spring boot的運行原理

這篇文章將為大家詳細講解有關spring boot的運行原理，文章內容質量較高，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

spring boot原理是什么：

一、內容簡介

通過《Spring Boot 體驗》介紹了Spring Boot 可以干什么，這篇文章主要來解析它各個功能點的基本實現思路，從而對Spring Boot有個整體的理性認知。

• 依賴管理：Spring Boot做了大量的starter，而starter只是幫我們導入依賴項的一個入口，簡化項目依賴管理

• 自動配置：Spring Boot基于Spring代碼配置提供了很多常用組件和框架的配置類，從而簡化項目配置

• 內嵌容器：集成Java的常見Web容器，簡化開發環境搭建，而且是打包插件打包web應用為可執行文件的基礎

• Maven插件：用于打包可直接運行的jar文件或war文件，為項目的開箱即用提供支持，當然還有輔助開發的一些小功能

• 熱啟動：減少開發過程中反復啟動容器的次數，提高開發效率

• 應用監控：為應用審計、健康監控、度量數據收集提供基本服務

• CLI(命令行工具)：進行快速原型搭建，沒有必要使用

二、起步依賴：starter

在常規的Maven工程中，如果要使用某個框架或者組件，需要導入大量的依賴，而且得注意依賴的版本匹配等問題，在Spring Boot中提供了大量的starter，這樣的starter會借助Maven的依賴傳遞幫我們導入相關的依賴。比如以下的pom文件，它會添加web相關的依賴項，包括Spring Web、Spring MVC等:

    .......    <dependencies>
        <!--Web應用程序的典型依賴項-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            <version>2.1.1.RELEASE</version>
        </dependency>

    </dependencies>
    .......

原理：我們只是導入了一個依賴項<spring-boot-starter>，但是該依賴項借助Maven的依賴傳遞幫我們導入了大量web開發要使用的包，如果解壓該依賴對應的<spring-boot-starter-web-2.1.1.RELEASE.jar>文件，我們發現該jar文件中其實是沒有什么實質性內容的,因為它只是一個pom項目，實質性內容在該包對應的<spring-boot-starter-web-2.1.1.RELEASE.pom>文件中，該文件由mavne在下載jar文件時下載，在該文件中聲明了很多依賴項，如：spring-webmvc、spring-web等。

簡而言之，我們的項目如果依賴了某個starter，那么該starter又會依賴很多其他依賴項，而Maven的依賴傳遞會把starter依賴的依賴項添加到我們的項目中。starter只是做為了一個我們項目依賴項的導入中介。

有關maven的依賴傳遞可以參閱相關資料，簡單描述如下：

項目A依賴于B，B又依賴于C。項目A只需要聲明依賴于B，不需要聲明依賴于C， Maven自動管理這種依賴的傳遞。

二、自動配置：AutoConfiguration

Spring Boot會按照某些條件使用默認值自動配置相關的組件或框架，從而大幅減少項目的配置文件，它在Spring自動掃描和基于代碼配置的基礎上加入了自己的處理流程。以下內容先簡單介紹Spring基于代碼配置，然后介紹Spring Boot做了什么。

(一)、Spring基于代碼配置

在Spring3以前，使用Spring上下文的方式一般是如下的：

Spring 配置文件

<!-- 數據源 -->
 <bean id="dataSource" class="org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource">
 <property name="driverClassName" value="oracle.jdbc.driver.OracleDriver" />
 <property name="url" value="jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:xe" />
 <property name="username" value="hr" />
 <property name="password" value="hr" /></bean>
 <!--組件掃描-->
 <context:component-scan base-package="com.demo.spring.sample.step03.?rvic?" />

業務代碼

package com.demo.spring.sample.step03.service.impl;.......@Service("userService")
public class UserService implements IUserService {   
   @Autowired
   private IUserDAO userDAO = null;
}

創建Spring上下文

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

總結：

通過component-scan告訴Spring去掃描類路徑下加入了@Component、 @Repository、@Service、 @Controlle注解的類，Spring 實例化這些類，并且把實例注冊到Spring上下文中，但是數據源、屬性文件等第三方的bean還是采用XML文件來配置，如果要完全消除XML配置文件，還是不太可行的，如果一定要做，相對比較麻煩。

使用 XML配置文件有利有弊，其中一個弊端是無法過多的定制bean的實例化過程，比如以上的dataSource，如果想要在類路徑下有oracle的jdbc驅動時才去實例化，這是無法完成的。還有一個弊端是代碼邏輯分散，因為有一部分的邏輯是在XML中配置的；當然好處就是配置集中化，而且方便配置切換。

在Spring3以后，可以通過如下的方式使用Spring容器：

Spring 配置類

@Configuration // 表明當前類提供Spring配置文件的作用，Spring上下文會從當前類的注解中提取配置信息
@ComponentScan(basePackages = "com.demo.spring.sample.step08") 
// 開啟組件掃描
public class AppConfig {
    @Bean // 表示這個方法實例化一個bean，id=dataSource
    public DataSource dataSource() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource();
        dataSource.setDriverClassName(driverClassName);
        dataSource.setUrl(url);
        dataSource.setUsername(userName);
        dataSource.setPassword(password);
        return dataSource;
    }}

業務代碼

package com.demo.spring.sample.step03.service.impl;.......@Service("userService")
public class UserService implements IUserService {   
   @Autowired
   private IUserDAO userDAO = null;
}

