 排除不需要的自动配置，减少无用 Bean 加载；
• 缩小包扫描范围，避免全量扫描；
• 关闭循环依赖，减少依赖检查耗时；
• 慢初始化 Bean 异步化，不阻塞主线程；
• 替换为性能更高的 Undertow 容器；
• 裁剪依赖、禁用 JMX、关闭无用监控；
• 高阶方案：分层启动、进程预热、GraalVM 原生镜像

4. 定位哪个 Bean 初始化最慢（Actuator / 启动日志分析）

开启启动分析报告：

logging:
  level:
    org.springframework.context.annotation: DEBUG

或使用：

• Spring Boot Actuator
• StartupEndpoint
• Arthas 分析方法耗时

5. 启动链路分析

启动链分析 = 追踪 Spring Boot 从 run () 到服务启动全过程的耗时与步骤 目的：定位慢 Bean、慢配置、慢初始化、阻塞点，精准优化启动速度。

(1) 4 种最实用的启动链分析方法

a、开启spring.main.log-startup-info 打印启动耗时报告（最简单，零侵入）：打印所有 Bean 初始化耗时排序

spring:
  main:
    log-startup-info: true  # 打印启动信息
logging:
  level:
    # 开启启动耗时统计（关键！）
    org.springframework.boot.StartupInfoLogger: INFO
    org.springframework.context: DEBUG

打印效果：

• 列出初始化最慢的 Bean
• 显示每个 Bean 构造、依赖注入、初始化耗时
• 直接定位慢 Bean

b、使用 Actuator 端点（最专业，可视化），查看完整启动时间线与阶段耗时

步骤①：引入 Actuator

​​​​​​​<dependency> 
    <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId> 
</dependency>

步骤②：开启配置

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: startup
  endpoint:
    startup:
      enabled: true

步骤③：访问查看完整启动时间线

如：http://localhost:port/actuator/startup

能看到：

• 启动阶段耗时（refresh、onRefresh、createBean...）
• 每个 Bean 生命周期时间
• 精准定位阻塞步骤

c、使用 JVM 调试 / Arthas 追踪（生产环境神器）

①启动时打印堆栈：java -jar app.jar --debug

②Arthas 追踪启动方法：

bash命令 trace org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext refresh

d、 启动日志关键阶段拆分，重点排查 refreshContext 阶段

Spring 启动核心流程 = 5 个阶段：

① prepareEnvironment：配置加载

② prepareContext：上下文准备

③ refreshContext（最核心）：Bean 加载、自动配置

④ onRefresh：内嵌容器启动

⑤ finishRefresh：完成启动

90% 慢启动都卡在 refreshContext。

e、定位慢 Bean、慢配置、阻塞初始化后针对性优化

(2) 启动链分析能定位哪些问题

• 哪个 Bean 初始化最慢（连接池、第三方 SDK、Feign 等）
• 自动配置加载过多
• 循环依赖导致耗时高
• Bean 依赖过深、层级复杂
• @PostConstruct 里执行慢逻辑
• MyBatis、Redis、MQ 启动时建立连接阻塞