面试官：说说为什么SpringBoot可以使用Jar包启动？

很多初学者会很疑惑SpringBoot是如何将应用代码和所有依赖打包成一个单独的Jar包的，因为传统的Java项目打包成Jar包后，需要通过-classpath属性指定依赖,才能运行。今天就来分析讲解一下SpringBoot的启动原理。SpringBoot打包插件SpringBoot提供了一个maven项目打包插件spring-boot-maven-plugin，如下：/artifactId>可以方便的将SpringBoot项目打包成jar包。这样一来，我们就不需要再部署Tomcat、Jetty等Web服务器容器了。我们先来看看SpringBoot的打包结构是什么样子的。打开target目录，发现有两个jar包：其中springboot-0.0.1-SNAPSHOT.jar是通过SpringBoot提供的打包插件以新的格式打包的。它变成了一个FatJar，里面包含了所有的依赖；而springboot-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original是Java原生打包方式生成的，只包含项目本身的内容。SpringBootFatJar的组织结构我们将SpringBoot的可执行Jar展开后的结构如下：BOOT-INF目录：包含我们的项目代码（classes目录）和需要的依赖（lib目录）；META-INF目录：通过MANIFEST.MF文件提供Jar包的元数据，声明jar的启动类；org.springframework.boot.loader：SpringBoot的loader代码，实现了JarinJar加载的神奇源码。我们看到，如果去掉BOOT-INF目录，这将是一个很普通的标准Jar包，包括meta信息和可执行代码部分，其/META-INF/MAINFEST.MF指定了Jar包的启动meta信息,org.springframework.boot.loader执行相应的逻辑操作。MAINFEST.MF的元信息内容如下：Manifest-Version:1.0Spring-Boot-Classpath-Index:BOOT-INF/classpath.idxImplementation-Title:springbootImplementation-Version:0.0.1-SNAPSHOTSpring-Boot-Layers-Index:BOOT-INF/layers.idxStart-Class:com.listenvision.SpringbootApplicationSpring-Boot-Classes:BOOT-INF/classes/Spring-Boot-Lib:BOOT-INF/lib/Build-Jdk-Spec:1.8Spring-Boot-Version:2.5.6Created-By:MavenJarPlugin3.2.0Main-Class:org.springframework.boot.loader.JarLauncher相当于一个Properties配置文件，每一行是一个配置项。我们重点关注两个配置项：Main-Class配置项：Java指定的jar包的启动类，设置为spring-boot-loader项目的JarLauncher类，用于启动SpringBoot应用。Start-Class配置项：SpringBoot指定的主要启动类，这里设置为我们定义的Application类。Spring-Boot-Classes配置项：指定加载应用类的入口点。Spring-Boot-Lib配置项：指定加载应用所依赖的库。启动原理SpringBoot的启动原理如下图所示：源码分析JarLauncherJarLauncher类是SpringBootjar包的启动类。完整的类图如下：WarLauncher类是SpringBootwar包的启动类。启动类org.springframework.boot.loader.JarLauncher并不是引入到项目中，而是通过spring-boot-maven-plugin插件重新打包添加的。接下来我们先来看下JarLauncher的源代码，比较简单，如下图所示：publicclassJarLauncherextendsExecutableArchiveLauncher{privatestaticfinalStringDEFAULT_CLASSPATH_INDEX_LOCATION="BOOT-INF/classpath.idx";staticfinalEntryFilterNESTED_ARCHIVE_ENTRY_FILTER=(entry)->{if(entry.isDirectory()){returnentry.getName().equals("BOOT-INF/classes/");}}returnentry.getName().startsWith("BOOT-INF/lib/");};publicJarLauncher(){}protectedJarLauncher(Archivearchive){super(archive);}@OverrideprotectedClassPathIndexFilegetClassPathIndex(Archivearchive)throwsIOException{//只有展开的存档需要，常规的已经有定义的顺序if(archiveinstanceofExplodedArchive){Stringlocation=getClassPathIndexFileLocation(archive);返回ClassPathIndexFile.loadIfPossible(archive.getUrl()，地点）;}返回super.getClassPathIndex(存档);}privateStringgetClassPathIndexFileLocation(Archivearchive)抛出IOException{Manifestmanifest=archive.getManifest();属性attributes=(manifest!=null)?清单.getMainAttributes()：空；字符串位置=（属性！=空）？attributes.getValue(BOOT_CLASSPATH_INDEX_ATTRIBUTE)：空；返回（位置！=null）？位置：DEFAULT_CLASSPATH_INDEX_LOCATION；}@OverrideprotectedbooleanisPostProcessingClassPathArchives(){returnfalse;}@OverrideprotectedbooleanisSearchCandidate(Archive.Entryentry){returnentry.getName().startsWith("BOOT-INF/");}@OverrideprotectedbooleanisNestedArchive(Archive.Entryentry){returnNESTED_ARCHIVE_ENTRY_FILTER.matches(entry);}publicstaticvoidmain(String[]args)抛出异常{//调用基类Launcher定义的launch方法newJarLauncher().launch(args);}}主要依赖于它的main方法，调用了基类Launcher定义的launch方法，而Launcher是ExecutableArchiveLauncher的父类下面我们来看看Launcher类源代码：LauncherpublicabstractclassLauncher{privatestaticfinalStringJAR_MODE_LAUNCHER="org.springframework.boot.loader.jarmode.JarModeLauncher";protectedvoidlaunch(String[]args)throwsException{if(!isExploded()){JarFile.registerUrlProtocolHandler();}ClassLoaderclassLoader=createClassLoader(getClassPathArchivesIterator());StringjarMode=System.getProperty("jarmode");字符串launchClass=(jarMode!