創建Spring上下文

ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

總結：

創建Spring上下文時不再使用基于XML的配置，配置文件消失，由AppConfig這個類來代替，這個類需要加@Configuration注解，而且該類中可以有加@Bean注解的方法，容器會自動調用這樣的方法來實例化Bean。

(二)、Spring Boot的自動配置

Spring Boot幫寫了大量的加入了@Configuration注解的類，每個類提供一種組件或框架的配置，比如DataSourceConfiguration.java中的靜態內部類Dbcp2，它提供DBCP數據源的配置

//DBCP 數據源配置.
@Configuration //這個注解在實際代碼中沒有加，當前類被其它配置類Import
@ConditionalOnClass(org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource.class)
@ConditionalOnMissingBean(DataSource.class)
@ConditionalOnProperty(name = "spring.datasource.type",  matchIfMissing = true,havingValue = "org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource")
static class Dbcp2 {

   @Bean
   @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.dbcp2")
   public org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource dataSource(
         DataSourceProperties properties) {
      return createDataSource(properties,
            org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource.class);
   }

}

總結：

當Spring Boot啟動的基本步驟走完后，  如果啟用了自動配置，Spring Boot會加載<spring-boot-autoconfigure-2.1.1.RELEASE.jar>下的<\META-INF\spring.factories>文件中的內容，該文件中定義了有關自動配置的信息，其中EnableAutoConfiguration對應的每一個類中都加入了注解@Configuration，也就是說這樣的每一個類都相當于Spring的一個或多個配置文件，而其中加注解@Bean的方法是bean的工廠方法,會由Spring上下文自動調用，并且將返回的對象注冊到上下文中。

spring.factories文件中自動配置類的部分內容

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
......
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration,\
......

(三)、如何覆蓋自動配置的屬性

Spring Boot的自動配置會采用大量的默認值(約定由于配置)，可以通過在類路徑下提供application.properties或者application.yml配置文件來覆蓋默認值，當然部分屬性值必須通過該配置文件來提供，比如如果要使用Spring Boot對數據源的自動配置，則在配置文件中必須提供jdbc的url，否則會拋出異常。

三、集成內嵌容器 ：main方法

Spring Boot支持的內嵌容器Tomcat、Jetty、Undertow本身就支持在Java中內嵌使用，因為這些容器本身就是使用Java編寫的，只不過Spring Boot在main方法的調用鏈中根據自動配置嵌入了這樣的容器。

不使用這樣的內嵌容器也是可以的，在Maven中移除這樣的依賴就可以，當然這個時候如果要通過Spring Boot使用Web相關框架，則需要打包為war包后獨立部署，或者在開發過程中使用IDE環境的開發部署功能。

不使用內嵌容器的Web應用在打包時需要對工程進行一定的修改。

四、打包可運行文件 ：maven-plugin

Maven使用的默認打包工具支持打包jar文件或者war文件，但是打包后的jar文件中不能再嵌入jar文件，而打包后的war文件不能直接運行，為了把工程所有文件打包為一個可直接運行的jar文件或war文件，spring提供了一個maven插件來解決這樣的問題。當然這個插件還提諸如spring-boot:run這樣的開發功能

五、熱啟動 ：devtools

在開發過程中，當完成一個功能單元后，我們會啟動程序查看運行效果，如果代碼需要再次修改，則修改后需要關掉程序，然后重啟程序，這個過程不斷迭代，從而完成代碼的編寫、調試。

Spring Boot 熱啟動通過重寫容器的類加載器，完成程序的部分重啟，從而簡化、加速程序的調試過程。spring-boot-devtools通過兩個類加載器分別加載依賴庫和項目代碼，當spring-boot-devtools發現項目的編譯輸出路徑下有變化時，通過其中的一個類加載器重新加載所有的項目自有代碼，從而完成熱啟動。這樣的熱啟動比冷啟動(關閉、重啟)要快很多，到底快多少取決于項目自有代碼的數量。

和熱啟動對應的還有一個熱替換，是指單獨地替換被修改的某一個class到jvm中，甚至可以單獨替換class的某個方法，這種方式比熱啟動要快，通常使用 JavaAgent 攔截默認加載器的行為來實現，spring有個獨立的項目Spring Loaded就是這么做的，但是項目已經被移到了 attic 了，也就是被Spring束之高閣，所以不建議使用。

六、應用監控：actuator

如果類路徑中有actuator這個組件的話，Spring Boot的自動配置會自動創建一些端點(端點：遵循Restful設計風格的資源，對應于Controller的某一個處理請求的方法)，這些端點接受請求后返回有關應用的相關信息，比如：健康信息、線程信息等。返回的是json格式的數據，而使用 Spring Boot Admin 可以實現這些 JSON 數據的視圖展現，當然也可以為其他應用監控系統監控當前系統提供服務。

七、問題：

為什么pom文件中要繼承spring-boot-starter-parent？

spring-boot-starter-parent是spring-boot提供的一個pom，在該pom中定義了很多屬性，比如：java源文件的字符編碼，編譯級別等，還有依賴管理、資源定義的相關pom配置，項目的pom如果繼承starter-parent，可以減少相關配置

看完上述內容，你們對spring boot的運行原理有進一步的了解嗎？如果還想了解更多相關內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀。