SpringApplication对象的构建及spring.factories的加载时机

构建SpringApplication对象源码:
1、调用启动类的main()方法,该方法中调用SpringApplication的run方法。

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

2、调用SpringApplication的run()方法的重载方法，在发方法内构建了SpringApplication对象

public static ConfigurableApplicationContext run(Class[] primarySources, String[] args) {
		return new SpringApplication(primarySources).run(args);
	}

3、构建SpringApplication对象。

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) {
		//resourceLoader为null
		this.resourceLoader = resourceLoader;
		//PrimarySources（即启动类）一定不能为null
		Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
		//初始化primarySources属性
		this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
		//从Classpath中推断Web应用类型。
		this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
		this.bootstrapRegistryInitializers = new ArrayList<>(
				getSpringFactoriesInstances(BootstrapRegistryInitializer.class));
		setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
		setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
		this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
	}

构建过程：

接下来我们来详细研究一下上述过程。在构建SpringApplication对象过程中，此时resourceLoader
为null,primarySources一定不为空且需要初始化为启动类SpringbootdemoApplication
。从Classpath中推断出Web应用类型并初始化webApplicationType，通过getSpringFactoriesInstances（）获取Spring工厂实例来初始化bootstrapRegistryInitializers，initializers（List>应用程序上下文初始化器列表), listeners(List

4、从Classpath推断Web应用类型,调用的是WebApplicationType类的deduceFromClasspath（）方法。如果Classpath中包含DispatcherHandler，则表明当前WebApplicationType为REACTIVE；如果既不包含javax.servlet.Servlet也不包含Spring中的ConfigurableWebApplicationContext，则表明当前WebApplicationType为NONE; 上述两种都不是则表明当前WebApplicationType是SERVLET

static WebApplicationType deduceFromClasspath() {
        // 如果org.springframework.web.reactive.DispatcherHandler的class文件存在且可以加载
        //不存在org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet
        //不存在org.glassfish.jersey.servlet.ServletContainer
        //则返回REACTIVE表明 该应用程序应作为响应式Web应用程序运行，并应启动嵌入式servlet Web 服务器
		if (ClassUtils.isPresent(WEBFLUX_INDICATOR_CLASS, null) && !ClassUtils.isPresent(WEBMVC_INDICATOR_CLASS, null)
				&& !ClassUtils.isPresent(JERSEY_INDICATOR_CLASS, null)) {
			return WebApplicationType.REACTIVE;
		}
		//遍历SERVLET 指标类
		//如果不存在javax.servlet.Servlet也不存在org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext
		//则返回NONE表明该应用程序不应作为 Web 应用程序运行，也不应启动嵌入式 Web 服务器
		for (String className : SERVLET_INDICATOR_CLASSES) {
			if (!ClassUtils.isPresent(className, null)) {
				return WebApplicationType.NONE;
			}
		}
		//返回SERVLET表明该应用程序应作为基于servlet的 Web 应用程序运行，并应启动嵌入式 servlet Web 服务器。
		return WebApplicationType.SERVLET;
	}

spring.factories的加载时机
1、在构建SpringApplication中，初始化其属性bootstrapRegistryInitializers属性时进行加载 /META-INF/spring.factories。
2、构建SpringApplication对象时,通过调用getSpringFactoriesInstances(Class type)获取工厂实例。

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) {
		......
		this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
		this.bootstrapRegistryInitializers = new ArrayList<>(
				getSpringFactoriesInstances(BootstrapRegistryInitializer.class));
		setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
		setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
	    ......
	}

3、我们以初始化bootstrapRegistryInitializers为例讲解,getSpringFactoriesInstances(Class type, Class[] parameterTypes, Object… args)中首先获取ClassLoader ，通过SpringFactoriesLoader机制，根据ClassLoader从类路径jar包中加载META-INF/spring.factories下的所有工厂类及其实现类 。

private  Collection getSpringFactoriesInstances(Class type) {
		return getSpringFactoriesInstances(type, new Class[] {});
	}

	private  Collection getSpringFactoriesInstances(Class type, Class[] parameterTypes, Object... args) {
	    //获取ClassLoader 
		ClassLoader classLoader = getClassLoader();
		// 使用SpringFactoriesLoader机制加载出工厂名，并放入Set集合中确保其唯一性。但是在META-INF/spring.factories中并无BootstrapRegistryInitializer所以此处的names的size为0。
		Set names = new LinkedHashSet<>(SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader));
		//创建Spring工厂实例（但因为上述names的size为0，所以对于BootstrapRegistryInitializer来说它并不会创建SpringFactory实例）
		List instances = createSpringFactoriesInstances(type, parameterTypes, classLoader, args, names);
		//通过AnnotationAwareOrderComparator对Spring工厂实例排序
		AnnotationAwareOrderComparator.sort(instances);
		return instances;
	}

