初學 Spring Boot 的時候，按照官方文檔，都是建立了一個項目之后，然后執行 mvn spring-boot:run 就能把這個項目運行起來。
我就很好奇這個指令到底做了什么，以及為什么項目里包含了 main 方法的那個class，要加一個 @SpringBootApplication 的注解呢？
為什么加了這個注解 @SpringBootApplication 之后，mvn spring-boot:run 指令就能找到這個class並執行它的main方法呢？
首先我注意到，用maven新建的spring boot項目，pom.xml 里面有這么一條配置：
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
看來mvn spring-boot:run 指令應該就是這個插件提供的。
由於不懂maven插件的開發機制，看不太懂，於是去找了下 maven 的插件開發文檔：
http://maven.apache.org/guides/plugin/guide-java-plugin-development.html
根據官方的文檔，一個 maven 插件會有很多個目標，每個目標就是一個 Mojo 類，比如 mvn spring-boot:run 這個指令，spring-boot這部分是一個maven插件，run這部分是一個maven的目標，或者指令。
根據maven插件的開發文檔，定位到 spring-boot-maven-plugin 項目里的RunMojo.java，就是mvn spring-boot:run 這個指令所運行的java代碼。
關鍵方法有兩個，一個是 runWithForkedJvm，一個是runWithMavenJvm，如果pom.xml是如上述配置，則運行的是 runWithForkedJvm，如果pom.xml里的配置如下，則運行runWithMavenJvm:
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
<configuration>
<fork>false</fork>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
runWithForkedJvm 與 runWithMavenJvm 的區別，在於前者是起一個進程來運行當前項目，后者是起一個線程來運行當前項目。
我首先了解的是 runWithForkedJvm：
private int forkJvm(File workingDirectory, List<String\\> args, Map<String, String\\> environmentVariables)
throws MojoExecutionException {
try {
RunProcess runProcess = new RunProcess(workingDirectory, new JavaExecutable().toString());
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(new RunProcessKiller(runProcess)));
return runProcess.run(true, args, environmentVariables);
}
catch (Exception ex) {
throw new MojoExecutionException("Could not exec java", ex);
}
}
根據這段代碼，RunProcess是由spring-boot-loader-tools 這個項目提供的，需要提供的workingDirectory 就是項目編譯后的 *.class 文件所在的目錄，environmentVariables 就是解析到的環境變量，args里，對於spring-boot的那些sample項目，主要是main方法所在的類名，以及引用的相關類庫的路徑。
workingDirectory 可以由maven的 ${project} 變量快速獲得，因此這里的關鍵就是main方法所在的類是怎么找到的，以及引用的相關類庫的路徑是如何獲得的。
找main方法所在的類的實現是在 AbstractRunMojo.java 里面：
mainClass = MainClassFinder.findSingleMainClass(this.classesDirectory, SPRING\_BOOT\_APPLICATION\_CLASS\_NAME);
MainClassFinder.java 是由spring-boot-loader-tools提供的，找到main方法所在的類主要是如下的代碼：
static <T> T doWithMainClasses(File rootFolder, MainClassCallback<T> callback) throws IOException {
if (!rootFolder.exists()) {
return null; // nothing to do
}
if (!rootFolder.isDirectory()) {
throw new IllegalArgumentException("Invalid root folder '" + rootFolder + "'");
}
String prefix = rootFolder.getAbsolutePath() + "/";
Deque<File> stack = new ArrayDeque<>();
stack.push(rootFolder);
while (!stack.isEmpty()) {
File file = stack.pop();
if (file.isFile()) {
try (InputStream inputStream = new FileInputStream(file)) {
ClassDescriptor classDescriptor = createClassDescriptor(inputStream);
if (classDescriptor != null && classDescriptor.isMainMethodFound()) {
String className = convertToClassName(file.getAbsolutePath(), prefix);
T result = callback.doWith(new MainClass(className, classDescriptor.getAnnotationNames()));
if (result != null) {
return result;
}
}
}
}
if (file.isDirectory()) {
pushAllSorted(stack, file.listFiles(PACKAGE_FOLDER_FILTER));
pushAllSorted(stack, file.listFiles(CLASS_FILE_FILTER));
}
}
return null;
}
這里的核心就是利用spring的asm框架，讀取class文件的字節碼並分析，找到含有main方法的類，然后再判斷這個類有沒有使用了 @SpringBootApplication 注解，有的話，就屬於要執行的代碼文件了。
如果項目里面有多個含有main方法且被 @SpringBootApplication 注解的類的話，我看代碼應該是直接選擇找到的第一個開運行。
讀取依賴的庫路徑，在spring-boot-maven-plugin里有大量的代碼來實現，還是利用maven本身的特性實現的。
根據了解到的這些信息，我新建了一個普通的java項目bootexp，用一段簡單的代碼來運行起一個spring boot項目：
package com.shahuwang.bootexp;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import org.springframework.boot.loader.tools.JavaExecutable;
import org.springframework.boot.loader.tools.MainClassFinder;
import org.springframework.boot.loader.tools.RunProcess;
public class Runner
{
public static void main( String[] args ) throws IOException {
String SPRING_BOOT_APPLICATION_CLASS_NAME = "org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication";
File classesDirectory = new File("C:\\share\\bootsample\\target\\classes");
String mainClass = MainClassFinder.findSingleMainClass(classesDirectory, SPRING_BOOT_APPLICATION_CLASS_NAME);
RunProcess runProcess = new RunProcess(classesDirectory, new JavaExecutable().toString());
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(new RunProcessKiller(runProcess)));
List<String> params = new ArrayList<>();
params.add("-cp");
params.add("相關庫路徑")
params.add(mainClass);
Map<String, String> environmentVariables = new HashMap<>();
runProcess.run(true, params, environmentVariables);
}
private static final class RunProcessKiller implements Runnable {
private final RunProcess runProcess;
private RunProcessKiller(RunProcess runProcess) {
this.runProcess = runProcess;
}
@Override
public void run() {
this.runProcess.kill();
}
}
}
相關庫的路徑獲取，都是spring-boot-maven-plugin這個項目里面的私有方法，所以我這里直接在 bootsample 這個spring boot項目下執行 mvn spring-boot:run -X, 輸出classpath，把classpath復制過來即可。執行bootexp這個項目，即可運行起 bootsample 這個spring boot項目了。
所以為什么spring boot的項目，main方法所在的類都要加上注解 @SpringBootApplication 這個疑問也得到了解決。
綜上，mvn spring-boot:run 這個指令為什么能運行起一個spring boot項目就沒有那么神秘了，這里主要的難點就兩個，一個是maven插件的開發，獲得項目的配置信息，執行起指令；一個是類加載機制，以及注解分析。
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