這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)?lái)有關(guān)Spring Boot中jar可執(zhí)行的原理是什么，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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spring-boot-maven-plugin
SpringBoot 的可執(zhí)行jar包又稱fat jar ，是包含所有第三方依賴的 jar 包，jar 包中嵌入了除 java 虛擬機(jī)以外的所有依賴，是一個(gè) all-in-one jar 包。普通插件maven-jar-plugin生成的包和spring-boot-maven-plugin生成的包之間的直接區(qū)別，是fat jar中主要增加了兩部分，第一部分是lib目錄，存放的是Maven依賴的jar包文件,第二部分是spring boot loader相關(guān)的類(lèi)。
fat jar 目錄結(jié)構(gòu)
├─BOOT-INF
│ ├─classes
│ └─lib
├─META-INF
│ ├─maven
│ ├─app.properties
│ ├─MANIFEST.MF
└─org
└─springframework
└─boot
└─loader
├─archive
├─data
├─jar
└─util
也就是說(shuō)想要知道fat jar是如何生成的，就必須知道spring-boot-maven-plugin工作機(jī)制，而spring-boot-maven-plugin屬于自定義插件，因此我們又必須知道，Maven的自定義插件是如何工作的
Maven的自定義插件
Maven 擁有三套相互獨(dú)立的生命周期: clean、default 和 site, 而每個(gè)生命周期包含一些phase階段, 階段是有順序的, 并且后面的階段依賴于前面的階段。生命周期的階段phase與插件的目標(biāo)goal相互綁定，用以完成實(shí)際的構(gòu)建任務(wù)。
org.springframework.boot spring-boot-maven-plugin repackage
repackage目標(biāo)對(duì)應(yīng)的將執(zhí)行到org.springframework.boot.maven.RepackageMojo#execute，該方法的主要邏輯是調(diào)用了org.springframework.boot.maven.RepackageMojo#repackage
重慶分公司
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private void repackage() throws MojoExecutionException {
//獲取使用maven-jar-plugin生成的jar，最終的命名將加上.orignal后綴
Artifact source = getSourceArtifact();
//最終文件，即Fat jar
File target = getTargetFile();
//獲取重新打包器，將重新打包成可執(zhí)行jar文件
Repackager repackager = getRepackager(source.getFile());
//查找并過(guò)濾項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)依賴的jar
Set artifacts = filterDependencies(this.project.getArtifacts(),
getFilters(getAdditionalFilters()));
//將artifacts轉(zhuǎn)換成libraries
Libraries libraries = new ArtifactsLibraries(artifacts, this.requiresUnpack,
getLog());
try {
//提供Spring Boot啟動(dòng)腳本
LaunchScript launchScript = getLaunchScript();
//執(zhí)行重新打包邏輯，生成最后fat jar
repackager.repackage(target, libraries, launchScript);
}
catch (IOException ex) {
throw new MojoExecutionException(ex.getMessage(), ex);
}
//將source更新成 xxx.jar.orignal文件
updateArtifact(source, target, repackager.getBackupFile());
} 我們關(guān)心一下org.springframework.boot.maven.RepackageMojo#getRepackager這個(gè)方法，知道Repackager是如何生成的，也就大致能夠推測(cè)出內(nèi)在的打包邏輯。
private Repackager getRepackager(File source) {
Repackager repackager = new Repackager(source, this.layoutFactory);
repackager.addMainClassTimeoutWarningListener(
new LoggingMainClassTimeoutWarningListener());
//設(shè)置main class的名稱，如果不指定的話則會(huì)查找第一個(gè)包含main方法的類(lèi)，repacke最后將會(huì)設(shè)置org.springframework.boot.loader.JarLauncher
repackager.setMainClass(this.mainClass);
if (this.layout != null) {
getLog().info("Layout: " + this.layout);
//重點(diǎn)關(guān)心下layout 最終返回了 org.springframework.boot.loader.tools.Layouts.Jar
repackager.setLayout(this.layout.layout());
}
return repackager;
}/**
* Executable JAR layout.
