前言
此系列是針對springboot的啟動，旨在於和大家一起來看看springboot啟動的過程中到底做了一些什么事。如果大家對springboot的源碼有所研究，可以挑些自己感興趣或者對自己有幫助的看；但是如果大家沒有研究過springboot的源碼，不知道springboot在啟動過程中做了些什么，那么我建議大家從頭開始一篇一篇按順序讀該系列，不至於從中途插入，看的有些懵懂。當然，文中講的不對的地方也歡迎大家指出，有待改善的地方也希望大家不吝賜教。老規矩：一周至少一更，中途會不定期的更新一些其他的博客，可能是springboot的源碼，也可能是其他的源碼解析，也有可能是其他的。
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前情回顧
大家還記得上篇博文講了什么嗎，或者說大家知道上篇博文講了什么嗎。這里幫大家做個簡單回顧，主要是兩個方法
1、getApplicationListeners
過濾出於與ApplicationStartingEvent匹配的監聽器，過濾出的結果是：LoggingApplicationListener、BackgroundPreinitializer、DelegatingApplicationListener、LiquibaseServiceLocatorApplicationListener、EnableEncryptablePropertiesBeanFactoryPostProcessor五種類型的實例
2、invokeListener
調用getApplicationListeners過濾出的五個實例的onApplicationEvent方法，5個onApplicationEvent都做了啥，大體如下
LoggingApplicationListener：檢測正在使用的日志系統，默認是logback，支持3種，優先級從高到低：logback > log4j > javalog。此時日志系統還沒有初始化
BackgroundPreinitializer：另起一個后台線程觸發那些耗時的初始化，包括驗證器、消息轉換器等等，具體是哪些初始化見下代碼，有興趣的朋友可去跟下
private void performPreinitialization() { try { Thread thread = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { runSafely(new ConversionServiceInitializer()); runSafely(new ValidationInitializer()); runSafely(new MessageConverterInitializer()); runSafely(new MBeanFactoryInitializer()); runSafely(new JacksonInitializer()); runSafely(new CharsetInitializer()); preinitializationComplete.countDown(); } public void runSafely(Runnable runnable) { try { runnable.run(); } catch (Throwable ex) { // Ignore } } }, "background-preinit"); thread.start(); } catch (Exception ex) { // This will fail on GAE where creating threads is prohibited. We can safely // continue but startup will be slightly slower as the initialization will now // happen on the main thread. preinitializationComplete.countDown(); } }
DelegatingApplicationListener：此時什么也沒做
LiquibaseServiceLocatorApplicationListener：此時什么也沒做
EnableEncryptablePropertiesBeanFactoryPostProcessor：此時僅僅打印了一句日志，其他什么也沒做
簡單點來說，就是檢測正在使用的日志系統、另起一個后台線程執行耗時的初始化
prepareEnvironment
講prepareEnvironment之前，我們先來看看我們的戰績，我們對run方法完成了多少源碼解讀
/** * Run the Spring application, creating and refreshing a new * {@link ApplicationContext}. * @param args the application arguments (usually passed from a Java main method) * @return a running {@link ApplicationContext} */ public ConfigurableApplicationContext run(String... args) { // 秒表，用於記錄啟動時間；記錄每個任務的時間，最后會輸出每個任務的總費時 StopWatch stopWatch = new StopWatch(); stopWatch.start(); // spring應用上下文，也就是我們所說的spring根容器 ConfigurableApplicationContext context = null; // 自定義SpringApplication啟動錯誤的回調接口 Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>(); // 設置jdk系統屬性java.awt.headless，默認情況為true即開啟；更多java.awt.headless信息大家可以去查閱資料，這不是本文重點 configureHeadlessProperty(); // 獲取啟動時監聽器(EventPublishingRunListener實例) SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args) // 觸發啟動事件，啟動監聽器會被調用，一共5個監聽器被調用 listeners.starting(); try { // 參數封裝，也就是在命令行下啟動應用帶的參數，如--server.port=9000 ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments( args); // 准備環境，這是本文的重點 ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments); configureIgnoreBeanInfo(environment); Banner printedBanner = printBanner(environment); context = createApplicationContext(); exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances( SpringBootExceptionReporter.class, new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context); prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); refreshContext(context); afterRefresh(context, applicationArguments); stopWatch.stop(); if (this.logStartupInfo) { new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass) .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch); } listeners.started(context); callRunners(context, applicationArguments); } catch (Throwable ex) { handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners); throw new IllegalStateException(ex); } try { listeners.running(context); } catch (Throwable ex) { handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null); throw new IllegalStateException(ex); } return context; }
