Spring Boot运行方式主要有三种:

    1. 执行带有main方法的类

    2. 命令行 方式下执行java -jar 

    3. spring-boot-plugin的方式

运行springboot工程四种方法：

1直接运行启动类

2利用mvn spring-boot:run运行

3打包成jar包后，利用java -jar xxx.jar运行

4打包成war包后，利用java -jar xxx.war运行

spring boot应用启动原理分析

spring boot quick start

在spring boot里，很吸引人的一个特性是可以直接把应用打包成为一个jar/war，然后这个jar/war是可以直接启动的，不需要另外配置一个Web Server。

如果之前没有使用过spring boot可以通过下面的demo来感受下。 
下面以这个工程为例，演示如何启动Spring boot项目：

• git clone git@github.com:hengyunabc/spring-boot-demo.git




• mvn spring-boot-demo




• java -jar target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar123




如果使用的IDE是spring sts或者idea，可以通过向导来创建spring boot项目。

也可以参考官方教程： 
http://docs.spring.io/spring-boot/docs/current-SNAPSHOT/reference/htmlsingle/#getting-started-first-application

对spring boot的两个疑问

刚开始接触spring boot时，通常会有这些疑问

• spring boot如何启动的？

• spring boot embed tomcat是如何工作的？ 静态文件，jsp，网页模板这些是如何加载到的？

下面来分析spring boot是如何做到的。

打包为单个jar时，spring boot的启动方式

maven打包之后，会生成两个jar文件：

• demo-0.0.1-SNAPSHOT.jardemo-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original12




其中demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original是默认的maven-jar-plugin生成的包。

demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar是spring boot maven插件生成的jar包，里面包含了应用的依赖，以及spring boot相关的类。下面称之为fat jar。

先来查看spring boot打好的包的目录结构（不重要的省略掉）：

• ├── META-INF




• │   ├── MANIFEST.MF




• ├── application.properties




• ├── com




• │   └── example




• │       └── SpringBootDemoApplication.class




• ├── lib




• │   ├── aopalliance-1.0.jar




• │   ├── spring-beans-4.2.3.RELEASE.jar




• │   ├── ...└── org




•    └── springframework




•        └── boot




•            └── loader




•                ├── ExecutableArchiveLauncher.class




•                ├── JarLauncher.class




•                ├── JavaAgentDetector.class




•                ├── LaunchedURLClassLoader.class




•                ├── Launcher.class




•                ├── MainMethodRunner.class




•                ├── ...                123456789101112131415161718192021




依次来看下这些内容。

MANIFEST.MF

• Manifest-Version: 1.0Start-Class: com.example.SpringBootDemoApplicationImplementation-Vendor-Id: com.exampleSpring-Boot-Version: 1.3.0.RELEASECreated-By: Apache Maven 3.3.3Build-Jdk: 1.8.0_60Implementation-Vendor: Pivotal Software, Inc.Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher12345678




可以看到有Main-Class是org.springframework.boot.loader.JarLauncher ，这个是jar启动的Main函数。

还有一个Start-Class是com.example.SpringBootDemoApplication，这个是我们应用自己的Main函数。

• @SpringBootApplicationpublic class SpringBootDemoApplication {





•    public static void main(String[] args) {




•        SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);




•    }




• }1234567




com/example 目录

这下面放的是应用的.class文件。

lib目录

这里存放的是应用的Maven依赖的jar包文件。 
比如spring-beans，spring-mvc等jar。

org/springframework/boot/loader 目录

这下面存放的是Spring boot loader的.class文件。

Archive的概念

• archive即归档文件，这个概念在linux下比较常见

• 通常就是一e79fa5e98193e4b893e5b19e31333363393564个tar/zip格式的压缩包

• jar是zip格式

在spring boot里，抽象出了Archive的概念。

一个archive可以是一个jar（JarFileArchive），也可以是一个文件目录（ExplodedArchive）。可以理解为Spring boot抽象出来的统一访问资源的层。

