一张图帮你记忆,Spring Boot 应用在启动阶段执行代码的几种方式_spring

前言

有时候我们需要在应用启动时执行一些代码片段,这些片段可能是仅仅是为了记录 log,也可能是在启动时检查与安装证书 ,诸如上述业务要求我们可能会经常碰到

Spring Boot 提供了至少 5 种方式用于在应用启动时执行代码。我们应该如何选择?本文将会逐步解释与分析这几种不同方式


CommandLineRunner

​CommandLineRunner​​​ 是一个接口,通过实现它,我们可以在 ​​Spring 应用成功启动之后​​ 执行一些代码片段

@Slf4j
@Component
@Order(2)
public class MyCommandLineRunner implements CommandLineRunner {


@Override
public void run(String... args) throws Exception {
log.info("MyCommandLineRunner order is 2");
if (args.length > 0){
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
log.info("MyCommandLineRunner current parameter is: {}", args[i]);
}
}
}
}

当 Spring Boot 在应用上下文中找到 ​​CommandLineRunner​​​ bean,它将会在应用成功启动之后调用 ​​run()​​  方法,并传递用于启动应用程序的命令行参数

通过如下 maven 命令生成 jar 包:

mvn clean package

通过终端命令启动应用,并传递参数:

java -jar springboot-application-startup-0.0.1-SNAPSHOT.jar --foo=bar --name=rgyb

查看运行结果:一张图帮你记忆,Spring Boot 应用在启动阶段执行代码的几种方式_生命周期_02

到这里我们可以看出几个问题:


  1. 命令行传入的参数并没有被解析,而只是显示出我们传入的字符串内容 ​​--foo=bar​​​,​​--name=rgyb​​​,我们可以通过 ​​ApplicationRunner​​ 解析,我们稍后看
  2. 在重写的 ​​run()​​​ 方法上有 ​​throws Exception​​​ 标记,Spring Boot 会将 ​​CommandLineRunner​​​ 作为应用启动的一部分,如果运行 ​​run()​​ 方法时抛出 Exception,应用将会终止启动
  3. 我们在类上添加了 ​​@Order(2)​​​ 注解,当有多个 ​​CommandLineRunner​​​ 时,将会按照 ​​@Order​​ 注解中的数字从小到大排序 (数字当然也可以用复数)


⚠️不要使用 @Order 太多

看到 order 这个 "黑科技" 我们会觉得它可以非常方便将启动逻辑按照指定顺序执行,但如果你这么写,说明多个代码片段是有相互依赖关系的,为了让我们的代码更好维护,我们应该减少这种依赖使用


小结

如果我们只是想简单的获取以空格分隔的命令行参数,那 ​​MyCommandLineRunner​​ 就足够使用了


ApplicationRunner

上面提到,通过命令行启动并传递参数,​​MyCommandLineRunner​​​ 不能解析参数,如果要解析参数,那我们就要用到 ​​ApplicationRunner​​ 参数了

@Component
@Slf4j
@Order(1)
public class MyApplicationRunner implements ApplicationRunner {


@Override
public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
log.info("MyApplicationRunner order is 1");
log.info("MyApplicationRunner Current parameter is {}:", args.getOptionValues("foo"));
}
}

重新打 jar 包,运行如下命令:

java -jar springboot-application-startup-0.0.1-SNAPSHOT.jar --foo=bar,rgyb

运行结果如下:一张图帮你记忆,Spring Boot 应用在启动阶段执行代码的几种方式_spring_03

到这里我们可以看出:


  1. 同 ​​MyCommandLineRunner​​​ 相似,但 ​​ApplicationRunner​​​ 可以通过 run 方法的 ​​ApplicationArguments​​​ 对象解析出命令行参数,并且每个参数可以有多个值在里面,因为 ​​getOptionValues​​ 方法返回 List数组
  2. 在重写的 ​​run()​​​ 方法上有 ​​throws Exception​​​ 标记,Spring Boot 会将 ​​CommandLineRunner​​​ 作为应用启动的一部分,如果运行 ​​run()​​ 方法时抛出 Exception,应用将会终止启动
  3. ​ApplicationRunner​​​ 也可以使用 ​​@Order​​​ 注解进行排序,从启动结果来看,它与 ​​CommandLineRunner​​ 共享 order 的顺序,稍后我们通过源码来验证这个结论

小结

如果我们想获取复杂的命令行参数时,我们可以使用 ​​ApplicationRunner​


ApplicationListener

如果我们不需要获取命令行参数时,我们可以将启动逻辑绑定到 Spring 的 ​​ApplicationReadyEvent​​ 上

@Slf4j
@Component
@Order(0)
public class MyApplicationListener implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {


@Override
public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent applicationReadyEvent) {
log.info("MyApplicationListener is started up");
}
}

运行程序查看结果:一张图帮你记忆,Spring Boot 应用在启动阶段执行代码的几种方式_生命周期_04

到这我们可以看出:


  1. ​ApplicationReadyEvent​当且仅当 在应用程序就绪之后才被触发,甚至是说上面的 Listener 要在本文说的所有解决方案都执行了之后才会被触发,最终结论请稍后看
  2. 代码中我用 ​​Order(0)​​​ 来标记,显然 ApplicationListener 也是可以用该注解进行排序的,按数字大小排序,应该是最先执行。但是,这个顺序仅用于同类型的 ApplicationListener 之间的排序,与前面提到的 ​​ApplicationRunners​​​ 和 ​​CommandLineRunners​​ 的排序并不共享

小结

如果我们不需要获取命令行参数,我们可以通过 ​​ApplicationListener<ApplicationReadyEvent>​​ 创建一些全局的启动逻辑,我们还可以通过它获取 Spring Boot 支持的 configuration properties 环境变量参数


如果你看过我之前写的 Spring Bean 生命周期三部曲:


  • Spring Bean 生命周期之缘起
  • Spring Bean 生命周期之缘尽
  • Spring Aware 到底是什么?

