一、背景說明

初學SpringBoot框架時，第一次啟動服務，直呼什么鬼？只需要簡單的幾步配置，幾個核心的注解，就可以快速實現工程的搭建和運行；

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；

對于大多數的框架或者組件來說，如果使用起來越是簡便，那么其內部的封裝策略就越是復雜；

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復雜性已經形成強烈的對比；再到SpringCloud微服務框架時，其封裝邏輯復雜到離譜；

對于服務端的開發來說，繞不開對Spring框架的深度學習，如果單純站在源碼閱讀的角度，建議先熟讀SpringBoot啟動流程，然后再適當擴展其他源碼塊；

二、SpringBoot工程

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

閱讀SpringBoot的源碼，可以從服務啟動方法作為切入點，然后不斷的分析啟動過程涉及到的核心API和設計原理，再基于具體的啟動日志去分析抽象的加載邏輯；

在看具體的源碼之前，還需要說下分析思路，Spring項目中，要注意每個API所屬工程與層級，然后再去分析API之間關系，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，實現應用上下文的創建和裝載；

構造方法：

啟動方法：

需要說明的是，由于SpringBoot服務啟動過程涉及源碼過多，所以上面的源碼中只是羅列部分的核心切入點，然后圍繞這些關鍵流程展開，分析一些常見的源碼設計；

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

三、應用上下文

服務啟動時，根據應用類型判斷創建的上下文，此處啟動的是基于servlet的web應用，所以也依賴相應的web服務器，默認為Tomcat；

啟動方法的核心在于對應用上下文的創建、準備、刷新，應用上下文是一個十分抽象的描述，可以理解為應用運行的整體環境，其中涉及到資源加載，配置文件裝配，運行服務的管理等，后續的源碼分析都圍繞該API展開；

ApplicationContext：應用上下文核心接口，在該接口中所有的方法都是只讀模式，即只能通過Get方法進行訪問；

ConfigurableApplicationContext：上下文配置擴展接口，提供了應用上下文的配置能力，生命周期的維護，以及在關閉之后的相關資源釋放；

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

ConfigurableWebApplicationContext：Web應用上下文配置擴展接口，提供了Web應用的上下文配置能力；

WebServerApplicationContext：Web服務上下文，創建并管理Web應用的服務器，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源碼的設計思路，從頂級的接口開始，不斷向下擴展并且新增方法，理解抽象實現類的邏輯，以及服務運行時所依賴的具體API；

四、資源加載

什么是資源，可以是各種類型的文件和配置，字節輸入流的轉換，也可以是URL資源定位，Spring框架在運行的過程中，需要依賴Resource接口實現對底層資源的訪問；

Resource：資源描述的頂級接口，提供了一系列的方法，繼承InputStreamSource接口，支持將資源轉換為流的形式操作；

AbstractResource：資源訪問的抽象實現類，這里的設計原理與AbstractApplicationContext類似，提供資源訪問方法的基礎實現；

ResourceLoader：資源加載的封裝接口，應用下文需要依賴該接口實現資源的獲取與訪問；

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

五、應用環境

對于Property和Environment源碼設計體系，參考上述的源碼模塊，在思路上是相似的，此處不多描述；

應用程序的屬性和環境涉及到的參數描述非常多，比較直接的手段是通過System類中的方法輸出，至于信息如何加載，在StandardEnvironment類中提供了方法，可以斷點查看；

六、Bean對象

基于Spring框架的應用程序中，由Spring容器負責創建，裝配，設置屬性，進而管理整個生命周期的對象，稱為Bean對象；Bean的生命周期非常復雜，過程大致如下：實例化，屬性加載，初始化前后管理，銷毀；

BeanFactory：工廠類，Spring框架的核心能力，Bean容器的頂級接口，提供了一系列Bean對象的訪問方法，是IOC思想和依賴注入的基礎支撐；

ConfigurableBeanFactory：Bean容器可配置化接口，該擴展接口只是為了允許框架內部的即插即用和訪問bean工廠的配置方法；

AbstractBeanFactory：Bean管理的抽象實現類，可以查看其內部doGetBean方法，提供Bean實例對象的獲取邏輯，如果無法獲取則執行創建邏輯；

七、Tomcat服務

初次啟動SpringBoot工程時，最大的疑問就是可見Tomcat啟動日志，但是沒有顯式的做服務器裝配，直接啟動JAR包即可，這在流程上簡化了一大步；

WebServer：Web應用服務器接口，比如常用的Tomcat，Jetty，Netty等，根據應用類型選擇，只提供了啟動、停止、獲取端口三個方法，通過WebServerApplicationContext與應用上下文相關聯；

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

Tomcat：Apache組件中輕量級Tomcat啟動器，提供了Tomcat基礎配置，比如默認的Port和HostName，以及生命周期管理的方法，TomcatWebServer類中調用的就是該API中的具體方法；

八、事件模型

事件驅動模型是復雜流程中的常用解耦手段，即通過事件發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，內部聲明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接口，可以將指定的應用事件廣播給適合的監聽器；

SimpleApplicationEventMulticaster：應用事件廣播接口的簡單實現，可以斷點該類的multicastEvent方法，查看廣播時應用事件和其相應的監聽器；

ApplicationListener：應用事件監聽器接口，繼承自JDK中EventListener接口，Spring中擴展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配置文件監聽器；

九、配置加載

SpringBoot工程中，配置文件的管理策略非常復雜，有內部程序執行加載配置，也有外部集成的組件配置，當然最核心的就是工程的自定義配置；

ConfigFileApplicationListener.Loader：配置文件監聽器的內部類，實現對工程中的配置源加載，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：配置加載的策略接口，在Spring工程中支持多種類型的文件配置，比如yml、yaml、properties、xml，需要通過文件的擴展名選擇相應的加載實現類；

YamlPropertySourceLoader：加載.yml或者.yaml類型的文件，SpringBoot工程中常用的配置文件類型，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、數據庫集成

Spring框架的強大之處還在于能夠和其他組件進行簡單快速的集成，比如常用的數據庫、緩存、消息隊列等各種類型的組件，分析內部的集成邏輯，會發現很多原理上的相似性，尤其在SpringBoot框架中，約定大于配置；

DataSourceAutoConfiguration：SpringBoot工程中數據庫的自動化配置類，在配置中Hikari是默認選擇的連接池，也是號稱速度最快的；

DataSourceProperties：數據源配置相關的基礎類，在DataSourceConfiguration配置類中，會基于參數去創建數據源對象；

HikariDataSource：Hikari連接池組件中的數據源API，描述數據源的具體信息，例如配置、連接池、狀態等，具體的數據庫連接邏輯是在該組件內部完成的；

基于SpringBoot集成數據庫的原理，可以擴展性的看看：Redis組件的RedisAutoConfiguration配置類；Kafka組件的KafkaAutoConfiguration配置類，Elasticsearch組件的RestClientAutoConfiguration配置類，在設計原理上都有異曲同工之妙；

寫在最后

從個人經驗來看，想要閱讀Spring框架的源碼設計，需要基于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，然后再深入單個模塊的細節邏輯，這樣容易找到閱讀節奏；

本文并沒有涉及源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源碼模塊，描述個人對于Spring源碼閱讀的基礎思路。

十一、參考源碼

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

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