SpringBootjava

　　电话面试中，面试官问了一个问题：你知道javajar启动SpringBoot项目，和传统的jar有什么不一样的吗？
　　问题大概是这样，当时不太清楚怎么回答，面试结束之后知道面试估计是挂了，请教了一下面试官这个问题应该从哪方面去考虑呢？
　　大概记得面试官说，。。。自定义类加载器知道吗？。。。（中间一些内容就没听进去了）
　　我：原来是从这方面去考虑呀，感谢面试官的指点！
　　事后赶紧学了学，也走读了下启动过程的源码，终于知道他说的自定义类加载器了，也就知道他问这个问题的目的所在了。
　　凡是你接触过一点点SpringBoot项目，你一定知道通过javajarxxx。jar命令便能把一个SpringBoot服务启动起来。（如果你还没接触过，这里的内容可以日后再看，先轻微了解一下SpringBoot项目的玩法）
　　一个看似简陋的javajar究竟干了什么，就把咱们手写的应用（咱们的项目可能叫XXXApplication。java）启动了呢？
　　这就是本文的目的，解读一下javajar都做了什么。
　　至少面试的时候能搭上话，能说两句，不会像我一样只能哦哦哦的
　　温馨提示：技术文章阅读起来有些晕车，建议打开写作平台给咱们提供的文章目录进行阅读先有个概览
　　了解一个技术点，直接扎到源码堆里，云里雾里，很难受，容易让人望而生畏。
　　这时候可以先从整体或者非源码的角度了解一下它的运作机制，心里有个底，如果再感兴趣，就可以找一些细节，慢慢击破，可能效果更好，更能让人坚持下去。
　　这也是我后面准备学习源码的思路，就写一下。
　　虽然也是这样劝自己，可是还是看不懂，尴尬了，哈哈哈。。。
　　咱们就先拿这个javajarxxx。jar来说：
　　SpringBoot在可执行Fatjar包中定义了自己的一套规则，比如第三方依赖jar包在lib目录下，jar包的URL路径使用自定义的规则并且这个规则需要使用org。springframework。boot。loader。jar。Handler处理器处理。
　　Fatjar的MainClass使用org。springframework。boot。loader。JarLauncher，也就是执行javajarxxx。jar首先会触发JarLauncher的main方法的执行，而不是咱们的应用的xxx。xxx。xxx。XXXApplication。
　　不过不用急，JarLaunchermain会执行一些逻辑，做一些物料准备，最终会触发咱们的XXXApplicationmain启动应用。
　　先看个启动过程概览，日后研究不会慌！
　　还不会画时序图，不搞个呢又感觉少了些直观的东西，就勉强搞了个，这张图的主要目的是提供启动过程的调用关系。
　　怕时序图表达不够完善，再把简要代码贴一下，哈哈
　　提示：后面的东西需要一些耐心。
　　了解一些SpringBoot的抽象概念
　　了解一下SpringBootLoader所抽象出来的一些概念，对走读SpringBootloader源码有些帮助
　　Launcher：各种Launcher的基础抽象类，用于启动应用程序，跟Archive配合使用。
　　目前有3种实现，分别是JarLauncherWarLauncherPropertiesLauncher
　　继承关系如下
　　Archive：归档文件的基础抽象类。JarFileArchive就是jar包文件的抽象。
　　它提供了一些方法比如getUrl会返回这个Archive对应的URL。getManifest方法会获得Manifest数据等。ExplodedArchive是文件目录的抽象。
　　JarFile：对jar包的封装，每个JarFileArchive都会对应一个JarFile。JarFile被构造的时候会解析内部结构，去获取jar包里的各个文件或文件夹，这些文件或文件夹会被封装到Entry中，也存储在JarFileArchive中。如果Entry是个jar，会解析成JarFileArchive。
　　JarFile是Springbootloader继承JDKJarFile提供的类。
　　比如一个JarFileArchive对应的URL为：jar：file：C：UsersAdministratorDesktopdemodemoargetjarlauncher0。0。1SNAPSHOT。jar！
　　它对应的JarFile为：C：UsersAdministratorDesktopdemodemoargetjarlauncher0。0。1SNAPSHOT。jar
　　这个JarFile有很多Entry，比如：METAINFMETAINFMANIFEST。MF。。。。。。BOOTINFlibspringbootstarter1。5。10。RELEASE。jarBOOTINFlibspringboot1。5。10。RELEASE。jar。。。
　　JarFileArchive内部的一些依赖jar对应的URL
　　（SpringBoot使用org。springframework。boot。loader。jar。Handler处理器来处理这些URL）jar：file：C：UsersAdministratorDesktopdemodemotargetjarlauncher0。0。1SNAPSHOT。jar！libspringboot1。5。10。RELEASE。jar！jar：file：C：UsersAdministratorDesktopdemodemotargetjarlauncher0。0。1SNAPSHOT。jar！libspringboot1。5。10。RELEASE。jar！orgspringframeworkbootloaderJarLauncher。class
　　我们看到如果有jar包中包含jar，或者jar包中包含jar包里面的class文件，那么会使用！分隔开，这种方式只有org。springframework。boot。loader。jar。Handler能处理，它是SpringBoot内部扩展出来一种URL协议（其实这个非常重要，对于后面说的自定义加载器，拓展URL协议是基石）。
　　可执行jar目录结构
　　注意：咱们以SpringBoot1。5。10版本来分析
　　本来想直接用SpringBoot2。3。x作为debug环境的，也看了一圈网文，发现比2。3。x比1。x版本多了一些概念，比如分层的JarModel，自己又不会，弄过来直接搪塞过去也不太好，就先放弃了，最终使用不算太老的1。5。10版本。
