Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

作者:Format
http://fangjian0423.github.io/2017/05/31/springboot-executable-jar

Spring Boot 提供了一个插件 spring-boot-maven-plugin 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:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

打包完生成的executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar内部的结构如下:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

然后可以直接执行jar包就能启动程序了:

<code>java -jar executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar/<code>

运行 Spring Boot 应用的几种方式看这篇:运行 Spring Boot 应用的3种方式。

打包出来fat jar内部有4种文件类型:

  1. META-INF文件夹:程序入口,其中MANIFEST.MF用于描述jar包的信息
  2. lib目录:放置第三方依赖的jar包,比如springboot的一些jar包
  3. spring boot loader相关的代码
  4. 模块自身的代码

MANIFEST.MF文件的内容:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

我们看到,它的Main-Class是org.springframework.boot.loader.JarLauncher,当我们使用java -jar执行jar包的时候会调用JarLauncher的main方法,而不是我们编写的SpringApplication。

那么JarLauncher这个类是的作用是什么的?

它是SpringBoot内部提供的工具Spring Boot Loader提供的一个用于执行Application类的工具类(fat jar内部有spring loader相关的代码就是因为这里用到了)。相当于Spring Boot Loader提供了一套标准用于执行SpringBoot打包出来的jar。

Spring Boot Loader抽象的一些类

抽象类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JarLauncher、WarLauncher以及PropertiesLauncher。

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。

比如一个JarFileArchive对应的URL为:

<code>jar:file:/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/execut/<code>

它对应的JarFile为:

<code>/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar/<code>

这个JarFile有很多Entry,比如:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

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):

<code>jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-starter-web-1.3.5.RELEASE.jar!/

jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-j/<code>

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 Spring Boot 内部扩展出来的一种URL协议。

JarLauncher的执行过程

JarLauncher的main方法:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

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,Entry …

JarLauncher的launch方法:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

MainMethodRunner的run方法:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

Start-Class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。这些过程我们都已经分析过了。Spring Boo主类及目录结构介绍,这篇看下。

关于自定义的类加载器LaunchedURLClassLoader

LaunchedURLClassLoader重写了loadClass方法,也就是说它修改了默认的类加载方式(先看该类是否已加载这部分不变,后面真正去加载类的规则改变了,不再是直接从父类加载器中去加载)。LaunchedURLClassLoader定义了自己的类加载规则:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

加载规则:

  1. 如果根类加载器存在,调用它的加载方法。这里是根类加载是ExtClassLoader
  2. 调用LaunchedURLClassLoader自身的findClass方法,也就是URLClassLoader的findClass方法
  3. 调用父类的loadClass方法,也就是执行默认的类加载顺序(从BootstrapClassLoader开始从下往下寻找)

LaunchedURLClassLoader自身的findClass方法:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

下面是LaunchedURLClassLoader的一个测试:

Spring Boot 打的包为什么能直接运行?

Spring Boot Loader的作用

Spring Boot 在可执行jar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。

它的Main-Class使用JarLauncher,如果是war包,使用WarLauncher执行。这些Launcher内部都会另起一个线程启动自定义的SpringApplication类。

这些特性通过spring-boot-maven-plugin插件打包完成。

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