=null&&!jarMode.isEmpty())？JAR_MODE_LAUNCHER:getMainClass();启动（参数，启动类，类加载器）；}@DeprecatedprotectedClassLoadercreateClassLoader(Listarchives)throwsException{returncreateClassLoader(archives.iterator());}受保护的ClassLoadercreateClassLoader(Iteratorarchives)throwsException{Listurls=newArrayList<>(50);while(archives.hasNext()){urls.add(archives.next().getUrl());}returncreateClassLoader(urls.toArray(newURL[0]));}protectedClassLoadercreateClassLoader(URL[]urls)throwsException{returnnewLaunchedURLClassLoader(isExploded(),getArchive(),urls,getClass().getClassLoader());}protectedvoidlaunch(String[]args,StringlaunchClass,ClassLoaderclassLoader)throwsException{Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);createMainMethodRunner(launchClass,args,classLoader).run();}protectedMainMethodRunnercreateMainMethodRunner(StringmainClass,String[]args,ClassLoaderclassLoader){returnnewMainMethodRunner(mainClass,args);}受保护的抽象字符串getMainClass()抛出异常；protectedIteratorgetClassPathArchivesIterator()throwsException{返回getClassPathAr韭菜（）。迭代器（）；}@DeprecatedprotectedListgetClassPathArchives()throwsException{thrownewIllegalStateException("意外调用getClassPathArchives()");}protectedfinalArchivecreateArchive()抛出异常{ProtectionDomainprotectionDomain=getClass().getProtectionDomain();代码源codeSource=protectionDomain.getCodeSource();URI位置=(codeSource!=null)?codeSource.getLocation().toURI()：空；字符串路径=（位置！=空）？location.getSchemeSpecificPart():null;if(path==null){thrownewIllegalStateException("无法确定代码源存档");}文件根目录=新文件（路径）；if(!root.exists()){thrownewIllegalStateException("无法从"+root中确定代码源存档);}返回（root.isDirectory（）？新爆炸dArchive（根）：新的JarFileArchive（根））；}protectedbooleanisExploded(){returnfalse;}protectedArchivegetArchive(){返回空值；}}launch方法会先创建一个类加载器，然后判断jar是否在MANIFEST文件中，如果在.MF文件中设置了jarmode属性，如果没有设置，从getMainClass()返回launchClass的值，它由PropertiesLauncher子类实现，并返回MANIFEST.MF中配置的Start-Class属性的值。调用createMainMethodRunner方法构建一个MainMethodRunner对象并调用其run方法。PropertiesLauncher@OverrideprotectedStringgetMainClass()throwsException{//加载jar包目标目录下MANIFEST.MF文件中的Start-Class配置，找到springboot的启动类StringmainClass=getProperty(MAIN,"Start-班级”）;if(mainClass==null){thrownewIllegalStateException("No'"+MAIN+"'or'Start-Class'specified");}returnmainClass;}MainMethodRunner是目标类的main方法的执行者。此时mainClassName被赋值为MANIFEST.MF中配置的Start-Class属性值为com.listenvision.SpringbootApplication，然后通过反射执行SpringbootApplication的main方法，达到启动SpringBoot的效果。公共类MainMethodRunner{privatefinalStringmainClassName;私有最终字符串[]参数；publicMainMethodRunner(StringmainClass,String[]args){this.mainClassName=mainClass;this.args=(args!=null)?args.clone()：空；}publicvoidrun()throwsException{ClassmainClass=Class.forName(this.mainClassName,false,Thread.currentThread().getContextClassLoader());方法mainMethod=mainClass.getDeclaredMethod("main",String[].class);mainMethod.setAccessible(true);mainMethod.invoke(null,newObject[]{this.args});}}总结jar包类似于zip压缩文件，但是zip文件多了一个META-INF/MANIFEST.MF文件，在构建jar包的时候会自动创建。SpringBoot提供了一个插件spring-boot-maven-plugin，用于将程序打包成可执行的jar包。使用java-jar启动SpringBootjar包。第一个调用的入口类是JarLauncher。内部调用Launcher的launch后，构建了MainMethodRunner对象。最后通过反射调用SpringbootApplication的main方法，实现启动效果。