SpringBootFatJar的啟動原理是什么

這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)SpringBoot FatJar的啟動原理是什么，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

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URLStreamHandler

java中描述資源常使用URL。而URL有一個(gè)方法用于打開鏈接java.net.URL#openConnection()。由于URL用于表達(dá)各種各樣的資源，打開資源的具體動作由java.net.URLStreamHandler這個(gè)類的子類來完成。根據(jù)不同的協(xié)議，會有不同的handler實(shí)現(xiàn)。而JDK內(nèi)置了相當(dāng)多的handler實(shí)現(xiàn)用于應(yīng)對不同的協(xié)議。比如jar、file、http等等。URL內(nèi)部有一個(gè)靜態(tài)HashTable屬性，用于保存已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的協(xié)議和handler實(shí)例的映射。

獲得URLStreamHandler有三種方法

  1. 實(shí)現(xiàn)URLStreamHandlerFactory接口，通過方法URL.setURLStreamHandlerFactory設(shè)置。該屬性是一個(gè)靜態(tài)屬性，且只能被設(shè)置一次。

  2. 直接提供URLStreamHandler的子類，作為URL的構(gòu)造方法的入?yún)⒅弧５窃贘VM中有固定的規(guī)范要求：

    1. 子類的類名必須是 Handler ，同時(shí)最后一級的包名必須是協(xié)議的名稱。比如自定義了Http的協(xié)議實(shí)現(xiàn)，則類名必然為xx.http.Handler

    2. JVM 啟動的時(shí)候，需要設(shè)置 java.protocol.handler.pkgs 系統(tǒng)屬性，如果有多個(gè)實(shí)現(xiàn)類，那么中間用 | 隔開。因?yàn)镴VM在嘗試尋找Handler時(shí)，會從這個(gè)屬性中獲取包名前綴，最終使用包名前綴.協(xié)議名.Handler，使用Class.forName方法嘗試初始化類，如果初始化成功，則會使用該類的實(shí)現(xiàn)作為協(xié)議實(shí)現(xiàn)。

Archive

SpringBoot定義了一個(gè)接口用于描述資源，也就是org.springframework.boot.loader.archive.Archive。該接口有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)，分別是org.springframework.boot.loader.archive.ExplodedArchive和org.springframework.boot.loader.archive.JarFileArchive。前者用于在文件夾目錄下尋找資源，后者用于在jar包環(huán)境下尋找資源。而在SpringBoot打包的fatJar中，則是使用后者。

打包

SpringBoot使用插件

<plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <mainClass>com.tccdemo.Eureka</mainClass>
                </configuration>
            </plugin>

進(jìn)行打包，打包后的文件布局如下：

SpringBoot FatJar的啟動原理是什么

  1. BOOT-INF文件夾下放的程序編譯class和依賴的jar包

  2. org目錄下放的是SpringBoot的啟動相關(guān)包。

來看描述文件MANIFEST.MF的內(nèi)容

Manifest-Version: 1.0
Implementation-Title: eureka
Implementation-Version: 1.0-SNAPSHOT
Built-By: Administrator
Implementation-Vendor-Id: com.tccdemo
Spring-Boot-Version: 2.0.2.RELEASE
Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher
Start-Class: com.tccdemo.Eureka
Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/
Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/
Created-By: Apache Maven 3.6.1
Build-Jdk: 1.8.0_201
Implementation-URL: http://www.example.com

最為顯眼的就是程序的啟動類并不是我們項(xiàng)目的啟動類，而是SpringBoot的JarLauncher。下面會來深究下這個(gè)類的作用。

SpringBoot啟動

首先來看啟動方法

public static void main(String[] args) throws Exception {
  new JarLauncher().launch(args);
}

JarLauncher繼承于org.springframework.boot.loader.ExecutableArchiveLauncher。該類的無參構(gòu)造方法最主要的功能就是構(gòu)建了當(dāng)前main方法所在的FatJar的JarFileArchive對象。下面來看launch方法。該方法主要是做了2個(gè)事情：

  1. 以FatJar為file作為入?yún)?，?gòu)造JarFileArchive對象。獲取其中所有的資源目標(biāo)，取得其Url，將這些URL作為參數(shù)，構(gòu)建了一個(gè)URLClassLoader。

  2. 以第一步構(gòu)建的ClassLoader加載MANIFEST.MF文件中Start-Class指向的業(yè)務(wù)類，并且執(zhí)行靜態(tài)方法main。進(jìn)而啟動整個(gè)程序。

通過靜態(tài)方法org.springframework.boot.loader.JarLauncher#main就可以順利啟動整個(gè)程序。這里面的關(guān)鍵在于SpringBoot自定義的classLoader能夠識別FatJar中的資源，包括有：在指定目錄下的項(xiàng)目編譯class、在指令目錄下的項(xiàng)目依賴jar。JDK默認(rèn)用于加載應(yīng)用的AppClassLoader只能從jar的根目錄開始加載class文件，并且也不支持jar in jar這種格式。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，SpringBoot首先從支持jar in jar中內(nèi)容讀取做了定制，也就是支持多個(gè)!/分隔符的url路徑。SpringBoot定制了以下兩個(gè)方面：

  1. 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)java.net.URLStreamHandler的子類org.springframework.boot.loader.jar.Handler。該Handler支持識別多個(gè)!/分隔符，并且正確的打開URLConnection。打開的Connection是SpringBoot定制的org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection實(shí)現(xiàn)。

  2. 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)java.net.JarURLConnection的子類org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection。該鏈接支持多個(gè)!/分隔符，并且自己實(shí)現(xiàn)了在這種情況下獲取InputStream的方法。而為了能夠在org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection正確獲取輸入流，SpringBoot自定義了一套讀取ZipFile的工具類和方法。這部分和ZIP壓縮算法規(guī)范緊密相連，就不深入了。

能夠讀取多個(gè)!/的url后，事情就變得很簡單了。上文提到的ExecutableArchiveLauncher的launch方法會以當(dāng)前的FatJar構(gòu)建一個(gè)JarFileArchive，并且通過該對象獲取其內(nèi)部所有的資源URL，這些URL包含項(xiàng)目編譯class和依賴jar包。在構(gòu)建這些URL的時(shí)候傳入的就是SpringBoot定制的Handler。將獲取的URL數(shù)組作為參數(shù)傳遞給自定義的ClassLoaderorg.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader。該ClassLoader繼承自UrlClassLoader。UrlClassLoader加載class就是依靠初始參數(shù)傳入的Url數(shù)組，并且嘗試Url指向的資源中加載Class文件。有了自定義的Handler，再從Url中嘗試獲取資源就變得很容易了。

至此，SpringBoot自定義的ClassLoader就能夠加載FatJar中的依賴包的class文件了。

擴(kuò)展

SpringBoot提供了一個(gè)很好的思路，但是其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜，特別是其自行實(shí)現(xiàn)了一個(gè)ZipFIle的解析器。但是本質(zhì)上這些背后的工作都是為了能夠讀取到FatJar內(nèi)部的Jar的class文件資源。也就是只要有辦法能夠讀取這些資源其實(shí)就可以實(shí)現(xiàn)加載Class文件了。而依靠JDK本身提供的JarFile其實(shí)就可以做到了。而讀取到所有資源后，自定義一個(gè)ClassLoader加載讀取到二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)而定義Class對象并不是很難的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，SpringBoot定制的Zip解析可以在加載類階段避免頻繁的文件解壓動作，在性能上良好一些。

上述就是小編為大家分享的SpringBoot FatJar的啟動原理是什么了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

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