如果光從run方法的源代碼比例來看，我們已經完成了將近一半的源碼解析了，可真是這樣的嗎？我們先別急着否定，就當我們快完成一半的解析了（笑而不語）。既然我們都快完成了一半了，那么我們加把勁，今天來完成“這一半”。
prepareEnvironment按字面意思就是准備環境，那到底准備什么環境呢？我們一起來慢慢看，其源代碼如下
// 准備環境 private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment( SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments) { // Create and configure the environment 創建和配置環境 // 獲取或創建環境 ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment(); // 配置環境：配置PropertySources和activeProfiles configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs()); // listeners環境准備(就是廣播ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件)。還記得這個listeners怎么來的嗎？ listeners.environmentPrepared(environment); // 將環境綁定到SpringApplication bindToSpringApplication(environment); // 如果是非web環境，將環境轉換成StandardEnvironment if (this.webApplicationType == WebApplicationType.NONE) { environment = new EnvironmentConverter(getClassLoader()) .convertToStandardEnvironmentIfNecessary(environment); } // 配置PropertySources對它自己的遞歸依賴 ConfigurationPropertySources.attach(environment); return environment; }
內容不多，我們就一行一行的來跟源代碼
getOrCreateEnvironment
從字面上看，這個方法的作用就是獲取或創建環境，應該就是存在就直接返回，不存在則創建一個並返回。
// 獲取或創建Environment，很顯然我們這里是創建StandardServletEnvironment private ConfigurableEnvironment getOrCreateEnvironment() { // 存在則直接返回 if (this.environment != null) { return this.environment; } // 根據webApplicationType創建對應的Environment // webApplicationType的值還記得在哪獲取到的嗎？不知道的請去看我的springboot源碼一 if (this.webApplicationType == WebApplicationType.SERVLET) { return new StandardServletEnvironment(); // 標准的Servlet環境，也就是我們說的web環境 } return new StandardEnvironment(); // 標准環境，非web環境 }
還記得this.webApplicationType的值是什么嗎，不記得的點這里尋找答案，在我的案例中其值就是WebApplicationType.SERVLET，那么很顯然創建一個StandardServletEnvironment對象返回。
StandardServletEnvironment類圖
StandardServletEnvironment繼承自StandardEnvironment，也就是web環境是特殊的非web環境，有點類似正方形是特殊的長方形一樣。AbstractEnvironment的構造方法調用了customizePropertySources方法，也就說StandardServletEnvironment在實例化的時候，他的customizePropertySources會被調用，customizePropertySources源代碼如下
@Override protected void customizePropertySources(MutablePropertySources propertySources) { propertySources.addLast(new StubPropertySource(SERVLET_CONFIG_PROPERTY_SOURCE_NAME)); propertySources.addLast(new StubPropertySource(SERVLET_CONTEXT_PROPERTY_SOURCE_NAME)); if (JndiLocatorDelegate.isDefaultJndiEnvironmentAvailable()) { propertySources.addLast(new JndiPropertySource(JNDI_PROPERTY_SOURCE_NAME)); } super.customizePropertySources(propertySources); }
從上圖中可以看出StandardServletEnvironment的customizePropertySources方法只是往propertySources中添加了兩個名字叫servletConfigInitParams、servletContextInitParams的StubPropertySource對象，沒更多的操作；而StandardEnvironment的customizePropertySources方法則往propertySources中添加了兩個包含java系統屬性和操作系統環境變量的兩個對象：MapPropertySource和SystemEnvironmentPropertySource。
總結下，getOrCreateEnvironment方法創建並返回了一個環境：StandardServletEnvironment，該環境目前包含的內容如下
configureEnvironment
protected void configureEnvironment(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) { // 配置PropertySources configurePropertySources(environment, args); // 配置Profiles configureProfiles(environment, args); }
從源碼看，將配置任務按順序委托給configurePropertySources和configureProfiles，那么我們來看看這兩個方法
configurePropertySources
