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SpringBoot为什么可以使用Jar包启动

发布时间:2022-03-23 14:06:31 来源:亿速云 阅读:176 作者:小新 栏目:开发技术

这篇文章将为大家详细讲解有关SpringBoot为什么可以使用Jar包启动,小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

    引言

    很多初学者会比较困惑,Spring Boot 是如何做到将应用代码和所有的依赖打包成一个独立的 Jar 包,因为传统的 Java 项目打包成 Jar 包之后,需要通过 -classpath 属性来指定依赖,才能够运行。

    Spring Boot 打包插件

    Spring Boot 提供了一个名叫 spring-boot-maven-plugin 的 maven 项目打包插件,如下:

    <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    </plugin>

    可以方便的将 Spring Boot 项目打成 jar 包。 这样我们就不再需要部署 Tomcat 、Jetty等之类的 Web 服务器容器啦。

    我们先看一下 Spring Boot 打包后的结构是什么样的,打开 target 目录我们发现有两个jar包:

    SpringBoot为什么可以使用Jar包启动

    其中,springboot-0.0.1-SNAPSHOT.jar 是通过 Spring Boot 提供的打包插件采用新的格式打成 Fat Jar,包含了所有的依赖;

    springboot-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original 则是Java原生的打包方式生成的,仅仅只包含了项目本身的内容。

    SpringBoot FatJar 的组织结构

    我们将 Spring Boot 打的可执行 Jar 展开后的结构如下所示:

    SpringBoot为什么可以使用Jar包启动

    • BOOT-INF目录:包含了我们的项目代码(classes目录),以及所需要的依赖(lib 目录);

    • META-INF目录:通过 MANIFEST.MF 文件提供 Jar包的元数据,声明了 jar 的启动类;

    • org.springframework.boot.loader :Spring Boot 的加载器代码,实现的 Jar in Jar 加载的魔法源。

    我们看到,如果去掉BOOT-INF目录,这将是一个非常普通且标准的Jar包,包括元信息以及可执行的代码部分,其/META-INF/MAINFEST.MF指定了Jar包的启动元信息,org.springframework.boot.loader 执行对应的逻辑操作。

    MAINFEST.MF 元信息

    元信息内容如下所示:

    Manifest-Version: 1.0
    Spring-Boot-Classpath-Index: BOOT-INF/classpath.idx
    Implementation-Title: springboot
    Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT
    Spring-Boot-Layers-Index: BOOT-INF/layers.idx
    Start-Class: com.listenvision.SpringbootApplication
    Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/
    Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/
    Build-Jdk-Spec: 1.8
    Spring-Boot-Version: 2.5.6
    Created-By: Maven Jar Plugin 3.2.0
    Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher

    它相当于一个 Properties 配置文件,每一行都是一个配置项目。重点来看看两个配置项:

    • Main-Class 配置项:Java 规定的 jar 包的启动类,这里设置为 spring-boot-loader 项目的 JarLauncher 类,进行 Spring Boot 应用的启动。

    • Start-Class 配置项:Spring Boot 规定的主启动类,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。

    • Spring-Boot-Lib 配置项: 指定加载应用依赖的库。

    启动原理

    Spring Boot 的启动原理如下图所示:

    SpringBoot为什么可以使用Jar包启动

    源码分析

    JarLauncher

    JarLauncher 类是针对 Spring Boot jar 包的启动类, 完整的类图如下所示:

    SpringBoot为什么可以使用Jar包启动

    其中的 WarLauncher 类,是针对 Spring Boot war 包的启动类。 启动类 org.springframework.boot.loader.JarLauncher 并非为项目中引入类,而是 spring-boot-maven-plugin 插件 repackage 追加进去的。

    接下来我们先来看一下 JarLauncher 的源码,比较简单,如下图所示:

    public class JarLauncher extends ExecutableArchiveLauncher {
        private static final String DEFAULT_CLASSPATH_INDEX_LOCATION = "BOOT-INF/classpath.idx";
        static final EntryFilter NESTED_ARCHIVE_ENTRY_FILTER = (entry) -> {
            if (entry.isDirectory()) {
                return entry.getName().equals("BOOT-INF/classes/");
            }
            return entry.getName().startsWith("BOOT-INF/lib/");
        };
        
        public JarLauncher() {
        }
        
        protected JarLauncher(Archive archive) {
            super(archive);
        }
        
        @Override
        protected ClassPathIndexFile getClassPathIndex(Archive archive) throws IOException {
            // Only needed for exploded archives, regular ones already have a defined order
            if (archive instanceof ExplodedArchive) {
                String location = getClassPathIndexFileLocation(archive);
                return ClassPathIndexFile.loadIfPossible(archive.getUrl(), location);
            }
            return super.getClassPathIndex(archive);
        }
        
       
        private String getClassPathIndexFileLocation(Archive archive) throws IOException {
            Manifest manifest = archive.getManifest();
            Attributes attributes = (manifest != null) ? manifest.getMainAttributes() : null;
            String location = (attributes != null) ? attributes.getValue(BOOT_CLASSPATH_INDEX_ATTRIBUTE) : null;
            return (location != null) ? location : DEFAULT_CLASSPATH_INDEX_LOCATION;
        }
        
        @Override
        protected boolean isPostProcessingClassPathArchives() {
            return false;
        }
        
