Spring Boot 启动时做了什么？

启动从main方法调用静态方法SpringApplication.run(MainClass.class, args)开始，最终会返回一个应用上下文ConfigurableApplicationContext。
通常MainClass，即应用的主类会带@SpringBootApplication注解

初始化SpringApplication对象

构造方法中设置了资源加载器ResourceLoader，主资源primarySource，web应用类型，初始化ApplicationContextInitializer和ApplicationListener，应用的主类（main方法所在的类，默认情况下应该和primarySource是同一个类）。

应用类型分为：SERVLET应用、REACTIVE应用、非WEB应用。

在ResourceLoader中可以指定应用加载的资源和类加载器。

其中initializer和listener都会从META-INF/spring.factories中加载实例，大部分都定义在spring-boot-x.x.x.RELEASE.jar和spring-boot-autoconfigure-x.x.x.RELEASE.jar文件中。

初始化完成后则调用SpringApplication对象的run方法（不是静态的run方法），run方法完成了整个应用的初始化。SpringApplication提供了一些set接口，可以在调用run方法之前对其进行定制。

spring应用生命周期

下面就正式进入run方法。SpringApplicationRunListener接口定义了spring应用生命周期中的几个状态，下面就根据这些状态完整介绍一下spring应用生命周期，在每个状态下都描述了进入该状态需要完成的操作，进入相应状态后会调用SpringApplicationRunListener接口的对应方法。

starting

进入starting状态前，最主要的操作是实例化SpringApplicationRunListener。SpringApplicationRunListener也是从META-INF/spring.factories中加载实例。

SpringApplicationRunListener接口是一个spring全生命周期的钩子，会在spring应用的各个生命周期被调用。

默认应该至少会有一个EventPublishingRunListener，定义在spring-boot-x.x.x.RELEASE.jar中。EventPublishingRunListener用于发布Spring事件SpringApplicationEvent，应用准备启动时就会发布一个ApplicationStartingEvent事件。

environment prepared

解析命令行参数，存到ApplicationArguments接口的实现类DefaultApplicationArguments中，以"--"开头的参数会被解析为option参数，否则解析为非option参数。

初始化Environment，Environment中的getPropertySources()保存了所有的属性源，命令行参数解析后也被加入到属性源中，这样应用的命令行参数就可以做为Spring的properties来使用，也可以在Environment中读取到。

从属性源中查找spring.profiles.active属性，设置为Environment的激活profile，另外，如果有在SpringApplication对象上添加额外的profile（通过调用setAdditionalProfiles），这些profile会合并到Environment中。

把Environment绑定到SpringApplication，以便后续使用。

环境准备完成后，由EventPublishingRunListener广播了一个ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，订阅了此事件的监听器有：

• ConfigFileApplicationListener，在这里会加载application.properties文件
• LoggingApplicationListener，这里会初始化应用的日志系统，参阅日志系统加载

context prepared

打印banner，属性banner.location=classpath:banner.txt定义了banner的内容，可以添加banner.txt文件来修改banner。

创建应用上下文实例，根据应用类型来决定上下文的类型，创建实例。可以通过SpringApplication的setApplicationContextClass来自定义应用上下文类型，如果这么做应用类型就会根据上下文类型来推断。

从META-INF/spring.factories中实例化SpringBootExceptionReporter，用于报告应用启动时产生的异常。

后处理应用上下文postProcessApplicationContext（可重写）。这里很重要的是把SpringApplication中的resourceLoader和classloader设置到上下文中，如果构造SpringApplication对象时指定了resourceLoader则需要关注。

调用所有ApplicationContextInitializer实例的initialize方法进行初始化操作。

context loaded

打印应用的启动日志和激活的profile日志。

使用context.getBeanFactory().registerSingleton()方法注册了几个单例bean:springApplicationArguments、springBootBanner。

从primarySources和sources中加载BeanDefinition，一般至少有一个primarySource(springboot的主类），这里的source可以是配置类、package或xml、groovy。
加载是通过BeanDefinitionLoader这个类的实例来完成的，BeanDefinitionLoader提供了几个重载的load方法，可分别从各种source中加载BeanDefinition。

• 如果资源是带注解的Class将委托给AnnotatedBeanDefinitionReader来加载
• 如果资源是xml文件将委托给XmlBeanDefinitionReader来加载
• 如果资源是groovy（SpringBoot支持）将委托给GroovyBeanDefinitionReader来加载
• 如果资源是Package将委托给ClassPathBeanDefinitionScanner进行包路径扫描

加载完成后在beanFactory中就可以使用BeanDefinition。

started

调用AbstractApplicationContext的refresh()进行上下文刷新。

上下文刷新最主要的操作是把BeanDefinition转化为Bean对象实例。

自动化配置也在这一步完成，在refresh()中会调用invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)，进而通过ConfigurationClassPostProcessor完成自动化配置，详见自动化配置

如果设置了registerShutdownHook=true，这一步还会注册应用程序关闭钩子，调用AbstractApplicationContext的doClose()方法，这里会发布ContextClosedEvent事件，当然还预留了一个onClose()方法交给子类去实现。

afterRefresh()，这个方法的默认实现是空的，应该是spring在这留的一个扩展点

running

运行所有的CommandLineRunner或ApplicationRunner bean

failed

以上除了进入starting状态之前做的一些初始化操作之外，其他任何一处发生异常都会使应用进入failed状态，并进行应用退出的处理：处理退出码、报告异常。

日志系统加载

SpringBoot提供了对日志系统的抽象，顶级抽象类是org.springframework.boot.logging.LoggingSystem，下面有几个实现类是LogbackLoggingSystem、Log4J2LoggingSystem分别表示logback日志系统和log4j2日志系统。

日志系统的加载步骤：

1. 监听到ApplicationStartingEvent事件，从当前classpath中查找特定的类，如果找到ch.qos.logback.core.Appender则创建LogbackLoggingSystem，如果找到org.apache.logging.log4j.core.impl.Log4jContextFactory则创建Log4J2LoggingSystem
2. 调用日志系统的beforeInitialize()进行预初始化
3. 监听到ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，对日志系统进行初始化
4. 创建日志文件对象，日志文件的位置在${logging.file.path}+${logging.file.path}
5. 把日志相关的属性设置到SystemProperty中
6. 调用日志系统的initialize()进行初始化

属性源优先级

所有属性源中的属性都可以在代码中用@Value来直接使用，或直接注入Environment对象，使用Environment对象来动态获取，或可以绑定到@ConfigurationProperties上。

在不同的属性源中如果有相同的属性，将会按优先级顺序加载，优先级如下：

1. 家目录下的~/.spring-boot-devtools.properties文件（如果开启了devtools）
2. 用@TestPropertySource标记的类
3. 测试目录下的properties
4. 命令行参数
5. SPRING_APPLICATION_JSON属性，可以用--spring.application.json='{"name":"test"}'方式在命令行设置一串json属性
6. ServletConfig初始化参数
7. ServletContext初始化参数
8. 来自于java:comp/env的JNDI属性
9. Java系统属性，即System.getProperties()
10. 操作系统环境变量
11. 随机值属性源RandomValuePropertySource，会提供一些random.*属性
12. jar包外带profile的属性文件，即application-{profile}.properties/yml
13. jar包内带profile的属性文件
14. jar包外不带profile的属性文件，即application.properties/yml
15. jar包内不带profile的属性文件
16. 用@PropertySource和@Configuration标记的类
17. 用SpringApplication.setDefaultProperties设置的默认属性