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來自：rrd.me/gEASz

SpringBoot提供了一個插件spring-boot-maven-plugin用于把程序打包成一個可執(zhí)行的jar包。在pom文件里加入這個插件即可：

<build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId></plugin></plugins> </build>

打包完生成的executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar內(nèi)部的結(jié)構(gòu)如下：

├── META-INF │ ├── MANIFEST.MF │ └── maven │ └── spring.study │ └── executable-jar │ ├── pom.properties │ └── 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

然后可以直接執(zhí)行jar包就能啟動程序了：

java -jar executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar

打包出來fat jar內(nèi)部有4種文件類型：

• META-INF文件夾：程序入口，其中MANIFEST.MF用于描述jar包的信息

• lib目錄：放置第三方依賴的jar包，比如springboot的一些jar包

• spring boot loader相關(guān)的代碼

• 模塊自身的代碼

MANIFEST.MF文件的內(nèi)容：

Manifest-Version: 1.0 Implementation-Title: executable-jar Implementation-Version: 1.0-SNAPSHOT Archiver-Version: Plexus Archiver Built-By: Format Start-Class: spring.study.executablejar.ExecutableJarApplication Implementation-Vendor-Id: spring.study Spring-Boot-Version: 1.3.5.RELEASE Created-By: Apache Maven 3.2.3 Build-Jdk: 1.8.0_20 Implementation-Vendor: Pivotal Software, Inc. Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher

我們看到，它的Main-Class是org.springframework.boot.loader.JarLauncher，當我們使用java -jar執(zhí)行jar包的時候會調(diào)用JarLauncher的main方法，而不是我們編寫的SpringApplication。

那么JarLauncher這個類是的作用是什么的？

它是SpringBoot內(nèi)部提供的工具Spring Boot Loader提供的一個用于執(zhí)行Application類的工具類(fat jar內(nèi)部有spring loader相關(guān)的代碼就是因為這里用到了)。相當于Spring Boot Loader提供了一套標準用于執(zhí)行SpringBoot打包出來的jar

Spring Boot Loader抽象的一些類

抽象類Launcher：各種Launcher的基礎(chǔ)抽象類，用于啟動應(yīng)用程序；跟Archive配合使用；目前有3種實現(xiàn)，分別是JarLauncher、WarLauncher以及PropertiesLauncher

Archive：歸檔文件的基礎(chǔ)抽象類。JarFileArchive就是jar包文件的抽象。它提供了一些方法比如getUrl會返回這個Archive對應(yīng)的URL；getManifest方法會獲得Manifest數(shù)據(jù)等。ExplodedArchive是文件目錄的抽象

JarFile：對jar包的封裝，每個JarFileArchive都會對應(yīng)一個JarFile。JarFile被構(gòu)造的時候會解析內(nèi)部結(jié)構(gòu)，去獲取jar包里的各個文件或文件夾，這些文件或文件夾會被封裝到Entry中，也存儲在JarFileArchive中。如果Entry是個jar，會解析成JarFileArchive。

比如一個JarFileArchive對應(yīng)的URL為：

jar:file:/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/

它對應(yīng)的JarFile為：

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

這個JarFile有很多Entry，比如：

META-INF/ META-INF/MANIFEST.MF spring/ spring/study/ .... spring/study/executablejar/ExecutableJarApplication.class lib/spring-boot-starter-1.3.5.RELEASE.jar lib/spring-boot-1.3.5.RELEASE.jar ...

JarFileArchive內(nèi)部的一些依賴jar對應(yīng)的URL(SpringBoot使用org.springframework.boot.loader.jar.Handler處理器來處理這些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

我們看到如果有jar包中包含jar，或者jar包中包含jar包里面的class文件，那么會使 用 !/ 分隔開，這種方式只有org.springframework.boot.loader.jar.Handler能處 理，它是SpringBoot內(nèi)部擴展出來的一種URL協(xié)議。

JarLauncher的執(zhí)行過程

JarLauncher的main方法：

public?static?void?main(String[]?args)?{//?構(gòu)造JarLauncher，然后調(diào)用它的launch方法。參數(shù)是控制臺傳遞的new?JarLauncher().launch(args); }??

JarLauncher被構(gòu)造的時候會調(diào)用父類ExecutableArchiveLauncher的構(gòu)造方法。

ExecutableArchiveLauncher的構(gòu)造方法內(nèi)部會去構(gòu)造Archive，這里構(gòu)造了JarFileArchive。構(gòu)造JarFileArchive的過程中還會構(gòu)造很多東西，比如JarFile，Entry …

JarLauncher的launch方法： protected?void?launch(String[]?args)?{try?{//?在系統(tǒng)屬性中設(shè)置注冊了自定義的URL處理器：org.springframework.boot.loader.jar.Handler。如果URL中沒有指定處理器，會去系統(tǒng)屬性中查詢JarFile.registerUrlProtocolHandler();//?getClassPathArchives方法在會去找lib目錄下對應(yīng)的第三方依賴JarFileArchive，同時也會項目自身的JarFileArchive//?根據(jù)getClassPathArchives得到的JarFileArchive集合去創(chuàng)建類加載器ClassLoader。這里會構(gòu)造一個LaunchedURLClassLoader類加載器，這個類加載器繼承URLClassLoader，并使用這些JarFileArchive集合的URL構(gòu)造成URLClassPath//?LaunchedURLClassLoader類加載器的父類加載器是當前執(zhí)行類JarLauncher的類加載器ClassLoader?classLoader?=?createClassLoader(getClassPathArchives());//?getMainClass方法會去項目自身的Archive中的Manifest中找出key為Start-Class的類//?調(diào)用重載方法launchlaunch(args,?getMainClass(),?classLoader);}catch?(Exception?ex)?{ex.printStackTrace();System.exit(1);} }//?Archive的getMainClass方法 //?這里會找出spring.study.executablejar.ExecutableJarApplication這個類 public?String?getMainClass()?throws?Exception?{Manifest?manifest?=?getManifest();String?mainClass?=?null;if?(manifest?!=?null)?{mainClass?=?manifest.getMainAttributes().getValue("Start-Class");}if?(mainClass?==?null)?{throw?new?IllegalStateException("No?'Start-Class'?manifest?entry?specified?in?"?+?this);}return?mainClass; }//?launch重載方法 protected?void?launch(String[]?args,?String?mainClass,?ClassLoader?classLoader)throws?Exception?{//?創(chuàng)建一個MainMethodRunner，并把args和Start-Class傳遞給它Runnable?runner?=?createMainMethodRunner(mainClass,?args,?classLoader);//?構(gòu)造新線程Thread?runnerThread?=?new?Thread(runner);//?線程設(shè)置類加載器以及名字，然后啟動runnerThread.setContextClassLoader(classLoader);runnerThread.setName(Thread.currentThread().getName());runnerThread.start(); }

MainMethodRunner的run方法：

@Override public?void?run()?{try?{//?根據(jù)Start-Class進行實例化Class<?>?mainClass?=?Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(this.mainClassName);//?找出main方法Method?mainMethod?=?mainClass.getDeclaredMethod("main",?String[].class);//?如果main方法不存在，拋出異常if?(mainMethod?==?null)?{throw?new?IllegalStateException(this.mainClassName?+?"?does?not?have?a?main?method");}//?調(diào)用mainMethod.invoke(null,?new?Object[]?{?this.args?});}catch?(Exception?ex)?{UncaughtExceptionHandler?handler?=?Thread.currentThread().getUncaughtExceptionHandler();if?(handler?!=?null)?{handler.uncaughtException(Thread.currentThread(),?ex);}throw?new?RuntimeException(ex);} }

Start-Class的main方法調(diào)用之后，內(nèi)部會構(gòu)造Spring容器，啟動內(nèi)置Servlet容器等過程。這些過程我們都已經(jīng)分析過了。

