总结：Springboot启动流程
一、总结
我基于需求提出者或者提问者的角度去描述Spring boot的启动流程：
1、Springboot启动过程需要做什么？
- 读取我们定义的配置文件。
- 如application-pro.properties，application.properties，logback-spring.xml等，因为我们希望程序按照我们的配置去执行。
- 换个说法，其实就是加载运行环境，也就是代码ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,applicationArguments);做的事情
- 创建对象：包括我们自定义的类、引入的依赖包的类
- 比如我们的controller，Service注解的类，Component注解的类
- 比如依赖的RocketMQ组件，代码中使用的比如RocketMQTemplate对象，并不是我们自己创建的，而是Springboot帮创建的。
- 也就是代码：refreshContext(context);主要做的事情。
- 提供Web服务。
- 我们提供Web服务需要一个Web服务器，一般主流的入Tomcat，Jetty等。Springboot内置的Tomcat是如何启动并提供服务的？其实就是代码context = createApplicationContext();和refreshContext(context);做的事情。
以上几点是我们一般用户比较容易想到让Springboot帮我们做好的事情。
但是还有一些潜在的需求，比如：
1、使用过程中报错怎么办？能否自助排障？
Springboot作为一个需求开发者，当开发的系统出问题，总得要排查吧？总不能让使用者碰到错误就让开发人员去排查吧？所以Springboot为了让用户能够自助排查问题，把整个Springboot启动过程中的事件监控起来，即SpringApplicationRunListeners干的事情，它把执行过程以及执行失败的日志打印出来告知使用者。
二、启动流程描述
1、启动流程总览
启动流程主要分为三个部分：
第一部分：进行SpringApplication的初始化模块，配置一些基本的环境变量、资源、构造器、监听器
第二部分：实现了应用具体的启动方案，包括启动流程的监听模块、加载配置环境模块、及核心的创建上下文环境模块
第三部分：是自动化配置模块，该模块作为springboot自动配置核心，在后面的分析中会详细讨论
2、关于SpringApplication
SpringBoot的启动主要是通过实例化SpringApplication类，并调用run方法来启动的。
3、实例化SpringApplication时做了什么？
SpringApplication的构造方法做了几件事情：
- 推断WebApplicationType，主要思想就是在当前的classpath下搜索特定的类
- 搜索META-INF\spring.factories文件配置的ApplicationContextInitializer的实现类
- 搜索META-INF\spring.factories文件配置的ApplicationListener的实现类推断MainApplication的Class
4、SpringApplication的run方法做了什么？
- 创建一个StopWatch并执行start方法，这个类主要记录任务的执行时间
- 配置Headless属性，Headless模式是在缺少显示屏、键盘或者鼠标时候的系统配置
- 在文件META-INF\spring.factories中获取SpringApplicationRunListener接口的实现类EventPublishingRunListener，主要发布SpringApplicationEvent。说白了，SpringApplicationRunListener作用就是监听SpringApplication的run方法的运行情况的。具体参考：SpringApplicationRunListener 是干啥的？
- 把输入参数转成DefaultApplicationArguments类
- 创建Environment并设置比如环境信息，系统属性，输入参数和profile信息
- 打印Banner信息
- 创建Application的上下文，根据WebApplicationType来创建Context类，如果非web项目则创建AnnotationConfigApplicationContext，在构造方法中初始化AnnotatedBeanDefinitionReader和ClassPathBeanDefinitionScanner
- 在文件META-INF\spring.factories中获取SpringBootExceptionReporter接口的实现类FailureAnalyzers
- 准备application的上下文
- 初始化ApplicationContextInitializer
- 执行Initializer的contextPrepared方法，发布ApplicationContextInitializedEvent事件
- 如果延迟加载，在上下文添加处理器LazyInitializationBeanFactoryPostProcessor
- 执行加载方法，BeanDefinitionLoader.load方法，主要初始化了AnnotatedGenericBeanDefinition
- 执行Initializer的contextLoaded方法，发布ApplicationContextInitializedEvent事件
- 刷新上下文（加载tomcat容器），在这里真正加载bean到容器中。如果是web容器，会在onRefresh方法中创建一个Server并启动。
- 再刷新上下文
- 发布应用已经启动事件
- 发布应用启动完成事件。
四、核心启动源码之initialize
1、整体代码
如下会new SpringApplication对象，这个操作会调用初始化方法，
@SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })
private void initialize(Object[] sources) {
//sources即我们的启动文件，如Starter.java
if (sources != null && sources.length > 0) {
this.sources.addAll(Arrays.asList(sources));
}
//确定是否是webEnvironment，后续会根据是否是web环境进行一些操作，如上下文初始化实例的选择（createApplicationContext）
this.webEnvironment = deduceWebEnvironment();
//上下文初始化：使用内部工具类SpringFactoriesLoader从META-INF/spring.factories加载加载所有ApplicationContextInitializer实现类并实例化，
//并将这些实例设置到SpringApplication的List> initializers中
//初始化实例包含：
setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(
ApplicationContextInitializer.class));
//监听实例初始化：从META-INF/spring.factories加载实现了ApplicationListener接口的类并生成实例对象，
//并将这些实例设置到SpringApplication的private List> listeners中
setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
