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一、项目背景

截止2023.05.18，springboot发布了最新版本3.1.0。而在我们开发项目中，springboot一直使用的是1.5.8版本(相差6年的维护更新)。版本差距较大，很多新功能未能得到使用。例如近几年Loom的兴起，springboot也在3.0开始对虚拟线程进行了支持。

所以项目组开始计划对项目中的springboot版本进行升级改造。翻阅了springboot官方升级指引，不建议直接对springboot版本进行较大跨度的升级。小组制定了从1.5.8->2.1.0,2.1.0->2.7.9,2.7.9->3.0.5的升级改造计划。

二、Springboot简介

Springboot是Spring家族中的一个框架，它是用来简单应用程序的创建和开发过程，化繁为简，简化SSM(SpringMVC + Spring + MyBatis)框架的配置。比如说在使用SSM框架开发的时候，我们需要配置web.xml，配置spring，配置mybatis，并将它们整合到一起，而是用Springboot就不同了，它采用了大量的默认配置来简化这些文件的配置过程。

三、Springboot特性

【1】能够快速创建基于Spring的应程序。
【2】能够直接使用Java main方法启动内嵌的Tomcat服务器运行Spring Boot程序，不需要部署war包文件。
【3】提供约定的starter POM来简化Maven配置， 让Maven的配置变得简单。
【4】自动化配置，根据项目的Maven依赖配置，SpringBoot 自动配置Spring、SpringMVC等。
【5】提供了程序的健康检查等功能基本可以不使用XML配置文件，采用注解配置。

四、springboot模块介绍

我们先来对SpringBoot的源码模块来一个大致的了解，如下图：
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3.0.x

从上图可以看到，主要有以下四个模块：
【1】spring-boot-project：整个SpringBoot框架全部功能在这个模块实现，SpringBoot项目95%的代码都在这里实现，源码总共有25万行左右。
【2】Spring-boot-samples：这个是SpringBoot给小伙伴们赠送的福利，里面包含了各种各样使用SpringBoot的简单demo，我们调试阅读源码的时候可以充分利用该模块。
【3】Spring-boot-sample-invoker：这个模块应该是跟sample模块有关，注意根pom.xml中有这么一句话：Samples are built via the invoker plugin（Samples模块通过invoker插件生成），该模块无代码。
【4】Spring-boot-tests：这个模块SpringBoot的测试模块，跟部署测试和集成测试有关。

因为SpringBoot的全部功能在spring-boot-project模块实现，因此下面重点来介绍下 spring-boot-project 模块。

五、spring-boot-project源码模块详解

先来看下spring-boot-project整体模块结构
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模块众多我们真正要看的模块有spring-boot，spring-boot-autoconfigure，spring-boot-starters和spring-boot-actuator模块
【1】spring-boot-parent： 这个模块没有代码，是spring-boot模块的父项目，被其他子模块继承。

【2】spring-boot： 这个模块是SpringBoot项目的核心，可以说一些基础核心的功能都在这里实现，为SpringBoot的其他模块组件功能提供了支持，主要包括以下核心功能：
1、SpringApplication类，这个是SpringBoot的启动类，提供了一个静态的run方法来启动程序，该类主要用来创建并且刷新Spring容器 ( https://cloud.tencent.com/product/tke?from=20065&from_column=20065 )ApplicationContext.
2、支持选择不同的容器比如Tomcat,Jetty、等来作为应用的嵌入容器。
3、外部配置支持，这个指的是我们执行java -jar xxx.jar命令时可以带一些参数，比如执行java -jar demo.jar --server.port=8888来将应用端口修改为8888.
4、该模块内置了一些SpringBoot启动时的生命周期事件和一些容器初始化器(ApplicationContext initializers)，来执行一些SpringBoot启动时的初始化逻辑。

【3】spring-boot-autoconfigure： 这个模块跟SpringBoot的自动配置有关。比如SpringBoot能基于类路径来自动配置某个项目模块，自动配置最为关键的注解是@EnableAutoConfiguration,这个注解能触发Spring上下文的自动配置。

除了根据类路径来进行自动配置外，还有根据容器中是否存在某个bean等方式来进行自动配置。

【4】spring-boot-starters： 这个模块是跟SpringBoot的启动依赖有关。SpringBoot通过提供众多起步依赖降低项目依赖的复杂度。起步依赖其实就是利用maven项目模型将其他相关的依赖给聚合起来，里面各种依赖的版本号都给定义好，避免用户在引入依赖时出现各种版本冲突，方便了我们的使用。

注意，该模块没有代码，主要是通过maven的pom.xml来组织各种依赖。

【5】 spring-boot-actuator： 这个跟SpringBoot的监控有关。可以通过HTTP端点或JMX等来管理和监控应用。审计、运行状况和度量收集可以自动应用到应用程序。这个监控模块是开箱即用的，提供了一系列端点包括HealthEndpoint, EnvironmentEndpoint和BeansEndpoint等端点。