關(guān)于自定義的類加載器LaunchedURLClassLoader

LaunchedURLClassLoader重寫了loadClass方法，也就是說它修改了默認的類加載方式(先看該類是否已加載這部分不變，后面真正去加載類的規(guī)則改變了，不再是直接從父類加載器中去加載)。LaunchedURLClassLoader定義了自己的類加載規(guī)則：

private?Class<?>?doLoadClass(String?name)?throws?ClassNotFoundException?{//?1)?Try?the?root?class?loadertry?{if?(this.rootClassLoader?!=?null)?{return?this.rootClassLoader.loadClass(name);}}catch?(Exception?ex)?{//?Ignore?and?continue}//?2)?Try?to?find?locallytry?{findPackage(name);Class<?>?cls?=?findClass(name);return?cls;}catch?(Exception?ex)?{//?Ignore?and?continue}//?3)?Use?standard?loadingreturn?super.loadClass(name,?false); }

加載規(guī)則：

• 如果根類加載器存在，調(diào)用它的加載方法。這里是根類加載是ExtClassLoader

• 調(diào)用LaunchedURLClassLoader自身的findClass方法，也就是URLClassLoader的findClass方法

• 調(diào)用父類的loadClass方法，也就是執(zhí)行默認的類加載順序(從BootstrapClassLoader開始從下往下尋找)

LaunchedURLClassLoader自身的findClass方法：

protected?Class<?>?findClass(final?String?name)throws?ClassNotFoundException {try?{return?AccessController.doPrivileged(new?PrivilegedExceptionAction<Class<?>>()?{public?Class<?>?run()?throws?ClassNotFoundException?{//?把類名解析成路徑并加上.class后綴String?path?=?name.replace('.',?'/').concat(".class");//?基于之前得到的第三方j(luò)ar包依賴以及自己的jar包得到URL數(shù)組，進行遍歷找出對應(yīng)類名的資源//?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//?那么找出的資源對應(yīng)的URL為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.classResource?res?=?ucp.getResource(path,?false);if?(res?!=?null)?{?//?找到了資源try?{return?defineClass(name,?res);}?catch?(IOException?e)?{throw?new?ClassNotFoundException(name,?e);}}?else?{?//?找不到資源的話直接拋出ClassNotFoundException異常throw?new?ClassNotFoundException(name);}}},?acc);}?catch?(java.security.PrivilegedActionException?pae)?{throw?(ClassNotFoundException)?pae.getException();} }

下面是LaunchedURLClassLoader的一個測試：

//?注冊org.springframework.boot.loader.jar.Handler?URL協(xié)議處理器 JarFile.registerUrlProtocolHandler(); //?構(gòu)造LaunchedURLClassLoader類加載器，這里使用了2個URL，分別對應(yīng)jar包中依賴包spring-boot-loader和spring-boot，使用?"!/"?分開，需要org.springframework.boot.loader.jar.Handler處理器處理 LaunchedURLClassLoader?classLoader?=?new?LaunchedURLClassLoader(new?URL[]?{new?URL("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!/"),?new?URL("jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-1.3.5.RELEASE.jar!/")},LaunchedURLClassLoaderTest.class.getClassLoader());//?加載類 //?這2個類都會在第二步本地查找中被找出(URLClassLoader的findClass方法) classLoader.loadClass("org.springframework.boot.loader.JarLauncher"); classLoader.loadClass("org.springframework.boot.SpringApplication"); //?在第三步使用默認的加載順序在ApplicationClassLoader中被找出 classLoader.loadClass("org.springframework.boot.autoconfigure.web.DispatcherServletAutoConfiguration");

Spring Boot Loader的作用

SpringBoot在可執(zhí)行jar包中定義了自己的一套規(guī)則，比如第三方依賴jar包在/lib目錄下，jar包的URL路徑使用自定義的規(guī)則并且這個規(guī)則需要使用org.springframework.boot.loader.jar.Handler處理器處理。

它的Main-Class使用JarLauncher，如果是war包，使用WarLauncher執(zhí)行。這些Launcher內(nèi)部都會另起一個線程啟動自定義的SpringApplication類。

這些特性通過spring-boot-maven-plugin插件打包完成。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的面试官：为什么SpringBoot的 jar 可以直接运行？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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