那么你会对下面两种方式非常熟悉了

@PostConstruct

创建启动逻辑的另一种简单解决方案是提供一种在 bean 创建期间由 Spring 调用的初始化方法。我们要做的就只是将 ​​@PostConstruct​​ 注解添加到方法中:

@Component
@Slf4j
@DependsOn("myApplicationListener")
public class MyPostConstructBean {


@PostConstruct
public void testPostConstruct(){
log.info("MyPostConstructBean");
}
}

查看运行结果:一张图帮你记忆,Spring Boot 应用在启动阶段执行代码的几种方式_spring_05

从上面运行结果可以看出:


  1. Spring 创建完 bean之后 (在启动之前),便会立即调用 ​​@PostConstruct​​​ 注解标记的方法,因此我们无法使用 ​​@Order​​​ 注解对其进行自由排序,因为它可能依赖于 ​​@Autowired​​ 插入到我们 bean 中的其他 Spring bean。
  2. 相反,它将在依赖于它的所有 bean 被初始化之后被调用,如果要添加人为的依赖关系并由此创建一个排序,则可以使用 ​​@DependsOn​​​ 注解(虽然可以排序,但是不建议使用,理由和 ​​@Order​​ 一样)

小结

​@PostConstruct​​ 方法固有地绑定到现有的 Spring bean,因此应仅将其用于此单个 bean 的初始化逻辑;


InitializingBean

与 ​​@PostConstruct​​​ 解决方案非常相似,我们可以实现 ​​InitializingBean​​ 接口,并让 Spring 调用某个初始化方法:

@Component
@Slf4j
public class MyInitializingBean implements InitializingBean {




@Override
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
log.info("MyInitializingBean.afterPropertiesSet()");
}
}

查看运行结果:一张图帮你记忆,Spring Boot 应用在启动阶段执行代码的几种方式_命令行参数_06

从上面的运行结果中,我们得到了和 ​​@PostConstruct​​ 一样的效果,但二者还是有差别的


⚠️ @PostConstruct​afterPropertiesSet​ 区别


  1. afterPropertiesSet,顾名思义「在属性设置之后」,调用该方法时,该 bean 的所有属性已经被 Spring 填充。如果我们在某些属性上使用 ​​@Autowired​​​(常规操作应该使用构造函数注入),那么 Spring 将在调用​​afterPropertiesSet​​​ 之前将 bean 注入这些属性。但 ​​@PostConstruct​​ 并没有这些属性填充限制
  2. 所以 ​​InitializingBean.afterPropertiesSet​​​ 解决方案比使用 ​​@PostConstruct​​​ 更安全,因为如果我们依赖尚未自动注入的 ​​@Autowired​​​ 字段,则 ​​@PostConstruct​​ 方法可能会遇到 NullPointerExceptions


小结

如果我们使用构造函数注入,则这两种解决方案都是等效的


源码分析

请打开你的 IDE (重点代码已标记注释):

​MyCommandLineRunner​​​ 和 ​​ApplicationRunner​​ 是在何时被调用的呢?

打开 ​​SpringApplication.java​​​ 类,里面有 ​​callRunners​​ 方法

private void callRunners(ApplicationContext context, ApplicationArguments args) {
List<Object> runners = new ArrayList<>();
//从上下文获取 ApplicationRunner 类型的 bean
runners.addAll(context.getBeansOfType(ApplicationRunner.class).values());


//从上下文获取 CommandLineRunner 类型的 bean
runners.addAll(context.getBeansOfType(CommandLineRunner.class).values());


//对二者进行排序,这也就是为什么二者的 order 是可以共享的了
AnnotationAwareOrderComparator.sort(runners);


//遍历对其进行调用
for (Object runner : new LinkedHashSet<>(runners)) {
if (runner instanceof ApplicationRunner) {
callRunner((ApplicationRunner) runner, args);
}
if (runner instanceof CommandLineRunner) {
callRunner((CommandLineRunner) runner, args);
}
}
}

强烈建议完整看一下 ​​SpringApplication.java​​ 的全部代码,Spring Boot 启动过程及原理都可以从这个类中找到一些答案


总结

最后画一张图用来总结这几种方式 一张图帮你记忆,Spring Boot 应用在启动阶段执行代码的几种方式_命令行参数_07一张图帮你记忆,Spring Boot 应用在启动阶段执行代码的几种方式_spring_08

灵魂追问


  1. 上面程序运行结果, ​​afterPropertiesSet​​​ 方法调用先于 ​​@PostConstruct​​ 方法,但这和我们在 Spring Bean 生命周期之缘起 中的调用顺序恰恰相反,你知道为什么吗?
  2. ​MyPostConstructBean​​​ 通过 ​​@DependsOn("myApplicationListener")​​ 依赖了 MyApplicationListener,为什么调用结果前者先与后者呢?
  3. 为什么不建议 ​​@Autowired​​ 形式依赖注入

在写 Spring Bean 生命周期时就有朋友问我与之相关的问题,显然他们在概念上有一些含混,所以,仔细理解上面的问题将会帮助你加深对 Spring Bean 生命周期的理解



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