SpringBoot的java -jar命令啟動原理解讀
導(dǎo)語
在運用Spring Boot 后，我們基本上擺脫之前項目每次上線的時候把項目打成war包。
當(dāng)然也不排除一些奇葩的規(guī)定，必須要用war包上線，不過很多時候，我們對一些東西只是處在使用的階段，并不會去深入的研究使用的原理是什么，這貌似也是大多數(shù)人的固定思維。
或許正是如此，總會有些沒有固定思維的人會去積極的探索原理，當(dāng)然這話不是說我是積極的，我其實也是只原理的搬運工。
今天和大家來簡單的說下Spring Boot 的項目在運行Java -jar的原理。
jar包目錄和jar命令啟動入口
在正式開始之前，我們先來看看把jar包進行解壓。
然后用tree /f命令查看目錄結(jié)構(gòu)（由于筆者寫博文時用的是window，所以用的是tree /f命令），由于目錄結(jié)構(gòu)太長，這里做了相應(yīng)省略，如下：
├─BOOT-INF
│ ├─classes
│ │ │ application.properties
│ │ │
│ │ └─com
│ │ └─spring
│ │ └─boot
│ │ └─test
│ │ SpringBootTestApplication.class
│ │
│ └─lib
│ classmate-1.5.1.jar
│ hibernate-validator-6.0.18.Final.jar
│ …………此處省略…………
│
├─META-INF
│ │ MANIFEST.MF
│ │
│ └─maven
│ └─com.spring.boot.test
│ └─spring-boot-test
│ pom.properties
│ pom.xml
│
└─org
└─springframework
└─boot
└─loader
│ ExecutableArchiveLauncher.class
│ JarLauncher.class
│ LaunchedURLClassLoader$UseFastConnectionExceptionsEnumeration.class
│ LaunchedURLClassLoader.class
│ Launcher.class
│ MainMethodRunner.class
│ PropertiesLauncher$1.class
│ PropertiesLauncher$ArchiveEntryFilter.class
│ PropertiesLauncher$PrefixMatchingArchiveFilter.class
│ PropertiesLauncher.class
│ WarLauncher.class
│
├─archive
│ Archive$Entry.class
│ …………此處省略…………
│
├─data
│ RandomAccessData.class
│ …………此處省略…………
│
├─jar
│ AsciiBytes.class
│ Bytes.class
│ …………此處省略…………
│
└─util
SystemPropertyUtils.class先簡單說下上面目錄結(jié)構(gòu)，大體目錄分三層：BOOT-INF、META-INF、org，BOOT-INF是存放對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)的.class文件和Maven依賴的jar包，包括啟動類SpringBootTestApplication，META-INF下存放的是Maven相關(guān)的pom信息和MANIFEST.MF文件，org文件夾下存放的是Spring boot loader模塊編譯的.class文件，也就是jar啟動的關(guān)鍵代碼所在。
在執(zhí)行java -jar命令的時候，它的啟動類配置實在jar包目錄下META-INF文件夾下的名MANIFEST.MF文件中，在這個文件中有一個名為Main-Class的屬性，我們來看下這個文件的具體內(nèi)容：
Manifest-Version: 1.0 Implementation-Title: spring-boot-test Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT Start-Class: com.spring.boot.test.SpringBootTestApplication Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/ Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/ Build-Jdk-Spec: 1.8 Spring-Boot-Version: 2.2.3.RELEASE Created-By: Maven Archiver 3.4.0 Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher
從上面的配置文件中，可以看到Main-Class屬性指向的Class為org.springframework.boot.loader.JarLauncher，而JarLauncher是JAR的啟動器，這個類是在org/springframework/boot/loader/,然后可以看到項目所定義的啟動類是指向Start-Class這個屬性的。
JAR文件啟動器——JarLauncher
在上面我們說了JarLauncher是JAR可執(zhí)行的啟動器，那么它和項目的啟動類SpringBootTestApplication有什么關(guān)聯(lián)呢？
先給大家來個示例，先來到解壓目錄下執(zhí)行命令：java org.springframework.boot.loader.JarLauncher ，然后便是如下界面：
C:\Users\elisha\Desktop\spring-boot-test-0.0.1-SNAPSHOT>java org.springframework.boot.loader.JarLauncher . ____ _ __ _ _ /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __ __ _ \ \ \ \ ( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \ \\/ ___)| |_)| | | | | || (_| | ) ) ) ) ' |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / / =========|_|==============|___/=/_/_/_/ :: Spring Boot :: (v2.2.3.RELEASE) 2020-01-18 14:28:19.866 INFO 3644 --- [ main] c.s.boot.test.SpringBootTestApplication : Starting SpringBootTestApplication on LAPTOP-R2NNI9CM with PID 3644 (C:\Users\elisha\Desktop\spring-boot-test-0.0.1-SNAPSHOT\BOOT-INF\classes started by elisha in C:\Users\elisha\Desktop\spring-boot-test-0.0.1-SNAPSHOT)