4、SpringFactoriesLoader中的loadFactoryNames来加载META-INF/spring.factories下的所有工厂类及其实现类

public static List loadFactoryNames(Class factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
		//获取当前使用的ClassLoader
		ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
		if (classLoaderToUse == null) {
		    //为空，则获取SpringFactoriesLoader的类加载器
			classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
		}
		//org.springframework.boot.BootstrapRegistryInitializer
		String factoryTypeName = factoryType.getName();
		//加载META-INF/spring.factories下的扩展类，没有值的返回一个空列表。
		return loadSpringFactories(classLoaderToUse).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());
	}

5、重点关注SpringFactoriesLoader中的loadSpringFactories(ClassLoader classLoader)，该方法具体实现了从META-INF/spring.factories下加载扩展类。

//工厂类所在位置，在多个jar文件中都有。
public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";

private static Map> loadSpringFactories(ClassLoader classLoader) {
        //检查缓存中是否有工厂类
		Map> result = cache.get(classLoader);
		if (result != null) {
			return result;
		}
		//缓存中没有，初始化result
		result = new HashMap<>();
		try {
		    //加载META-INF/spring.factories下的一系列元素
			Enumeration urls = classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION);
			//迭代遍历
			while (urls.hasMoreElements()) {
			    //spring-boot-版本号.jar文件中Spring.factories所在的绝对路径
				URL url = urls.nextElement();
				//构建UrlResource
				UrlResource resource = new UrlResource(url);
				//加载该UrlResource中的属性（即Spring.factories中的键值对）
				Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
				for (Map.Entry entry : properties.entrySet()) {
				    //父类工厂类型名
					String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim();
					//子类工厂实现类名数组（在Spring.factories中多个用逗号分隔）
					String[] factoryImplementationNames =
							StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue());
					//将工厂类型名，工厂实现类列表放入名为result的 Map>中，key为工厂类型名，value为工厂实现类列表。
					for (String factoryImplementationName : factoryImplementationNames) {
						result.computeIfAbsent(factoryTypeName, key -> new ArrayList<>())
								.add(factoryImplementationName.trim());
					}
				}
			}

			//将result中的所有list都置为包含唯一元素的不可修改的list
			result.replaceAll((factoryType, implementations) -> implementations.stream().distinct()
					.collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), Collections::unmodifiableList)));
			//放入缓存。		
			cache.put(classLoader, result);
		}
		catch (IOException ex) {
			throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
					FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
		}
		return result;
	}

bootstrapRegistryInitializers 的初始化中实现了加载META-INF/spring.factories中工厂扩展类（但是在META-INF/spring.factories并无bootstrapRegistryInitializers ），并将其放入缓存Map，其中key为父类工厂名，value为其对应扩展类列表。之后initializers（ApplicationContextInitializer列表）以及listeners（ApplicationListener列表）的初始化都是从该缓存中获取值。

6、接下里我们看一下第三步中的createSpringFactoriesInstances()方法。由于bootstrapRegistryInitializers 在META-INF/spring.factories中并不存在。所以我们只有它返回的instances是空的即它不会创建SpringFactoriesInstances。但是初始化initializers，listeners时，却会。我们看一下具体源码。

private  List createSpringFactoriesInstances(Class type, Class[] parameterTypes,
			ClassLoader classLoader, Object[] args, Set names) {
		//初始化names.size()大小的list存放创建出来的实例。
		List instances = new ArrayList<>(names.size());
		//遍历传入的工厂扩展类实例名
		for (String name : names) {
			try {
			    //通过反射获取instance的Class对象
				Class instanceClass = ClassUtils.forName(name, classLoader);
				//instanceClass是一个type类型，向下，否则抛异常IllegalArgumentException
				Assert.isAssignable(type, instanceClass);
				//获取instanceClass的构造器
				Constructor constructor = instanceClass.getDeclaredConstructor(parameterTypes);
				//通过BeanUtils的instantiateClass（）方法实例化类。
				T instance = (T) BeanUtils.instantiateClass(constructor, args);
			    //将实例化出来的类放入instances
				instances.add(instance);
			}
			catch (Throwable ex) {
				throw new IllegalArgumentException("Cannot instantiate " + type + " : " + name, ex);
			}
		}
		return instances;
	}