　　SpringBoot提供了一个插件springbootmavenplugin用于把程序打包成一个可执行的jar包。
　　在pom文件里加入这个插件即可：buildpluginsplugingroupIdorg。springframework。bootgroupIdspringbootmavenpluginartifactIdpluginpluginsbuild
　　然后我们在Terminal执行mavenpackage打包完生成的jarlauncher0。0。1SNAPSHOT。jar（我们称之为Fatjar）内部的结构如下：BOOTINFclassesapplication。propertiescomexamplejarlauncherJarlauncherApplication。classlibspringboot1。5。10。RELEASE。jarspringbootloader1。5。10。RELEASE。jar。。。。。。。METAINFMANIFEST。MFmavencom。exampledemopom。propertiespom。xmlorgspringframeworkbootloaderExecutableArchiveLauncher。classJarLauncher。classLaunchedURLClassLoader。classLauncher。classMainMethodRunner。class。。。。。。
　　打包出来fatjar内部有三个文件夹：METAINF文件夹：程序入口，其中MANIFEST。MF（资源清单）用于描述jar包的信息BOOTINF目录：放置我们的程序代码和第三方依赖的jar包org目录：SpringBootloader相关的源代码，我们程序启动就靠他了
　　MANIFEST。MF文件的内容：ManifestVersion：1。0ImplementationTitle：demoImplementationVersion：0。0。1SNAPSHOTArchiverVersion：PlexusArchiverBuiltBy：AdministratorImplementationVendorId：com。exampleSpringBootVersion：1。5。10。RELEASEImplementationVendor：PivotalSoftware，Inc。MainClass：org。springframework。boot。loader。JarLauncherStartClass：com。example。jarlauncher。JarlauncherApplicationSpringBootClasses：BOOTINFclassesSpringBootLib：BOOTINFlibCreatedBy：ApacheMaven3。5。2BuildJdk：1。8。0162ImplementationURL：http：projects。spring。iospringbootdemo
　　我们看到，它的MainClass是org。springframework。boot。loader。JarLauncher，当我们使用javajar执行jar包的时候会调用JarLauncher的main方法，而不是调用我们编写的com。example。jarlauncher。JarlauncherApplication。
　　接下来咱们走读一下代码，看看实际怎么运行的吧！JarLauncher的执行过程提示：走读的时候时不时结合概览中的时序图，可能好些。
　　JarLauncher的main方法：publicstaticvoidmain（String〔〕args）｛构造JarLauncher，然后调用它的launch方法newJarLauncher（）。launch（args）；｝
　　JarLauncher被构造的时候会调用父类ExecutableArchiveLauncher的构造方法。
　　ExecutableArchiveLauncher的构造方法内部会去构造Archive，这里构造了JarFileArchive。构造JarFileArchive的过程中还会构造很多东西，比如JarFile，EntrypublicabstractclassExecutableArchiveLauncherextendsLauncher｛privatefinalArchivearchive；构造器会初始化代表fatjar的ArchivepublicExecutableArchiveLauncher（）｛this。archivecreateArchive（）；｝由父类Launcher实现protectedfinalArchivecreateArchive（）throwsException｛ProtectionDomainprotectionDomaingetClass（）。getProtectionDomain（）；CodeSourcecodeSourceprotectionDomain。getCodeSource（）；URIlocation（codeSourcenull？null：codeSource。getLocation（）。toURI（））；Stringpath（locationnull？null：location。getSchemeSpecificPart（））；if（pathnull）｛thrownewIllegalStateException（Unabletodeterminecodesourcearchive）；｝FilerootnewFile（path）；if（！root。exists（））｛thrownewIllegalStateException（Unabletodeterminecodesourcearchivefromroot）；｝最终会new一个Arichive，内部生产的JarFile这个逼对FatJar资源加载非常重要return（root。isDirectory（）？newExplodedArchive（root）：newJarFileArchive（root））；｝OverrideprotectedListgetClassPathArchives（）throwsException｛ListarchivesnewArrayList（获取内部所有有的Arichivethis。archive。getNestedArchives（newEntryFilter（）｛Overridepublicbooleanmatches（Entryentry）｛returnisNestedArchive（entry）；｝｝））；空实现，没用postProcessClassPathArchives（archives）；returnarchives；｝｝
　　JarLauncher的launch方法：protectedvoidlaunch（String〔〕args）｛try｛在系统属性中设置注册了自定义的URL协议处理器：org。springframework。boot。loader。jar。Handler。初始化URL的时候，如果URL中没有指定处理器，会去系统属性中查询JarFile。registerUrlProtocolHandler（）；getClassPathArchives方法会去找lib目录下对应的第三方依赖JarFileArchive，同时也会找项目自身的JarFileArchive根据getClassPathArchives得到的JarFileArchive集合去创建类加载器ClassLoader。这里会构造一个LaunchedURLClassLoader类加载器，这个类加载器继承URLClassLoader，并使用这些JarFileArchive集合的URL构造成URLClassPath多说两句句，1。URLClassPath这个属性很重要，自定义ClassLoader，findClass就靠它了！2。可以关注一下构造LaunchedURLClassLoader时，archive。getUrl方法，这里就涉及到自定义URL协议处理器了，JarFile等。毕竟实现jarinjar功能靠他们这些小罗罗。ClassLoaderclassLoadercreateClassLoader（getClassPathArchives（））；getMainClass方法会去项目自身的Archive中的Manifest中找出key为StartClass的类调用重载方法launchlaunch（args，getMainClass（），classLoader）；｝catch（Exceptionex）｛ex。printStackTrace（）；System。exit（1）；｝｝Archive的getMainClass方法，不过由ExecutableArchiveLauncher实现这里会找出StartClass标识的com。example。jarlauncher。JarlauncherApplication这个类publicStringgetMainClass（）throwsException｛ManifestmanifestgetManifest（）；StringmainClassnull；if（manifest！null）｛mainClassmanifest。getMainAttributes（）。getValue（StartClass）；｝if（mainClassnull）｛thrownewIllegalStateException（NoStartClassmanifestentryspecifiedinthis）；｝returnmainClass；｝launch重载方法protectedvoidlaunch（String〔〕args，StringmainClass，ClassLoaderclassLoader）throwsException｛设置LaunchedURLClassLoader为线程上下文加载器Thread。currentThread（）。setContextClassLoader（classLoader）；创建一个MainMethodRunner并运行createMainMethodRunner（mainClass，args，classLoader）。run（）；｝
　　MainMethodRunner的run方法：publicvoidrun（）throwsException｛使用线程上下文类加载器加载主类Classlt；？mainClassThread。currentThread（）。getContextClassLoader（）。loadClass（this。mainClassName）；反射执行，至此咱们的应用程序就启动起来啦，good，启动流程走读结束，开心！可以跟面试官扯些了MethodmainMethodmainClass。getDeclaredMethod（main，String〔〕。class）；mainMethod。invoke（null，newObject〔〕｛this。args｝）；｝
　　StartClass的main方法调用之后，内部会构造Spring容器，启动内置Servlet容器等过程（后面的就不说了，不是本文关注的点，况且也没细研究呢）
　　好了，到这里咱们已经把javajar的启动过程整体了解了一遍，开心吧！关于自定义的类加载器
　　看看传说中的LaunchedURLClassLoader有什么神奇的
　　LaunchedURLClassLoader重写了loadClass方法，走读一下protectedClasslt；？loadClass（Stringname，booleanresolve）throwsClassNotFoundException｛Handler。setUseFastConnectionExceptions（true）；try｛try｛在调用findClass之前定义package，确保嵌套JAR清单与包相关联definePackageIfNecessary（name）；｝catch（IllegalArgumentExceptionex）｛if（getPackage（name）null）｛thrownewAssertionError（Packagenamehasalreadybeendefinedbutitcouldnotbefound）；｝｝调用父类loadClass走正常的加载委派流程returnsuper。loadClass（name，resolve）；｝finally｛Handler。setUseFastConnectionExceptions（false）；｝｝其实只看上面1。5。10版本的loadClass实现，毫无亮点，基本就是普通的双亲委派过程。
　　而且LaunchedURLClassLoader使用的findClass是从父类URLClassLoader继承的。
