每日Java面试场景题知识点之-SpringBoot启动流程

一、面试场景引入

面试官："你平时都用SpringBoot开发，那你说说SpringBoot的启动流程是怎样的？"

这道题是Java后端面试中的高频题，考察的不仅是对框架的使用熟练度，更是对底层原理的理解深度。本文将从源码级别带你完整走一遍SpringBoot的启动流程。

二、一切始于run方法

当我们启动一个SpringBoot应用时，入口永远是这样的：

java 复制代码

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

这行看似简单的 SpringApplication.run()，实际上包含了SpringBoot启动的完整生命周期。我们可以将整个启动流程分为两大阶段：构造阶段 和运行阶段。

三、构造阶段：SpringApplication的初始化

当我们调用 new SpringApplication(primarySources) 时，框架主要完成了以下几件关键事情：

3.1 推断Web应用类型

通过检查类路径下是否存在特定的类，来决定应用的类型：

如果存在 javax.servlet.Servlet 和 org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext，则推断为 SERVLET 类型
如果存在 org.springframework.web.reactive.DispatcherHandler，则推断为 REACTIVE 类型
否则推断为 NONE（非Web应用）

源码对应：

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this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();

3.2 加载ApplicationContextInitializer

通过SPI机制从 META-INF/spring.factories 中加载所有配置好的初始化器。这些初始化器会在容器刷新之前被回调执行，用于对ApplicationContext进行定制化设置。

java 复制代码

setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));

3.3 加载ApplicationListener

同样通过SPI机制加载所有监听器，用于在启动过程中监听各种事件，如应用启动失败、上下文刷新完成等。

java 复制代码

setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));

3.4 推断主应用类

通过异常栈帧信息推断出包含main方法的主应用类：

java 复制代码

this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();

四、运行阶段：run方法核心流程

run() 方法是SpringBoot启动的真正核心逻辑，下面逐步拆解：

4.1 创建并启动计时器

java 复制代码

StopWatch stopWatch = new StopWatch();
stopWatch.start();

用于记录应用启动耗时，启动完成后会输出日志。

4.2 创建引导上下文

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DefaultBootstrapContext bootstrapContext = createBootstrapContext();

创建引导上下文，用于在启动阶段提供环境共享和临时Bean的管理。

4.3 配置Headless属性

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configureHeadlessProperty();

设置 java.awt.headless=true，确保在无显示设备的服务器环境下，图形相关操作不会抛出异常。

4.4 获取RunListeners并发送starting事件

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SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
listeners.starting(bootstrapContext, this.mainApplicationClass);

加载所有的 SpringApplicationRunListener，并触发 starting 事件，标志着应用启动流程正式开始。

4.5 封装命令行参数

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ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);

将main方法传入的命令行参数封装为 ApplicationArguments 对象，方便后续统一处理。

4.6 准备环境（关键步骤）

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ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments);

这是启动流程中极为重要的一步：

创建 ConfigurableEnvironment 对象
加载配置文件（application.yml/properties）
解析命令行参数、系统属性、操作系统环境变量等多层配置源
按照严格的优先级顺序进行配置覆盖
触发 environmentPrepared 事件

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Banner printedBanner = printBanner(environment);

在控制台打印SpringBoot标志性的Banner图案，也可以自定义Banner。

4.8 创建ApplicationContext

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context = createApplicationContext();

根据之前推断的Web应用类型，创建不同的ApplicationContext实现类：

SERVLET类型 → AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
REACTIVE类型 → AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext
NONE类型 → AnnotationConfigApplicationContext

4.9 准备上下文

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prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);

这一步完成了多项关键工作：

将Environment绑定到ApplicationContext
执行所有ApplicationContextInitializer的initialize方法
触发 contextPrepared 事件
注册主配置类作为BeanDefinition
触发 contextLoaded 事件

4.10 刷新上下文（最核心步骤）

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refreshContext(context);

这是整个启动流程中最复杂、最核心的一步，底层调用的是Spring的 AbstractApplicationContext.refresh() 方法。该方法包含以下关键子步骤：

prepareRefresh：刷新前准备，记录启动时间，设置活跃标志
obtainFreshBeanFactory：创建/刷新BeanFactory，加载BeanDefinition
prepareBeanFactory：对BeanFactory进行功能填充（类加载器、后置处理器等）
postProcessBeanFactory：子类可重写的后置处理钩子
invokeBeanFactoryPostProcessors ：执行BeanFactoryPostProcessor，这是自动配置的核心入口，@EnableAutoConfiguration在此生效
registerBeanPostProcessors：注册BeanPostProcessor
initMessageSource：初始化国际化资源
initApplicationEventMulticaster：初始化事件广播器
onRefresh：子类特殊初始化，如内嵌Tomcat在此启动
registerListeners：注册监听器
finishBeanFactoryInitialization：实例化所有非懒加载的单例Bean
finishRefresh：完成刷新，发布ContextRefreshedEvent

其中第9步 onRefresh，在Servlet Web应用中，会调用 createWebServer() 方法，完成内嵌Tomcat/Jetty/Undertow的启动。

4.11 执行afterRefresh

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afterRefresh(context, applicationArguments);

刷新后的钩子方法，默认为空实现，供子类扩展使用。

4.12 停止计时器并发送started事件

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stopWatch.stop();
listeners.started(context, timeTakenToStartup);

记录启动耗时，触发 started 事件，表示ApplicationContext已经刷新完成，Bean已就绪。

4.13 执行Runner

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callRunners(context, applicationArguments);

调用所有实现了 ApplicationRunner 和 CommandLineRunner 的Bean，这是业务侧常用的启动后执行逻辑的扩展点。

4.14 发布ready事件

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listeners.ready(context, timeTakenToStartup);

触发 ready 事件，标志着SpringBoot应用正式启动完成，可以对外提供服务。

五、启动流程核心事件时间线

整个启动流程中，关键事件按时间顺序依次触发：

starting → 应用启动开始
environmentPrepared → 环境准备完成
contextPrepared → 上下文创建完成
contextLoaded → BeanDefinition加载完成
started → 上下文刷新完成，Bean已就绪
ready → 应用完全启动，可接收请求

六、面试加分点

6.1 SpringBoot和Spring的启动区别

Spring的传统启动需要手动配置web.xml、DispatcherServlet、ContextLoaderListener等，而SpringBoot通过自动配置和内嵌Web容器，将这一切自动化，开发者只需一个main方法即可启动。

6.2 关键扩展点总结

ApplicationContextInitializer：上下文刷新前的定制化
ApplicationListener：监听启动过程中的各类事件
SpringApplicationRunListener：监听run方法的各阶段
BeanFactoryPostProcessor：Bean定义加载后、实例化前的修改
BeanPostProcessor：Bean实例化后的前后置处理
ApplicationRunner/CommandLineRunner：启动完成后的业务逻辑

6.3 内嵌Tomcat是如何启动的

在 refreshContext → onRefresh 阶段，ServletWebServerApplicationContext 会调用 createWebServer()，该方法会从BeanFactory中获取 ServletWebServerFactory（默认TomcatServletWebServerFactory），创建并启动Web服务器。

七、总结

SpringBoot的启动流程可以用一句话概括：构造SpringApplication推断应用类型和加载扩展点，然后通过run方法完成环境准备、上下文创建、自动配置、Bean实例化和内嵌容器启动，最终发布ready事件表示应用就绪。

掌握这些核心流程，不仅能帮你应对面试，更能在实际开发中快速定位启动阶段的各类问题，是Java后端工程师的必备技能。

感谢读者观看

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