*/
public static class Jar implements RepackagingLayout {
@Override
public String getLauncherClassName() {
return "org.springframework.boot.loader.JarLauncher";
}
@Override
public String getLibraryDestination(String libraryName, LibraryScope scope) {
return "BOOT-INF/lib/";
}
@Override
public String getClassesLocation() {
return "";
}
@Override
public String getRepackagedClassesLocation() {
return "BOOT-INF/classes/";
}
@Override
public boolean isExecutable() {
return true;
}
}layout我們可以將之翻譯為文件布局，或者目錄布局，代碼一看清晰明了，同時(shí)我們需要關(guān)注，也是下一個(gè)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象org.springframework.boot.loader.JarLauncher，從名字推斷，這很可能是返回可執(zhí)行jar文件的啟動(dòng)類(lèi)。
MANIFEST.MF文件內(nèi)容
Manifest-Version: 1.0 Implementation-Title: oneday-auth-server Implementation-Version: 1.0.0-SNAPSHOT Archiver-Version: Plexus Archiver Built-By: oneday Implementation-Vendor-Id: com.oneday Spring-Boot-Version: 2.1.3.RELEASE Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher Start-Class: com.oneday.auth.Application Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/ Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/ Created-By: Apache Maven 3.3.9 Build-Jdk: 1.8.0_171
repackager生成的MANIFEST.MF文件為以上信息，可以看到兩個(gè)關(guān)鍵信息Main-Class和Start-Class。我們可以進(jìn)一步，程序的啟動(dòng)入口并不是我們SpringBoot中定義的main，而是JarLauncher#main，而再在其中利用反射調(diào)用定義好的Start-Class的main方法
JarLauncher
重點(diǎn)類(lèi)介紹
java.util.jar.JarFile JDK工具類(lèi)提供的讀取jar文件
org.springframework.boot.loader.jar.JarFileSpringboot-loader 繼承JDK提供JarFile類(lèi)
java.util.jar.JarEntryDK工具類(lèi)提供的``jar```文件條目
org.springframework.boot.loader.jar.JarEntry Springboot-loader 繼承JDK提供JarEntry類(lèi)
org.springframework.boot.loader.archive.Archive Springboot抽象出來(lái)的統(tǒng)一訪問(wèn)資源的層
JarFileArchivejar包文件的抽象
ExplodedArchive文件目錄
這里重點(diǎn)描述一下JarFile的作用，每個(gè)JarFileArchive都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)JarFile。在構(gòu)造的時(shí)候會(huì)解析內(nèi)部結(jié)構(gòu)，去獲取jar包里的各個(gè)文件或文件夾類(lèi)。我們可以看一下該類(lèi)的注釋。
/* Extended variant of {@link java.util.jar.JarFile} that behaves in the same way but
* offers the following additional functionality.
* jar里的資源分隔符是!/，在JDK提供的JarFile URL只支持一個(gè)'!/‘，而Spring boot擴(kuò)展了這個(gè)協(xié)議，讓它支持多個(gè)'!/‘，就可以表示jar in jar、jar in directory、fat jar的資源了。
自定義類(lèi)加載機(jī)制
最基礎(chǔ)：Bootstrap ClassLoader（加載JDK的/lib目錄下的類(lèi)）
次基礎(chǔ)：Extension ClassLoader（加載JDK的/lib/ext目錄下的類(lèi)）
普通：Application ClassLoader（程序自己classpath下的類(lèi)）
首先需要關(guān)注雙親委派機(jī)制很重要的一點(diǎn)是，如果一個(gè)類(lèi)可以被委派最基礎(chǔ)的ClassLoader加載，就不能讓高層的ClassLoader加載，這樣是為了范圍錯(cuò)誤的引入了非JDK下但是類(lèi)名一樣的類(lèi)。其二，如果在這個(gè)機(jī)制下，由于fat jar中依賴的各個(gè)第三方j(luò)ar文件，并不在程序自己classpath下，也就是說(shuō)，如果我們采用雙親委派機(jī)制的話，根本獲取不到我們所依賴的jar包，因此我們需要修改雙親委派機(jī)制的查找class的方法，自定義類(lèi)加載機(jī)制。
先簡(jiǎn)單的介紹Springboot2中LaunchedURLClassLoader，該類(lèi)繼承了java.net.URLClassLoader,重寫(xiě)了java.lang.ClassLoader#loadClass(java.lang.String, boolean)，然后我們?cè)偬接懰侨绾涡薷碾p親委派機(jī)制。
在上面我們講到Spring boot支持多個(gè)'!/‘以表示多個(gè)jar，而我們的問(wèn)題在于，如何解決查找到這多個(gè)jar包。我們看一下LaunchedURLClassLoader的構(gòu)造方法。
public LaunchedURLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent) {
super(urls, parent);
}urls注釋解釋道the URLs from which to load classes and resources，即fat jar包依賴的所有類(lèi)和資源，將該urls參數(shù)傳遞給父類(lèi)java.net.URLClassLoader，由父類(lèi)的java.net.URLClassLoader#findClass執(zhí)行查找類(lèi)方法，該類(lèi)的查找來(lái)源即構(gòu)造方法傳遞進(jìn)來(lái)的urls參數(shù)
//LaunchedURLClassLoader的實(shí)現(xiàn)
protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
Handler.setUseFastConnectionExceptions(true);
try {
try {
//嘗試根據(jù)類(lèi)名去定義類(lèi)所在的包，即java.lang.Package，確保jar in jar里匹配的manifest能夠和關(guān)聯(lián) //的package關(guān)聯(lián)起來(lái)
definePackageIfNecessary(name);
}
catch (IllegalArgumentException ex) {
// Tolerate race condition due to being parallel capable
if (getPackage(name) == null) {
// This should never happen as the IllegalArgumentException indicates
// that the package has already been defined and, therefore,
// getPackage(name) should not return null.
//這里異常表明，definePackageIfNecessary方法的作用實(shí)際上是預(yù)先過(guò)濾掉查找不到的包
throw new AssertionError("Package " + name + " has already been "
+ "defined but it could not be found");
}
}
return super.loadClass(name, resolve);
}
finally {
Handler.setUseFastConnectionExceptions(false);
}
}方法super.loadClass(name, resolve)實(shí)際上會(huì)回到了java.lang.ClassLoader#loadClass(java.lang.String, boolean)，遵循雙親委派機(jī)制進(jìn)行查找類(lèi)，而B(niǎo)ootstrap ClassLoader和Extension ClassLoader將會(huì)查找不到fat jar依賴的類(lèi)，最終會(huì)來(lái)到Application ClassLoader，調(diào)用java.net.URLClassLoader#findClass
如何真正的啟動(dòng)
Springboot2和Springboot1的最大區(qū)別在于，Springboo1會(huì)新起一個(gè)線程，來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的反射調(diào)用邏輯，而SpringBoot2則去掉了構(gòu)建新的線程這一步。方法是org.springframework.boot.loader.Launcher#launch(java.lang.String[], java.lang.String, java.lang.ClassLoader)反射調(diào)用邏輯比較簡(jiǎn)單，這里就不再分析，比較關(guān)鍵的一點(diǎn)是，在調(diào)用main方法之前，將當(dāng)前線程的上下文類(lèi)加載器設(shè)置成LaunchedURLClassLoader
protected void launch(String[] args, String mainClass, ClassLoader classLoader)
throws Exception {
Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);
createMainMethodRunner(mainClass, args, classLoader).run();
}Demo
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, MalformedURLException {
JarFile.registerUrlProtocolHandler();
// 構(gòu)造LaunchedURLClassLoader類(lèi)加載器，這里使用了2個(gè)URL，分別對(duì)應(yīng)jar包中依賴包spring-boot-loader和spring-boot，使用 "!/" 分開(kāi)，需要org.springframework.boot.loader.jar.Handler處理器處理
LaunchedURLClassLoader classLoader = new LaunchedURLClassLoader(
new URL[] {
new URL("jar:file:/E:/IdeaProjects/oneday-auth/oneday-auth-server/target/oneday-auth-server-1.0.0-SNAPSHOT.jar!/BOOT-INF/lib/spring-boot-loader-1.2.3.RELEASE.jar!/")
, new URL("jar:file:/E:/IdeaProjects/oneday-auth/oneday-auth-server/target/oneday-auth-server-1.0.0-SNAPSHOT.jar!/BOOT-INF/lib/spring-boot-2.1.3.RELEASE.jar!/")
},
Application.class.getClassLoader());
// 加載類(lèi)
// 這2個(gè)類(lèi)都會(huì)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(rèn)的加載順序在ApplicationClassLoader中被找出
classLoader.loadClass("org.springframework.boot.autoconfigure.web.DispatcherServletAutoConfiguration");
// SpringApplication.run(Application.class, args);
}org.springframework.boot spring-boot-loader 2.1.3.RELEASE org.springframework.boot spring-boot-maven-plugin 2.1.3.RELEASE
上述就是小編為大家分享的Spring Boot中jar可執(zhí)行的原理是什么了，如果剛好有類(lèi)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(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。
