陌陌一面为什么SpringBoot的 jar 可以独立运行

陌陌一面，为什么SpringBoot的jar可以独立运行？SpringBoot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：<build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.bootgroupId><artifactId>spring-boot-maven-pluginartifactId>plugin>plugins>build>打包完生成的executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar内部的结构如下：├──META-INF│├──MANIFEST.MF│└──maven│└──spring.study│└──executable-jar│├──perties│└──pom.xml├──lib│├──aopalliance-1.0.jar│├──classmate-1.1.0.jar│├──spring-boot-1.3.5.RELEASE.jar│├──spring-boot-autoconfigure-1.3.5.RELEASE.jar│├──...├──org│└──springframework│└──boot│└──loader│├──ExecutableArchiveLauncher$1.class│├──...└──spring└──study└──executablejar└──ExecutableJarApplication.class然后可以直接执行jar包就能启动程序了：java-jarexecutable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar打包出来fatjar内部有4种文件类型：META-INF文件夹：程序入口，其中MANIFEST.MF用于描述jar包的信息lib目录：放置第三方依赖的jar包，比如springboot的一些jar包springbootloader相关的代码模块自身的代码MANIFEST.MF文件的内容：Manifest-Version:1.0Implementation-Title:executable-jarImplementation-Version:1.0-SNAPSHOTArchiver-Version:PlexusArchiverBuilt-By:FormatStart-Class:spring.study.executablejar.ExecutableJarApplicationImplementation-Vendor-Id:spring.studySpring-Boot-Version:1.3.5.RELEASECreated-By:ApacheMaven3.2.3Build-Jdk:1.8.0_20Implementation-Vendor:PivotalSoftware,Inc.Main-Class:org.springframework.boot.loader.JarLauncher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SpringBootLoader提供的一个用于执行Application类的工具类(fatjar内部有springloader相关的代码就是因为这里用到了)。相当于SpringBootLoader提供了一套标准用于执行SpringBoot打包出来的jar#SpringBootLoader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PropertiesLauncherArchive：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：jar:file:/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/它对应的JarFile为：/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar这个JarFile有很多Entry，比如：META-INF/META-INF/MANIFEST.MFspring/spring/study/....spring/study/executablejar/ExecutableJarApplication.classlib/spring-boot-starter-1.3.5.RELEASE.jarlib/spring-boot-1.3.5.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:/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-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-loader-1.3.5.RELEASE.jar!/org/springframework/boot/loader/JarLauncher.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内部扩展出来的一种URL协议。#JarLauncher的执行过程JarLauncher的main方法：publicstaticvoidmain(String[]args){//构造JarLauncher，然后调用它的launch方法。参数是控制台传递的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，Entry…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处理器：org.springframework.boot.loader.jar.Handler。如果URL中没有指定处理器，会去系统属性中查询JarFile.registerUrlProtocolHandler();//getClassPathArchives方法在会去找lib目录下对应的第三方依赖JarFileArchive，同时也会项目自身的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//LaunchedURLClassLoader类加载器的父类加载器是当前执行类JarLauncher的类加载器ClassLoaderclassLoader=createClassLoader(getClassPathArchives());//getMainClass方法会去项目自身的Archive中的Manifest中找出key为Start-Class的类//调用重载方法launchlaunch(args,getMainClass(),classLoader);}catch(Exceptionex){ex.printStackTrace();System.exit(1);}}//Archive的getMainClass方法//这里会找出spring.study.executablejar.ExecutableJarApplication这个类publicStringgetMainClass()throwsException{Manifestmanifest=getManifest();StringmainClass=null;if(manifest!=null){mainClass=manifest.getMainAttributes().getValue("Start-Class");}if(mainClass==null){thrownewIllegalStateException("No'Start-Class'manifestentryspecifiedin"+this);}returnmainClass;}//launch重载方法protectedvoidlaunch(String[]args,StringmainClass,ClassLoaderclassLoader)throwsException{//创建一个MainMethodRunner，并把args和Start-Class传递给它Runnablerunner=createMainMethodRunner(mainClass,args,classLoader);//构造新线程ThreadrunnerThread=newThread(runner);//线程设置类加载器以及名字，然后启动runnerThread.setContextClassLoader(classLoader);runnerThread.setName(Thread.currentThread().getName());runnerThread.start();}MainMethodRunner的run方法：@Overridepublicvoidrun(){try{//根据Start-Class进行实例化ClassmainClass=Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(this.mainClassName);//找出main方法MethodmainMethod=mainClass.getDeclaredMethod("main",String[].class);//如果main方法不存在，抛出异常if(mainMethod==null){thrownewIllegalStateException(this.mainClassName+"doesnothaveamainmethod");}//调用mainMethod.invoke(null,newObject[]{this.args});}catch(Exceptionex){UncaughtExceptionHandlerhandler=Thread.currentThread().getUncaughtExceptionHandler();if(handler!=null){handler.uncaughtException(Thread.currentThread(),ex);}thrownewRuntimeException(ex);}}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。搜索公众号后端架构师后台回复“架构整洁”，获取一份惊喜礼包。#关于自定义的类加载器LaunchedURLClassLoaderLaunchedURLClassLoader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：privateClassdoLoadClass(Stringname)throwsClassNotFoundException{//1)Trytherootclassloadertry{if(this.rootClassLoader!=null){returnthis.rootClassLoader.loadClass(name);}}catch(Exceptionex){//Ignoreandcontinue}//2)Trytofindlocallytry{findPackage(name);Classcls=findClass(name);returncls;}catch(Exceptionex){//Ignoreandcontinue}//3)Usestandardloadingreturnsuper.loadClass(name,false);}加载规则：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调用LaunchedURLClassLoader自身的findClass方法，也就是URLClassLoader的findClass方法调用父类的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：protectedClassfindClass(finalStringname)throwsClassNotFoundException{try{returnAccessController.doPrivileged(newPrivilegedExceptionAction>(){publicClassrun()throwsClassNotFoundException{//把类名解析成路径并加上.class后缀Stringpath=name.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org/springframework/boot/loader/JarLauncher.class，它在jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-loader-1.3.5.RELEASE.jar!/中被找出//那么找出的资源对应的URL为jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-loader-1.3.5.RELEASE.jar!/org/springframework/boot/loader/JarLauncher.classResourceres=ucp.getResource(path,false);if(res!=null){//找到了资源try{returndefineClass(name,res);}catch(IOExceptione){thrownewClassNotFoundException(name,e);}}else{//找不到资源的话直接抛出ClassNotFoundException异常thrownewClassNotFoundException(name);}}},acc);}catch(java.security.PrivilegedActionExceptionpae){throw(ClassNotFoundException)pae.getException();}}下面是LaunchedURLClassLoader的一个测试：//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2个URL，分别对应jar包中依赖包spring-boot-loader和spring-boot，使用"!/"分开，需要org.springframework.boot.loader.jar.Handler处理器处理LaunchedURLClassLoaderclassLoader=newLaunchedURLClassLoader(newURL[]{newURL("jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository