服務啟動堪稱Spring原始碼設計的答案；

一、背景說明

初學SpringBoot框架時，第一次啟動服務，直呼什麼鬼？只需要簡單的幾步設定，幾個核心的註解，就可以快速實現工程的搭建和執行；

雖然從Spring框架遷移到SpringBoot框架，在初期會有很多的不適應，但是更好用的框架會快速得到認可，從而成為主流的技術選型；

對於大多數的框架或者元件來說，如果使用起來越是簡便，那麼其內部的封裝策略就越是複雜；

比如在Spring框架更新到SpringBoot版本時，其用法的簡便與內部封裝的複雜性已經形成強烈的對比；再到SpringCloud微服務架構時，其封裝邏輯複雜到離譜；

對於伺服器端的開發來說，繞不開對Spring框架的深度學習，如果單純站在原始碼閱讀的角度，建議先熟讀SpringBoot啟動流程，然後再適當擴充套件其他原始碼塊；

二、SpringBoot工程

首先聊一聊閱讀原始碼的基本思路，從一個極簡的案例開始，圍繞案例中的核心API作為切入點，通過對原始碼邏輯的斷點偵錯，從而體會其設計的原理；

閱讀SpringBoot的原始碼，可以從服務啟動方法作為切入點，然後不斷的分析啟動過程涉及到的核心API和設計原理，再基於具體的啟動紀錄檔去分析抽象的載入邏輯；

在看具體的原始碼之前，還需要說下分析思路，Spring專案中，要注意每個API所屬工程與層級，然後再去分析API之間關係，核心的構造、屬性、方法等；

在SpringBoot的啟動類中，有兩個核心的切入點，一個是類的構造方法，完成一列的初始化動作；一個是啟動方法，實現應用上下文的建立和裝載；

構造方法：

啟動方法：

需要說明的是，由於SpringBoot服務啟動過程涉及原始碼過多，所以上面的原始碼中只是羅列部分的核心切入點，然後圍繞這些關鍵流程展開，分析一些常見的原始碼設計；

另外說明一點，以下原始碼的核心版本：JDK-1.8，spring-5.2.4，spring-boot-2.2.5，在不同的版本下原始碼會存在差異；

三、應用上下文

服務啟動時，根據應用型別判斷建立的上下文，此處啟動的是基於servlet的web應用，所以也依賴相應的web伺服器，預設為Tomcat；

啟動方法的核心在於對應用上下文的建立、準備、重新整理，應用上下文是一個十分抽象的描述，可以理解為應用執行的整體環境，其中涉及到資源載入，組態檔裝配，執行服務的管理等，後續的原始碼分析都圍繞該API展開；

ApplicationContext：應用上下文核心介面，在該介面中所有的方法都是唯讀模式，即只能通過Get方法進行存取；

ConfigurableApplicationContext：上下文設定擴充套件介面，提供了應用上下文的設定能力，生命週期的維護，以及在關閉之後的相關資源釋放；

AbstractApplicationContext：上下文介面抽象實現，核心的API，對應用上下文中的公共能力做了實現；

ConfigurableWebApplicationContext：Web應用上下文設定擴充套件介面，提供了Web應用的上下文設定能力；

WebServerApplicationContext：Web服務上下文，建立並管理Web應用的伺服器，在該流程中嵌入的是Tomcat服務；

根據應用上下文幾個核心的API設計，體會Spring原始碼的設計思路，從頂級的介面開始，不斷向下擴充套件並且新增方法，理解抽象實現類的邏輯，以及服務執行時所依賴的具體API；

四、資源載入

什麼是資源，可以是各種型別的檔案和設定，位元組輸入流的轉換，也可以是URL資源定位，Spring框架在執行的過程中，需要依賴Resource介面實現對底層資源的存取；

Resource：資源描述的頂級介面，提供了一系列的方法，繼承InputStreamSource介面，支援將資源轉換為流的形式操作；

AbstractResource：資源存取的抽象實現類，這裡的設計原理與AbstractApplicationContext類似，提供資源存取方法的基礎實現；

ResourceLoader：資源載入的封裝介面，應用下文需要依賴該介面實現資源的獲取與存取；

針對不同應用場景需求，Resource介面的實現類有如下幾個：FileSystemResource檔案系統資源，ClassPathResource類路徑下資源，InputStreamResource輸入流資源等；

五、應用環境

對於Property和Environment原始碼設計體系，參考上述的原始碼模組，在思路上是相似的，此處不多描述；

應用程式的屬性和環境涉及到的引數描述非常多，比較直接的手段是通過System類中的方法輸出，至於資訊如何載入，在StandardEnvironment類中提供了方法，可以斷點檢視；

六、Bean物件

基於Spring框架的應用程式中，由Spring容器負責建立，裝配，設定屬性，進而管理整個生命週期的物件，稱為Bean物件；Bean的生命週期非常複雜，過程大致如下：範例化，屬性載入，初始化前後管理，銷燬；

