Springboot按jar包方式启动，究竟发生了什么

一、背景

在工作的时候，我一直很好奇，当我们以Jar包的方式启动springboot工程时，jvm和springboot的jar工程之间究竟发生了什么样的关联反应，才能走到我们熟悉的业务代码main（）函数里（也即下图所示的代码）

java 复制代码

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

为了解答心中的疑惑，我跟踪了一下代码的运行。把得到的答案总结下来，方便和我同样有好奇心的朋友们查阅。

二、核心原理

1.FatJar和ThinJar（胖jar和瘦jar）

顾名思义，胖jar比瘦jar多了一些东西。

SpringBoot的胖jar的结构如下（并不是所有胖jar都是这种结构，这只是SpringBoot的约定俗成）：

bash 复制代码

demo.jar 
├── BOOT-INF 
├── classes/ # 你写的代码 
│   └── lib/ # 所有第三方依赖 jar（几百个） 
├── META-INF 
│   └── MANIFEST.MF # Main-Class: JarLauncher 
└── org/ # SpringBoot 启动器（JarLauncher 所在包）

瘦jar的结构如下：

bash 复制代码

demo-thin.jar 
├── com/ # 仅你的代码 
└── META-INF 
    └── MANIFEST.MF # Main-Class: 你自己的启动类

从以上结构的对比就可以看出来，胖jar多了所有第三方依赖jar，并且包含了SpingBoot的启动器。

进一步，我们来看看实际的springboot工程和普通java工程打包出来的jar包有什么区别。

Springboot工程jar包

最简单的HelloWorld工程jar包

对比以上jar包结构对比，初步猜出jar工程运行的逻辑。

对于瘦jar，jvm先启动，JVM 读取 Jar 包内部的 META-INF/MANIFEST.MF文件，找到Main-Class，这个Main-Class，就是程序的入口。

对于Springboot的胖jar而言，在Main-Class和Start-Class之间增加了一个启动器。springboot的Jar包的启动流程就是，jvm先启动，JVM 读取 Jar 包内部的 META-INF/MANIFEST.MF文件，找到Main-Class，启动Launcher，Launcher启动Start-Class，后面就进入到我们熟悉的代码片段。

2.Springboot的启动器

JarLauncher.java的main()函数如下

java 复制代码

    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        new JarLauncher().launch(args);  
    }

逻辑很简单，new一个JarLauncher的实例，然后调用实例的launch方法。

JarLauncher有一个父类ExecutableArchiveLaucher，这个父类先完成实例化，ExecutableArchiveLaucher的构造函数如下

java 复制代码

    public ExecutableArchiveLauncher() throws Exception {  
        this(Archive.create(Launcher.class));  
    }

    protected ExecutableArchiveLauncher(Archive archive) throws Exception {  
        this.archive = archive;  
        this.classPathIndex = getClassPathIndex(this.archive);  
    }

首先调用函数Archive.create(Launcher.class)，得到Archive实例，赋值给JarLauncher实例的archive变量；

再调用getClassPathIndex(this.archive)，将得到的ClassPathIndexFile的实例赋值给JarLauncher实例的classPathIndex变量；

最后调用JarLauncher实例的launch方法。

2.1 JarLauncher的this.archive成员变量

它实际上是JarFileArchive的实例，该实例里有一个成员变量JarFile，就是对springboot的jar包。

2.2 JarLauncher的classPathIndex成员变量

对于采用Jar包启动来说，classPathIndex为null。因为ClassPathIndex文件只在某些特殊场景（如-classpath模式）下才会生成，普通fat jar启动时没有这个文件。

2.3 JarLauncher()的launch()方法

graph TD %% 主干流程 Start(launch) --> IsExploded{是否已解压} IsExploded -->|是| E[通过 archive 获取 BOOT-INF/classes 和 BOOT-INF/lib 的 URL] IsExploded -->|否| D[配置 JVM 的 URL 协议处理器 注册嵌套 Jar 协议] D --> E E --> F["ClassLoader parent = getClass().getClassLoader();" 获取当前类的 ClassLoader 作为父加载器] F --> G[创建 LaunchedClassLoader 将上述 URL 作为类路径] G --> H[从 MANIFEST.MF 读取 Start-Class] H --> I["Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader)" 设置线程上下文类加载器] I --> J[反射调用 Start-Class 的 main 方法]

2.4 为什么springboot工程的胖jar需要启动器

简单说，就是springboot工程的胖jar中这个jar包套jar包的结构，用默认的类加载器加载不了，所以要自定义一个LaunchedClassLoader去加载。Spring Boot 的胖 Jar 通过自定义类加载器 LaunchedClassLoader 打破了双亲委派机制，让嵌套在 BOOT-INF/lib 下的依赖 jar 能被正确加载。理解了这个过程，面试时被问到"Spring Boot 启动原理"就不再是死记硬背了。