Spring Boot 3启动加载器详解（含源码解析）

一、引言

Spring Boot 3启动加载器是提升开发效率和应用程序启动速度的关键组件。本文将详细介绍Spring Boot 3的启动加载器，包括其实现方式、应用场景及工作原理等。

说明：本文分析使用的Spring Boot源码版本为3.3.5

二、启动加载器简介

启动加载器在Spring Boot中扮演着重要的角色，它允许开发者在应用程序启动时执行一些初始化任务。Spring Boot提供了两种主要的启动加载器接口：CommandLineRunner和ApplicationRunner。通过实现这两个接口，开发者可以定义在应用程序启动时需要执行的代码。

三、启动加载器实现方式及区别

实现方式

1、CommandLineRunner接口
CommandLineRunner接口允许开发者在Spring Boot应用程序启动时执行代码，并接收命令行参数。实现该接口需要覆盖run方法，并注册为Spring容器中的Bean。

   @Component@Order(1)public class FirstCommandLineRunner implements CommandLineRunner {@Overridepublic void run(String... args) throws Exception {System.out.println("run FirstCommandLineRunner");}}

下面是该接口的源码中的说明：
CommandLineRunner源码

核心内容是：

  • 用于指示当一个 Bean 被包含在 SpringApplication 中时应该运行的接口。
  • 同一个应用上下文中可以定义多个 CommandLineRunner Bean ，并且可以通过实现 Ordered 接口或使用 @Order 注解来对它们进行排序。
  • 如果需要访问 ApplicationArguments 而不是原始的字符串数组，可以考虑使用 ApplicationRunner。

2、ApplicationRunner接口
ApplicationRunner接口与CommandLineRunner类似，也是一个函数式接口，但它接收的参数是ApplicationArguments，而不是简单的字符串数组。ApplicationArguments提供了更丰富的参数处理功能，如获取源参数、选项名称等。

   @Component@Order(2)public class FirstApplicationRunner implements ApplicationRunner {@Overridepublic void run(ApplicationArguments args) throws Exception {System.out.println("run FirstApplicationRunner");}}

下面是该接口的源码中的说明：
ApplicationRunner源码

核心内容是：

  • 用于指示当一个 Bean 被包含在 SpringApplication 中时应该运行的接口。
  • 同一个应用上下文中可以定义多个 ApplicationRunner Bean，并且可以通过实现Ordered接口或使用@Order 注解来对它们进行排序。

3、 使用@Order注解
@Order注解可以用来指定多个启动加载器的执行顺序。数值越小，优先级越高。

@Component@Order(1)public class FirstCommandLineRunner implements CommandLineRunner {// ...}@Component@Order(2)public class FirstApplicationRunner implements ApplicationRunner {// ...}

两种实现方式的区别

CommandLineRunner和ApplicationRunner是两种启动加载器接口，它们的主要区别在于参数类型和灵活性。

CommandLineRunner

  • 参数类型：CommandLineRunner接口的run方法接收一个String[]类型的参数，这个参数包含了启动应用时传递的命令行参数。
  • 灵活性：由于CommandLineRunner直接接收字符串数组作为参数，因此它提供了对命令行参数的基本访问。然而，这种访问方式相对简单，没有提供对参数进行进一步解析或分类的功能。
  • 使用场景：当应用需要快速访问命令行参数，并且不需要对参数进行复杂解析时，CommandLineRunner是一个合适的选择。

ApplicationRunner

  • 参数类型：ApplicationRunner接口的run方法接收一个ApplicationArguments类型的参数。ApplicationArguments是一个更复杂的对象，它提供了对命令行参数的详细访问，包括原始参数、选项参数、非选项参数等。
  • 灵活性：ApplicationRunner通过ApplicationArguments对象提供了对命令行参数的丰富访问方式。这使得开发者可以更方便地解析和处理命令行参数，包括区分选项参数和非选项参数，以及获取参数的默认值等。
  • 使用场景：当应用需要处理复杂的命令行参数，或者需要对参数进行精细分类和解析时，ApplicationRunner是更合适的选择。

四、应用场景

启动加载器在Spring Boot应用程序中有广泛的应用场景，包括但不限于：

  • 初始化数据：在应用启动时加载或初始化必要的数据，如数据库表结构、缓存配置等。
  • 配置检查：验证应用程序的配置是否正确。
  • 第三方服务调用：在启动时调用第三方服务进行必要的初始化。
  • 日志记录：记录应用启动的时间、版本信息等日志信息。
  • 版本兼容性检查：检查依赖库或第三方服务的版本兼容性，确保应用能够正常运行。

五、工作原理

Spring Boot的启动加载器工作原理相对简单，但非常有效。在应用程序启动时，Spring Boot会查找所有实现了CommandLineRunner和ApplicationRunner接口的Bean，并按照优先级顺序（通过@Order注解或默认的排序规则）调用它们的run方法。

具体来说，Spring Boot应用启动时，org.springframework.boot.SpringApplication#run(java.lang.String…)方法会调用callRunners方法，该方法会获取所有实现了启动加载器接口的Bean，并进行排序。然后，它会遍历这些Bean，并调用它们的run方法。

启动加载器调用栈

源码如下：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {// ...callRunners(context, applicationArguments);// ...
}private void callRunners(ConfigurableApplicationContext context, ApplicationArguments args) {ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();String[] beanNames = beanFactory.getBeanNamesForType(Runner.class);Map<Runner, String> instancesToBeanNames = new IdentityHashMap<>();for (String beanName : beanNames) {instancesToBeanNames.put(beanFactory.getBean(beanName, Runner.class), beanName);}Comparator<Object> comparator = getOrderComparator(beanFactory).withSourceProvider(new FactoryAwareOrderSourceProvider(beanFactory, instancesToBeanNames));instancesToBeanNames.keySet().stream().sorted(comparator).forEach((runner) -> callRunner(runner, args));}

callRunners 方法的主要功能是从给定的 ConfigurableApplicationContext 中获取所有实现了 Runner 接口的 Bean，并按照一定的顺序调用这些 Bean 的 run 方法。

  1. 获取 Bean 工厂：从 context 中获取 ConfigurableListableBeanFactory。
  2. 获取 Bean 名称：从 Bean 工厂中获取所有实现了 Runner 接口的 Bean 的名称。
  3. 创建映射：创建一个 Map，将每个 Runner 实例与其对应的 Bean 名称关联起来。
  4. 排序：使用 getOrderComparator 获取一个排序器，并设置一个源提供者，以便根据依赖关系对 Runner 实例进行排序。
  5. 调用 Runner：遍历排序后的 Runner 实例，并依次根据 Runner 实现的具体接口（ApplicationRunner 或 CommandLineRunner）调用相应的 run 方法。

六、总结

Spring Boot 3的启动加载器为开发者提供了一个灵活而强大的机制，用于在应用程序启动时执行必要的初始化任务。通过实现CommandLineRunner或ApplicationRunner接口，并结合@Order注解，开发者可以轻松地定义和管理启动加载器，从而提升应用程序的启动速度和开发效率。

在实际开发中，合理利用启动加载器可以大大简化初始化任务的编写和管理，使应用程序更加健壮和易于维护。这些启动加载器在初始化数据、安全检查、日志记录等场景中发挥着重要作用，有助于提升应用的稳定性和可靠性。

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