protected void configurePropertySources(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) { MutablePropertySources sources = environment.getPropertySources(); // 此時defaultProperties還是null，可能后續過程會初始化，具體詳情請期待后續的博文 if (this.defaultProperties != null && !this.defaultProperties.isEmpty()) { // 存在的話將其放到最后位置 sources.addLast( new MapPropertySource("defaultProperties", this.defaultProperties)); } // 存在命令行參數，則解析它並封裝進SimpleCommandLinePropertySource對象，同時將此對象放到sources的第一位置（優先級最高） if (this.addCommandLineProperties && args.length > 0) { String name = CommandLinePropertySource.COMMAND_LINE_PROPERTY_SOURCE_NAME; if (sources.contains(name)) { PropertySource<?> source = sources.get(name); CompositePropertySource composite = new CompositePropertySource(name); composite.addPropertySource(new SimpleCommandLinePropertySource( "springApplicationCommandLineArgs", args)); composite.addPropertySource(source); sources.replace(name, composite); } else { // 將其放到第一位置 sources.addFirst(new SimpleCommandLinePropertySource(args)); } } }
注釋說明是增加、移除或者重排序應用環境中的PropertySource。就目前而言，如果有命令行參數則新增封裝命令行參數的PropertySource，並將它放到sources的第一位置。
configureProfiles
protected void configureProfiles(ConfigurableEnvironment environment, String[] args) { // 保證environment的activeProfiles屬性被初始化了。從PropertySources中查找spring.profiles.active屬性 // 存在則將其值添加activeProfiles集合中。我們可以通過命令行參數指定該參數，但我們沒有指定 environment.getActiveProfiles(); // ensure they are initialized // But these ones should go first (last wins in a property key clash) // 如果存在其他的Profiles，則將這些Profiles放到第一的位置。此時沒有，后面有沒有后面再說 Set<String> profiles = new LinkedHashSet<>(this.additionalProfiles); profiles.addAll(Arrays.asList(environment.getActiveProfiles())); environment.setActiveProfiles(StringUtils.toStringArray(profiles)); }
配置應用環境中的哪些配置文件處於激活狀態(或默認激活)。可以通過spring.profiles.active屬性在配置文件處理期間激活其他配置文件。說的簡單點就是設置哪些Profiles是激活的。
這3個方法都是protected，也就說鼓勵被重寫。重寫configureEnvironment可以完全控制自定義環境，或者重寫configurePropertySources或configureProfiles，進行更細粒度控制。
listeners.environmentPrepared(environment)
public void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment) { for (SpringApplicationRunListener listener : this.listeners) { listener.environmentPrepared(environment); } }
這個代碼有沒有很熟悉？，不清楚的點這里，查看其中的listeners.starting()。上次廣播的是ApplicationStartingEvent事件，而這次廣播的是ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件。這里就不和大家一起跟源代碼了，大家自行去跟哦。我在這總結下：
過濾出的與ApplicationEnvironmentPreparedEvent相匹配的監聽器列表如下，他們的onApplicationEvent會被調用，大致做了以下事情：
ConfigFileApplicationListener
1、加載EnvironmentPostProcessor列表，仍然是從META-INF/spring.factories中加載（在SpringApplication實例化的時候已經加載了，這次是從緩存中讀取），然后實例化；
2、將自己也加入EnvironmentPostProcessor列表；ConfigFileApplicationListener實現了EnvironmentPostProcessor接口，可以看它的類圖。
3、對EnvironmentPostProcessor列表進行排序；排序之后，EnvironmentPostProcessor列表圖如下：
4、遍歷EnvironmentPostProcessor列表，調用每個EnvironmentPostProcessor的postProcessEnvironment方法
SystemEnvironmentPropertySourceEnvironmentPostProcessor
將propertySourceList中名為systemEnvironment的SystemEnvironmentPropertySource對象替換成OriginAwareSystemEnvironmentPropertySource對象，source未變，還是SystemEnvironmentPropertySource對象的source；OriginAwareSystemEnvironmentPropertySource是SystemEnvironmentPropertySourceEnvironmentPostProcessor的靜態內部類，且繼承自SystemEnvironmentPropertySource。具體這么替換出於什么目的，便於原點查找？暫時還未知。
SpringApplicationJsonEnvironmentPostProcessor
spring.application.json(或SPRING_APPLICATION_JSON)是設置在系統屬性或系統環境中；
如果spring.application.json(或SPRING_APPLICATION_JSON)有配置，那么給environment的propertySourceList增加JsonPropertySource，並將JsonPropertySource放到名叫systemProperties的PropertySource前；目前沒有配置，那么此環境后處理器相當於什么也沒做。
CloudFoundryVcapEnvironmentPostProcessor