//获取main函数所在的类
this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
} 2、springboot - web环境的推断
SpringApplication会尝试帮你创建正确的ApplicationContext，默认情况下会使用AnnotationConfigApplicationContext或者 AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext，这取决于你开发的是否是web环境。判断Web environment算法是非常简单的，直接基于某些类的存在与否。
如下：直接判断类路径下是否存在"javax.servlet.Servlet","org.springframework.web.context.ConfigurableWebApplicationContext"两个类即可。
3、上下文初始化
上下文实例详解：
//缺省 Web SpringApplication 应用会有以下 6 个 ApplicationContextInitializer:
//1.初始化任务委托给Environment指定的初始化器，
//相当于给外界提供了一个添加自定义ApplicationContextInitializer的入口
//委托给Environment属性context.initializer.classes下指定的ApplicationContextInitializer类,
DelegatingApplicationContextInitializer
//2.设置Spring ApplicationContext ID
//这些环境变量会被用来产生Spring ApplicationContext ID :
// spring.application.name,vcap.application.name,spring.config.name
// 如果没有找到以上属性设置，ID使用 application
ContextIdApplicationContextInitializer
//3.用于报告一般配置错误,
//添加BeanFactoryPostProcessor : ConfigurationWarningsPostProcessor
ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer
//4.添加 ApplicationListener
ServerPortInfoApplicationContextInitializer
//5.在ConfigurationClassPostProcessor和Spring boot之间增加一个共享的CachingMetadataReaderFactory
//添加BeanFactoryPostProcessor : CachingMetadataReaderFactoryPostProcessor
SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer
//6.将ConditionEvaluationReport写到log,在DEBUG级别下输出
//添加AutoConfigurationReportListener
AutoConfigurationReportLoggingInitializer 4、监听器初始化
五、核心启动源码之run方法
1、整体代码
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
//创建计时器
StopWatch stopWatch = new StopWatch();
stopWatch.start();
// 声明 IOC 容器
ConfigurableApplicationContext context = null;
FailureAnalyzers analyzers = null;
//作用：即使没有检测到显示器,也允许其启动。对于服务器来说,是不需要显示器的,所以要这样设置
configureHeadlessProperty();
//准备运行时监听器EventPublishingRunListener，方式为从类路径下找到 META/INF/Spring.factories 获取 SpringApplicationRunListeners
SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
listeners.starting();
try {
// 封装命令行参数，也就是在命令行下启动应用带的参数，如--server.port=9000
ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
// 准备环境，1、加载外部化配置的资源到environment；2、触发ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，
//创建环境完成后回调 SpringApplicationRunListeners#environmentPrepared()方法，表示环境准备完成
// 环境准备的主要工作就是 将系统属性配置及用户定义的属性配置 加载进来
ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,applicationArguments);
// 打印banner图。banner即下面这坨东西，可以设置关掉打印，也可以修改
. ____ _ __ _ _
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( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
\\/ ___)| |_)| | | | | || (_| | ) ) ) )
' |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
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:: Spring Boot :: (v1.5.6.RELEASE)
Banner printedBanner = printBanner(environment);
//创建应用上下文，决定创建web的ioc还是普通的ioc
context = createApplicationContext();
//容器启动失败分析，如端口被占用等
analyzers = new FailureAnalyzers(context);
//做context的准备工作，如把相关需要创建bean的类加载到上下文中
prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
//刷新上下文，
//很重要的就包含对上面被加载的bean进行实例化
//另外，@EnableAutoConfiguration相关配置也在这里将需要装配的bean给装配好
refreshContext(context);
//刷新Context容器之后处理
afterRefresh(context, applicationArguments);
//通过EventPublishingRunListener发布finished事件
listeners.finished(context, null);
stopWatch.stop();
if (this.logStartupInfo) {
new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
.logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
}
return context;
}
catch (Throwable ex) {
handleRunFailure(context, listeners, analyzers, ex);
throw new IllegalStateException(ex);
}
}2、SpringApplicationRunListeners
SpringApplicationRunListener 的作用是在SpringApplication 的各个启动过程中，监听各个阶段的变化，并将每个阶段封装成事件（ApplicationEvent），发布出去。让其他监听这些事件的监听器能探测到，并调用到对应的处理方法。
1. SpringApplicationRunListener 是一个接口，它的主要实现类是 EventPublishingRunListener 类。主要作用是监听 SpringApplication 启动的各个阶段，并封装成对应的 ApplicationEvent ,并把它发布出去。
2. 这里运用到一个观察者模式，不懂的小朋友可以多百度一下。
3. 我们可以定义自己的SpringApplicationRunListener， 实现这个接口，然后再新建一个 META-INF/spring.factorie 文件，注册监听即可。
3、SpringApplicationRunListeners与ApplicationListener的区别
SpringApplicationRunListeners负责在SpringBoot启动的不同阶段， 广播出不同的消息， 传递给ApplicationListener监听器实现类。
SpringApplicationRunListeners从Java监听器的角度看，并不是一个监听器，只是个普通的Java类而已，可以去看这个类的定义。
而ApplicationListener是传统意义上的Java监听器，如实现类DelegatingApplicationListener， 实现了ApplicationListener，ApplicationListener继承了EventListener。
4、ApplicationContextInitializer
用来在对ApplicationContext进行refresh操作之前对Application context进行一些初始化操作。
主要用来在ConfigurableApplicationContext#refresh()之前对ConfigurableApplicationContext进行一些初始化的操作。一般来说主要做一些程序化的操作，比如注册配置源，根据配置激活某个profile等。
5、ApplicationListener
基于观察者模式的Application的事件监听器。将ApplicationListener注册到ApplicationContext中，当有对应事件发生时，监听器会被调用。
ApplicationContextInitializer和ApplicationListener的加载是在类SpringApplication的构造函数中完成的，具体都是通过调用函数getSpringFactoriesInstances(Class来完成的。
在spring boot中默认配置的ApplicationListener还挺多的，我们就摘抄几个比较重要的分析一下。
ConfigFileApplicationListener
类ConfigFileApplicationListener是一个非常重要的监听器，除了是一个监听器之外，它实现了接口EnvironmentPostProcessor。在监听到事件时，会从指定的文件加载配置并配置application context。
可以看到继承实现了接口EnvironmentPostProcessor的方法postProcessEnvironment，负责对SpringApplication的Environment进行处理。具体实现上可以看到创建了一个Loader，这个Loader会负责去javadoc描述得地方去查找文件并加载配置。
public class ConfigFileApplicationListener
implements EnvironmentPostProcessor, SmartApplicationListener, Ordered {
private void onApplicationEnvironmentPreparedEvent(
ApplicationEnvironmentPreparedEvent event) {
List postProcessors = loadPostProcessors();
postProcessors.add(this);
AnnotationAwareOrderComparator.sort(postProcessors);
for (EnvironmentPostProcessor postProcessor : postProcessors) {
postProcessor.postProcessEnvironment(event.getEnvironment(),
event.getSpringApplication());
}
}
@Override
public void postProcessEnvironment(ConfigurableEnvironment environment,
SpringApplication application) {
addPropertySources(environment, application.getResourceLoader());
}
protected void addPropertySources(ConfigurableEnvironment environment,
ResourceLoader resourceLoader) {
RandomValuePropertySource.addToEnvironment(environment);
new Loader(environment, resourceLoader).load();
}
} 重点看一下方法onApplicationEnvironmentPreparedEvent。在监听到ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件之后，除了将自己加入到List之外，还会调用函数loadPostProcessors去加载在文件META-INF/spring.factories配置的EnvironmentPostProcessor，最后执行所有的postProcessEnvironment方法。
六、EnableAutoConfiguration
@EnableAutoConfiguration结合spring.factories实现了对外部依赖包的扫描。
具体参考我的另一篇博客：总结：Spring boot之@EnableAutoConfiguration
参考：
总结：Spring Boot 之spring.factories
Spring Boot创建Beans的过程分析
Springboot Feign整合源码解析
Spring Boot 中 @EnableXXX 注解的驱动逻辑
Spring Boot启动过程分析
SpringApplicationRunListener 是干啥的？
spring-boot-2.0.3不一样系列之源码篇 - run方法（三）之createApplicationContext，绝对有值得你看的地方
SpringApplication 的初始化过程分析 : initialize()
SpringBoot启动流程解析