上面的demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar 是一个Archive，然后demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar里的/lib目录下面的每一个Jar包，也是一个Archive。

• public abstract class Archive {




•    public abstract URL getUrl();    public String getMainClass();    public abstract Collection getEntries();    public abstract List getNestedArchives(EntryFilter filter);12345




可以看到Archive有一个自己的URL，比如：

• jar:file:/tmp/target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar!/1




还有一个getNestedArchives函数，这个实际返回的是demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar/lib下面的jar的Archive列表。它们的URL是：

• jar:file:/tmp/target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar!/lib/aopalliance-1.0.jarjar:file:/tmp/target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-beans-4.2.3.RELEASE.jar12




JarLauncher

从MANIFEST.MF可以看到Main函数是JarLauncher，下面来分析它的工作流程。

JarLauncher类的继承结构是：

• class JarLauncher extends ExecutableArchiveLauncher




• class ExecutableArchiveLauncher extends Launcher12




以demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar创建一个Archive：

JarLauncher先找到自己所在的jar，即demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar的路径，然后创建了一个Archive。

结合Archive提供的getEntries函数，就可以获取到Archive里的Resource。当然里面的细节还是很多的，下面再描述。

spring boot应用启动流程总结

看到这里，可以总结下Spring Boot应用的启动流程：

• spring boot应用打包之后，生成一个fat jar，里面包含了应用依赖的jar包，还有Spring boot loader相关的类

• Fat jar的启动Main函数是JarLauncher，它负责创建一个LaunchedURLClassLoader来加载/lib下面的jar，并以一个新线程启动应用的Main函数。

spring boot loader里的细节

代码地址：https://github.com/spring-projects/spring-boot/tree/master/spring-boot-tools/spring-boot-loader

JarFile URL的扩展

Spring boot能做到以一个fat jar来启动，最重要的一点是它实现了jar in jar的加载方式。

JDK原始的JarFile URL的定义可以参考这里：

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/net/JarURLConnection.html

原始的JarFile URL是这样子的：

• jar:file:/tmp/target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar!/1




jar包里的资源的URL：

• jar:file:/tmp/target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar!/com/example/SpringBootDemoApplication.class1

从一个URL，到最终读取到URL里的内容，整个过程是比较复杂的，总结下：

• spring boot注册了一个Handler来处理”jar:”这种协议的URL

• spring boot扩展了JarFile和JarURLConnection，内部处理jar in jar的情况

• 在处理多重jar in jar的URL时，spring boot会循环处理，并缓存已经加载到的JarFile

• 对于多重jar in jar，实际上是解压到了临时目录来处理，可以参考JarFileArchive里的代码

• 在获取URL的InputStream时，最终获取到的是JarFile里的JarEntryData

这里面的细节很多，只列出比较重要的一些点。

然后，URLClassLoader是如何getResource的呢？

URLClassLoader在构造时，有URL[]数组参数，它内部会用这个数组来构造一个URLClassPath:

• URLClassPath ucp = new URLClassPath(urls);1




在 URLClassPath 内部会为这些URLS 都构造一个Loader，然后在getResource时，会从这些Loader里一个个去尝试获取。 
如果获取成功的话，就像下面那样包装为一个Resource。

• spring boot应用喜欢把配置都写到代码里，有时会带来混乱。一些简单可以用xml来表达的配置可能会变得难读，而且凌乱。

总结

spring boot通过扩展了jar协议，抽象出Archive概念，和配套的JarFile，JarUrlConnection，LaunchedURLClassLoader，从而实现了上层应用无感知的all in one的开发体验。尽管Executable war并不是spring提出的概念，但spring boot让它发扬光大。

spring boot是一个惊人的项目，可以说是spring的第二春，spring-cloud-config, spring-session, metrics, remote shell等都是深爱开发者喜爱的项目、特性。几乎可以肯定设计者是有丰富的一线开发经验，深知开发人员的痛点。