用一张思维导图解释模块关系

六、springboot启动原理介绍

在springboot升级时，遇到问题，需要debug Springboot启动过程原码。不熟悉springboot启动过程，会增大问题排查难度。

内置tomcat

我们开发任何一个Spring Boot项目，都会用到如下的启动类@SpringBootApplication

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

@SpringBootApplication背后的秘密

@SpringBootConfiguration 相当于@Configuration，意义在于能让@SpringBootApplication的配置类能被@ComponentScan扫描。

@Configuration的注解类标识这个类可以使用Spring IoC容器作为bean定义的来源。

提到@Configuration就要提到他的搭档@Bean。使用这两个注解就可以创建一个简单的spring配置类，可以用来替代相应的xml配置文件。

@Bean注解告诉Spring，一个带有@Bean的注解方法将返回一个对象，该对象应该被注册为在Spring应用程序上下文中的bean。

@ComponentScan功能其实就是自动扫描并加载符合条件的组件（比如@Component和@Repository等）或者bean定义，最终将这些bean定义加载到IoC容器中。

我们可以通过basePackages等属性来细粒度的定制@ComponentScan自动扫描的范围，如果不指定，则默认Spring框架实现会从声明@ComponentScan所在类的package进行扫描。

注：所以SpringBoot的启动类最好是放在root package下，因此默认不指定basePackages。

@EnableAutoConfiguration 用于启用自动装配，路径扫描、组件装配等通过此注解实现。

@EnableAutoConfiguration的理念和做事方式其实一脉相承，简单概括一下就是，借助@Import的支持，收集和注册特定场景相关的bean定义。

@EnableAutoConfiguration会根据类路径中的jar依赖为项目进行自动配置，如：添加了spring-boot-starter-web依赖，会自动添加Tomcat和Spring MVC的依赖，Spring Boot会对Tomcat和Spring MVC进行自动配置。

@EnableAutoConfiguration作为一个复合Annotation，其自身定义关键信息如下：

1.5.x


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其中，最关键的要属@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)，借助AutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以帮助SpringBoot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。就像一只“八爪鱼”一样，借助于Spring框架原有的一个工具类：SpringFactoriesLoader的支持，@EnableAutoConfiguration可以智能的自动配置功效才得以大功告成！

SpringFactoriesLoader属于Spring框架私有的一种扩展方案，其主要功能就是从指定的配置文件META-INF/spring.factories加载配置,并实例化,加入IOC容器中。

深入探索SpringApplication执行流程

main方法作为入口,SpringApplicationRunListener是一个更底层的接口，它可以监听Spring应用程序中的更多事件，包括应用程序的启动和关闭、上下文创建和刷新、以及各种错误和异常。SpringApplicationRunListener的实现可以在应用程序的生命周期的任何时候被调用。

ApplicationListener是一个更高层次的接口，它只能监听Spring应用程序中的特定事件，如上下文刷新事件、上下文关闭事件等。ApplicationListener的实现只能在应用程序上下文创建之后才能被调用。


外置tomcat： spring boot war启动是利用Servlet 3.0新增的ServletContainerInitializer接口结合SPI（Service Provider Interface）机制实现的。

1.设置当前项目的打包方式,启动类所在目录的pom文件

<packaging>war</packaging>

2.让tomcat相关的依赖不参与打包部署 ，因为外置tomcat服务器已经有这些jar包

<!--让它不参与打包部署，或者排除内嵌tomcat-->
<dependency>
    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

3.支持启动springboot应用,需要在启动类

public class TomcatStartSpringBoot extends SpringBootServletInitializer {
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {
        return builder.sources(Application.class);
    }
}

4.配置并启动tomcat

5.根据Servlet3.0规范，找到ServletContainerInitializer ，进行实例化。包路径：org\springframework\spring-web\4.3.14.RELEASE\spring-web-4.3.14.RELEASE.jar!\METAINF\services\javax.servlet.ServletContainerInitializer。

6.创建实例，SpringServletContainerInitializer将@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)标注的所有这个类型的类都传入到onStartup方法的Set集合，为这些WebApplicationInitializer类型的类创建实例并遍历调用其onStartup方法。

7.SpringServletContainerInitializer方法中又调用每一个initializer的onStartup方法。即先调用SpringServletContainerInitializer实例的onStartup方法，在onStartup()方法内部又遍历每一个WebApplicationInitializer类型的实例，调用其onStartup()方法。

8.我们的SpringBootServletInitializer的实例(com.web.application)会被创建对象，并执行onStartup方法。onStartup主要是createRootApplicationContext和addListener。

9.createRootApplicationContext主要干了

• createSpringApplicationBuilder()，类似于内置tomcat初始化过程
• 注册一个新的ParentContextApplicationContextInitializer、ServletContextApplicationContextInitializer
• 添加listeners
• builder.build()，返回
• run(application)，启动应用