雲平台是否激活，激活了則給environment的propertySourceList增加名為vcap的PropertiesPropertySource對象，並將此對象放到命令行參數PropertySource（名叫commandLineArgs）后。很顯然，我們沒有激活雲平台，那么此環境后處理器相當於什么也沒做。
ConfigFileApplicationListener
添加名叫random的RandomValuePropertySource到名叫systemEnvironment的PropertySource后；
並初始化Profiles；初始化PropertiesPropertySourceLoader和YamlPropertySourceLoader這兩個加載器從file:./config/,file:./,classpath:/config/,classpath:/路徑下加載配置文件，PropertiesPropertySourceLoader加載配置文件application.xml和application.properties，YamlPropertySourceLoader加載配置文件application.yml和application.yaml。目前我們之后classpath:/路徑下有個application.yml配置文件，將其屬性配置封裝進了一個名叫applicationConfig:[classpath:/application.yml]的OriginTrackedMapPropertySource中，並將此對象放到了propertySourceList的最后。
AnsiOutputApplicationListener
設置ansi輸出，將AnsiOutput的屬性enabled設置成ALWAYS，即允許ANSI-colored輸出
LoggingApplicationListener
初始化日志系統
ClasspathLoggingApplicationListener：沒開啟調試，所以什么也沒做
BackgroundPreinitializer：此時什么也沒做
DelegatingApplicationListener：此時什么也沒做，因為環境中沒有配置context.listener.classes屬性
FileEncodingApplicationListener：此時什么也沒做，環境中沒有spring.mandatory-file-encoding屬性
EnableEncryptablePropertiesBeanFactoryPostProcessor：此時什么也沒有做
environmentPrepared方法會觸發所有監聽了ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件的監聽器，這些監聽器目前主要新增了兩個PropertySource：RandomValuePropertySource和OriginTrackedMapPropertySource，這個OriginTrackedMapPropertySource一般就是我們應用的配置文件application.yml（application.properties）。
bindToSpringApplication(environment)
/** * Bind the environment to the {@link SpringApplication}. * @param environment the environment to bind */ protected void bindToSpringApplication(ConfigurableEnvironment environment) { try { Binder.get(environment).bind("spring.main", Bindable.ofInstance(this)); } catch (Exception ex) { throw new IllegalStateException("Cannot bind to SpringApplication", ex); } }
代碼比較簡單，應該就是將environment綁定到SpringApplication，可我跟進去發現沒有將environment綁定到SpringApplication，執行完bindToSpringApplication方法后，SpringApplication的屬性environment仍是null，這我就有點懵圈了，那這個方法到底有什么用，有知道的朋友嗎？
ConfigurationPropertySources.attach(environment)
public static void attach(Environment environment) { // 判斷environment是否是ConfigurableEnvironment的實例 Assert.isInstanceOf(ConfigurableEnvironment.class, environment); // 從environment獲取PropertySources MutablePropertySources sources = ((ConfigurableEnvironment) environment) .getPropertySources(); PropertySource<?> attached = sources.get(ATTACHED_PROPERTY_SOURCE_NAME); if (attached != null && attached.getSource() != sources) { sources.remove(ATTACHED_PROPERTY_SOURCE_NAME); attached = null; } if (attached == null) { // 將sources封裝成ConfigurationPropertySourcesPropertySource對象，並把這個對象放到sources的第一位置 sources.addFirst(new ConfigurationPropertySourcesPropertySource( ATTACHED_PROPERTY_SOURCE_NAME, new SpringConfigurationPropertySources(sources))); } }
將sources封裝成了一個名叫configurationProperties的ConfigurationPropertySourcesPropertySource對象，並把這個對象放到了sources的第一個位置。SpringConfigurationPropertySources是一個將MutablePropertySources轉換成ConfigurationPropertySources的適配器。這就相當於sources的第一個元素是它自己，形成了一個自己對自己的遞歸依賴，這么做的目的是什么，暫時還不得而知，也許后面會有所體現，這里先當做一個疑問留着。
prepareEnvironment執行完后，此時environment中的內容如下：（重點看下propertySourceList）
總結
1、profile
直譯的意思總感覺不對(其作用就是指定激活的配置文件，可以區分環境來加載不同的配置)，所以文中沒有對其進行翻譯，直接采用的原單詞。有更好理解的小伙伴可以在評論區提供翻譯。
2、資源文件
加載外部化配置的資源到environment，Spring Boot設計了一個非常特別的PropertySource順序，以允許對屬性值進行合理的覆蓋。具體有哪些外部化配置，以及他們的優先級情況可以參考《Spring Boot Reference Guide》的第24章節
3、prepareEnvironment方法到底做了什么
加載外部化配置資源到environment，包括命令行參數、servletConfigInitParams、servletContextInitParams、systemProperties、sytemEnvironment、random、application.yml(.yaml/.xml/.properties)等；
初始化日志系統。