        @Override
        protected boolean isSearchCandidate(Archive.Entry entry) {
            return entry.getName().startsWith("BOOT-INF/");
        }
        
        @Override
        protected boolean isNestedArchive(Archive.Entry entry) {
            return NESTED_ARCHIVE_ENTRY_FILTER.matches(entry);
        }
        
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            //调用基类 Launcher 定义的 launch 方法
            new JarLauncher().launch(args);
        }
    }

    主要看它的 main 方法,调用的是基类 Launcher 定义的 launch 方法,而 Launcher 是ExecutableArchiveLauncher 的父类。下面我们来看看Launcher基类源码:

    Launcher

    public abstract class Launcher {
        private static final String JAR_MODE_LAUNCHER = "org.springframework.boot.loader.jarmode.JarModeLauncher";
        protected void launch(String[] args) throws Exception {
            if (!isExploded()) {
                JarFile.registerUrlProtocolHandler();
            }
            ClassLoader classLoader = createClassLoader(getClassPathArchivesIterator());
            String jarMode = System.getProperty("jarmode");
            String launchClass = (jarMode != null && !jarMode.isEmpty()) ? JAR_MODE_LAUNCHER : getMainClass();
            launch(args, launchClass, classLoader);
        }
        
        @Deprecated
        protected ClassLoader createClassLoader(List<Archive> archives) throws Exception {
            return createClassLoader(archives.iterator());
        }
        
        protected ClassLoader createClassLoader(Iterator<Archive> archives) throws Exception {
            List<URL> urls = new ArrayList<>(50);
            while (archives.hasNext()) {
                urls.add(archives.next().getUrl());
            }
            return createClassLoader(urls.toArray(new URL[0]));
        }
        
        protected ClassLoader createClassLoader(URL[] urls) throws Exception {
            return new LaunchedURLClassLoader(isExploded(), getArchive(), urls, getClass().getClassLoader());
        }
        
        protected void launch(String[] args, String launchClass, ClassLoader classLoader) throws Exception {
            Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);
            createMainMethodRunner(launchClass, args, classLoader).run();
        }
        
        protected MainMethodRunner createMainMethodRunner(String mainClass, String[] args, ClassLoader classLoader) {
            return new MainMethodRunner(mainClass, args);
        }
        protected abstract String getMainClass() throws Exception;
        
        protected Iterator<Archive> getClassPathArchivesIterator() throws Exception {
            return getClassPathArchives().iterator();
        }
        
        @Deprecated
        protected List<Archive> getClassPathArchives() throws Exception {
            throw new IllegalStateException("Unexpected call to getClassPathArchives()");
        }
        
        protected final Archive createArchive() throws Exception {
            ProtectionDomain protectionDomain = getClass().getProtectionDomain();
            CodeSource codeSource = protectionDomain.getCodeSource();
            URI location = (codeSource != null) ? codeSource.getLocation().toURI() : null;
            String path = (location != null) ? location.getSchemeSpecificPart() : null;
            if (path == null) {
                throw new IllegalStateException("Unable to determine code source archive");
            }
            File root = new File(path);
            if (!root.exists()) {
                throw new IllegalStateException("Unable to determine code source archive from " + root);
            }
            return (root.isDirectory() ? new ExplodedArchive(root) : new JarFileArchive(root));
        }
        
        protected boolean isExploded() {
            return false;
        }
        
        protected Archive getArchive() {
            return null;
        }
    }
    • launch 方法会首先创建类加载器,而后判断是否 jar 是否在 MANIFEST.MF 文件中设置了 jarmode 属性。

    • 如果没有设置,launchClass 的值就来自 getMainClass() 返回,该方法由PropertiesLauncher子类实现,返回 MANIFEST.MF 中配置的 Start-Class 属性值。

    • 调用 createMainMethodRunner 方法,构建一个 MainMethodRunner 对象并调用其 run 方法。

    PropertiesLauncher

    @Override
    protected String getMainClass() throws Exception {
        //加载 jar包 target目录下的  MANIFEST.MF 文件中 Start-Class配置,找到springboot的启动类
        String mainClass = getProperty(MAIN, "Start-Class");
        if (mainClass == null) {
            throw new IllegalStateException("No '" + MAIN + "' or 'Start-Class' specified");
        }
        return mainClass;
    }

    MainMethodRunner

    目标类main方法的执行器,此时的 mainClassName 被赋值为 MANIFEST.MF 中配置的 Start-Class 属性值,也就是 com.listenvision.SpringbootApplication,之后便是通过反射执行 SpringbootApplication 的 main 方法,从而达到启动 Spring Boot 的效果。

    public class MainMethodRunner {
        private final String mainClassName;
        private final String[] args;
        public MainMethodRunner(String mainClass, String[] args) {
            this.mainClassName = mainClass;
            this.args = (args != null) ? args.clone() : null;
        }
        public void run() throws Exception {
            Class<?> mainClass = Class.forName(this.mainClassName, false, Thread.currentThread().getContextClassLoader());
            Method mainMethod = mainClass.getDeclaredMethod("main", String[].class);
            mainMethod.setAccessible(true);
            mainMethod.invoke(null, new Object[] { this.args });
        }
    }

    关于“SpringBoot为什么可以使用Jar包启动”这篇文章就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,使各位可以学到更多知识,如果觉得文章不错,请把它分享出去让更多的人看到。

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