從上面的執(zhí)行接口可以看到項目引導(dǎo)類SpringBootTestApplication會被JarLauncher類進行引導(dǎo)，但是如果我們到BOOT-INF/class目錄下，然后也執(zhí)行java com.spring.boot.test.SpringBootTestApplication,會報SpringApplication的ClassNotFoundException這個錯誤，由此可以得知這是因為java命令未指定Class Path。
不過當(dāng)前Spring Boot依賴的JAR文件都是存放在BOOT-INF/lib下，而org.springframework.boot.loader.JarLauncher會將JAR作為SpringBootTestApplication類庫的依賴，這也就是為什么JarLauncher能引導(dǎo)SpringBootTestApplication，反之則是不可以的，那么對于SpringBootTestApplication是JarLauncher的子進程，還是處于同一層級呢？
接下來我們來看看JarLauncher的原理。
JarLauncher實現(xiàn)引導(dǎo)原理
因為org.springframework.boot.loader.JarLauncher的類是在spring-boot-loader中，但是若想在IDEA中來看源碼，需要在pom文件中引入如下配置：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-loader</artifactId>
<scope>provided</scope>
</dependency>在引入上面的配置文件后，便可以在IDEA中查看源碼了，使用CTRL+N命令來搜索JarLauncher類，那就來看下源碼，如下：
public class JarLauncher extends ExecutableArchiveLauncher {
static final String BOOT_INF_CLASSES = "BOOT-INF/classes/";
static final String BOOT_INF_LIB = "BOOT-INF/lib/";
public JarLauncher() {
}
protected JarLauncher(Archive archive) {
super(archive);
}
@Override
protected boolean isNestedArchive(Archive.Entry entry) {
if (entry.isDirectory()) {
return entry.getName().equals(BOOT_INF_CLASSES);
}
return entry.getName().startsWith(BOOT_INF_LIB);
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new JarLauncher().launch(args);
}
}從上面的JarLauncher類中，可以看到兩個常量：BOOT_INF_CLASSES、BOOT_INF_LIB，而它們又分別指向如下路徑：BOOT-INF/classes/、BOOT-INF/lib/，并用isNestedArchive(Archive.Entry entry)方法進行判斷（在Spring Boot中Archive，抽象出了Archive的概念，一個Archive可以是一個Jar（JarFileArchive）、也可以是一個目錄（ExplodedArchive），在這里可以理解為Spring Boot抽象出來的同一訪問資源層。），從isNestedArchive方法的參數(shù)Archive.Entry對象貌似為一個JAR文件中的資源，譬如application.properties，同時這個對象和JarEntry是類似的，其name屬性（Archive.Entry#getName()）便是Jar資源的相對路徑。當(dāng)application.properties資源在FAT JAR目錄下時，其實Archive.Entry#getName()就是/BOOT-INF/classes/application.properties,此時便符合startsWith方法的判斷，所以isNestedArchive(Archive.Entry entry)便返回為true。
當(dāng)返回為false時，便說明FAT JAR被解壓到文件目錄了，由此也說明了Spring Boot應(yīng)用可以通過java org.springframework.boot.loader.JarLauncher 命令啟動的原因了。
Archive.Entry的實現(xiàn)
上面說了在Spring Boot中Archive，抽象出了Archive的概念，一個Archive可以是一個Jar（JarFileArchive）、也可以是一個目錄（ExplodedArchive），這里所說的JarFileArchive、ExplodedArchive便是Archive的兩種是想方式，對于這兩個類的實現(xiàn)代碼感興趣額同學(xué)可以自己去看看。
不過由此也說明了JarLauncher 既支持JAR啟動，又支持文件系統(tǒng)啟動。
同時JarLauncher 在作為引導(dǎo)類的時候，當(dāng)執(zhí)行java -jar 命令式，/META-INF/ 下MANIFEST.MF文件中的Main-Class屬性將調(diào)用它的,main(String [])方法，其實它還是調(diào)用JarLauncher #launch(args)方法，這個方法是實現(xiàn)基類Launcher，這里簡單看下這個方法的實現(xiàn)：
protected void launch(String[] args) throws Exception {
JarFile.registerUrlProtocolHandler();
ClassLoader classLoader = createClassLoader(getClassPathArchives());
launch(args, getMainClass(), classLoader);
}總結(jié)
本篇文章簡單的講解了一下，java -jar命令的一個執(zhí)行的原理，首先說了下jar包目錄和jar命令啟動入口，然后說了下JAR文件啟動器——JarLauncher和JarLauncher實現(xiàn)引導(dǎo)原理，最后說了下Archive.Entry的實現(xiàn)，這個實現(xiàn)的原理也是比較復(fù)雜，后面如果有機會，會再寫篇文章來進行說明。
這些僅為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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