　　最终loadClass会走到LaunchedURLClassLoader的父类URLClassLoaderfindClassprotectedClasslt；？findClass（finalStringname）throwsClassNotFoundException｛finalClasslt；？result；try｛resultAccessController。doPrivileged（newPrivilegedExceptionActionClasslt；？（）｛publicClasslt；？run（）throwsClassNotFoundException｛把类名解析成路径并加上。class后缀Stringpathname。replace（。，）。concat（。class）；基于之前得到的第三方jar包依赖以及自己的jar包得到URL数组，进行遍历找出对应类名的资源比如path是orgspringframeworkbootloaderJarLauncher。class，它在jar：file：UsersFormatDevelopgitrepositoryspringbootanalysisspringbootexecutablejartargetexecutablejar1。0SNAPSHOT。jar！libspringbootloader1。3。5。RELEASE。jar！中被找出那么找出的资源对应的URL为jar：file：UsersFormatDevelopgitrepositoryspringbootanalysisspringbootexecutablejartargetexecutablejar1。0SNAPSHOT。jar！libspringbootloader1。3。5。RELEASE。jar！orgspringframeworkbootloaderJarLauncher。class加载fatjarclass的关键部分！！！Resourceresucp。getResource（path，false）；if（res！null）｛找到了资源try｛returndefineClass（name，res）；｝catch（IOExceptione）｛thrownewClassNotFoundException（name，e）；｝｝else｛thrownewClassNotFoundException（name）；｝｝｝，acc）；｝catch（java。security。PrivilegedActionExceptionpae）｛throw（ClassNotFoundException）pae。getException（）；｝if（resultnull）｛thrownewClassNotFoundException（name）；｝returnresult；｝
　　上面的findClass的过程，都是在关键代码Resourceresucp。getResource（path，false）；这里完成的。
　　ucp也即JDK提供的sun。misc。URLClassPath
　　又画了个图，可以看到URLClassPathgetResource涉及哪些基础组件支持。
　　会用到URL，URLStreamHandler，org。springframework。boot。loader。jar。Handler，最终获取到Resource，完成classload。
　　所以，
　　个人结论：LaunchedURLClassLoader是借助他山之力，关键还在于SpringBoot对URLjar协议的拓展，Archeive，JarFile的抽象
　　LaunchedURLClassLoader加载测试
　　咱们手动模拟一下JarLauncher的加载过程，创建LaunchedURLClassLoader，然后加载个类试试好不好使？publicclassLaunchedURLClassLoaderTest｛publicstaticvoidmain（String〔〕args）throwsException｛注册org。springframework。boot。loader。jar。HandlerURL协议处理器JarFile。registerUrlProtocolHandler（）；构造LaunchedURLClassLoader类加载器，这里使用了1个URL，对应jar包中依赖包springbootloader会使用org。springframework。boot。loader。jar。Handler处理器处理LaunchedURLClassLoaderclassLoadernewLaunchedURLClassLoader（newURL〔〕｛newURL（jar：file：C：UsersAdministratorDesktopdemodemotargetjarlauncher0。0。1SNAPSHOT。jar！BOOTINFlibspringbootloader1。5。10。RELEASE。jar！）｝，DemoApplication。class。getClassLoader（））；加载类classLoader。loadClass（org。springframework。boot。loader。JarLauncher）；｝｝
　　把这个case跑通之后，JarLauncher的启动流程就没啥问题了吧？
　　赠送一个IDEADebugFatJar启动的环境
　　说了这么多启动流程，如何才能直观的debug到SpringBootLoader的执行过程呢？
　　下面咱们就来做这事，很简单，几分钟搞定。代码准备
　　直接在start。spring。io初始化一个的SpringBoot应用就行，版本改成1。5。10。
　　我这给个GitHub代码模板吧，点击去克隆
　　注意一点，maven要添加springbootloader的依赖，一起打到jar里去。！SpringBootloaderdependencygroupIdorg。springframework。bootgroupIdspringbootloaderartifactIddependency
　　然后mvnpackage，把应用打包成可执行jar。IDEA配置
　　1、配置以Jar应用的方式启动
　　2、配置Jar路径，然后Apply
　　3、找到启动类JarLauncher，打上断点，debug方式启动
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