BeanFactory：工廠類，Spring框架的核心能力，Bean容器的頂級介面，提供了一系列Bean物件的存取方法，是IOC思想和依賴注入的基礎支撐；

ConfigurableBeanFactory：Bean容器可設定化介面，該擴充套件介面只是為了允許框架內部的隨插即用和存取bean工廠的設定方法；

AbstractBeanFactory：Bean管理的抽象實現類，可以檢視其內部doGetBean方法，提供Bean範例物件的獲取邏輯，如果無法獲取則執行建立邏輯；

七、Tomcat服務

初次啟動SpringBoot工程時，最大的疑問就是可見Tomcat啟動紀錄檔，但是沒有顯式的做伺服器裝配，直接啟動JAR包即可，這在流程上簡化了一大步；

WebServer：Web應用伺服器介面，比如常用的Tomcat，Jetty，Netty等，根據應用型別選擇，只提供了啟動、停止、獲取埠三個方法，通過WebServerApplicationContext與應用上下文相關聯；

TomcatWebServer：SpringBoot框架管理內建Tomcat服務的核心類，對Tomcat生命週期的管理提供了一層包裝；

Tomcat：Apache元件中輕量級Tomcat啟動器，提供了Tomcat基礎設定，比如預設的Port和HostName，以及生命週期管理的方法，TomcatWebServer類中呼叫的就是該API中的具體方法；

八、事件模型

事件驅動模型是複雜流程中的常用解耦手段，即通過事件傳送和監聽兩個拆解動作，實現流程的分步執行，這在SpringBoot啟動流程和上下文裝載中更是發揮的淋漓盡致；

ApplicationEvent：應用事件基礎抽象類，繼承自JDK中EventObject類，具體事件會繼承該類，內部宣告了事件源和發生時間兩個核心屬性；

ApplicationEventMulticaster：應用事件廣播的頂級介面，可以將指定的應用事件廣播給適合的監聽器；

SimpleApplicationEventMulticaster：應用事件廣播介面的簡單實現，可以斷點該類的multicastEvent方法，檢視廣播時應用事件和其相應的監聽器；

ApplicationListener：應用事件監聽器介面，繼承自JDK中EventListener介面，Spring中擴充套件了多種具體的事件監聽器，以實現各種不同的場景需求，比如最常見的ConfigFileApplicationListener組態檔監聽器；

九、設定載入

SpringBoot工程中，組態檔的管理策略非常複雜，有內部程式執行載入設定，也有外部整合的元件設定，當然最核心的就是工程的自定義設定；

ConfigFileApplicationListener.Loader：組態檔監聽器的內部類，實現對工程中的設定源載入，其核心邏輯在Loader.load方法中實現，具體邏輯由相關的實現類完成；

PropertySourceLoader：設定載入的策略介面，在Spring工程中支援多種型別的檔案設定，比如yml、yaml、properties、xml，需要通過檔案的擴充套件名選擇相應的載入實現類；

YamlPropertySourceLoader：載入.yml或者.yaml型別的檔案，SpringBoot工程中常用的組態檔型別，最終轉換成Name和Value的屬性源集合，即通過PropertySource抽象類來描述；

十、資料庫整合

Spring框架的強大之處還在於能夠和其他元件進行簡單快速的整合，比如常用的資料庫、快取、訊息佇列等各種型別的元件，分析內部的整合邏輯，會發現很多原理上的相似性，尤其在SpringBoot框架中，約定大於設定；

DataSourceAutoConfiguration：SpringBoot工程中資料庫的自動化設定類，在設定中Hikari是預設選擇的連線池，也是號稱速度最快的；

DataSourceProperties：資料來源設定相關的基礎類，在DataSourceConfiguration設定類中，會基於引數去建立資料來源物件；

HikariDataSource：Hikari連線池元件中的資料來源API，描述資料來源的具體資訊，例如設定、連線池、狀態等，具體的資料庫連線邏輯是在該元件內部完成的；

基於SpringBoot整合資料庫的原理，可以擴充套件性的看看：Redis元件的RedisAutoConfiguration設定類；Kafka元件的KafkaAutoConfiguration設定類，Elasticsearch元件的RestClientAutoConfiguration設定類，在設計原理上都有異曲同工之妙；

寫在最後

從個人經驗來看，想要閱讀Spring框架的原始碼設計，需要基於應用流程先構建一個大的輪廓結構，理解設計中的常用策略和原理，然後再深入單個模組的細節邏輯，這樣容易找到閱讀節奏；

本文並沒有涉及原始碼中過多的細節邏輯，只是從服務啟動作為切入點，整理與開發關聯性較為直接的原始碼模組，描述個人對於Spring原始碼閱讀的基礎思路。

十一、參考原始碼

應用倉庫：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent

元件封裝：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-frame-parent