企业级spring-boot案例-Spring Boot 启动时的运行方法

2023-05-16

文章目录

- 为什么我们需要在 spring boot 启动时运行代码？
- spring boot中启动后不同的运行方式
- 1.使用CommandLineRunner接口
- - 实现 CommandLineRunner 接口的示例
  - 创建 CommandLineRunner 接口的 bean 示例
- 2.使用ApplicationRunner接口
- - 实现 ApplicationRunner 接口的示例
- 3. Spring Boot中的应用事件
- 4.方法上的@Postconstruct注解
- 5. InitializingBean 接口
- 6.@bean注解的init属性
- 总结

企业级spring-boot案例系列文章上线了，涵盖了大部分企业级的spring-boot使用场景，会不定期进行更新，企业级spring-boot案例源码地址：https://gitee.com/JourWon/spring-boot-example，欢迎各位大佬一起学习和指正

企业级spring-boot案例
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在开发spring boot应用的时候，有时候我们需要在应用启动的时候运行一个方法或者一段代码。这段代码可以是任何范围，从记录某些信息到设置数据库、cron 作业等。我们不能只将此代码放在构造函数中，因为所需的变量或服务可能尚未初始化。这可能会导致空指针或其他一些异常。

为什么我们需要在 spring boot 启动时运行代码？

启动后调用方法

出于多种原因，我们需要在应用程序启动时运行方法，例如：

记录重要的事情或消息说应用程序已启动
处理数据库或文件、索引、创建缓存等。
启动后台进程，如发送通知、从某个队列中获取数据等。

spring boot中启动后不同的运行方式

每种方式都有其自身的好处。让我们详细看看来决定我们应该使用哪个，

使用 CommandLineRunner 接口
使用 ApplicationRunner 接口
Spring 启动应用程序事件
方法上的@Postconstruct 注解
InitializingBean 接口
@bean注解的初始化属性

1.使用CommandLineRunner接口

org.springframework.boot.CommandLineRunner 是Spring Boot提供的一个接口，当你实现该接口并将之注入Spring IoC容器后，Spring Boot应用启动时就会执行其run方法。

实现 CommandLineRunner 接口的示例

@Slf4j
@Component
public class MyCommandLineRunner implements CommandLineRunner {

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        log.info("启动预加载数据(MyCommandLineRunner)...{}", Arrays.toString(args));
    }

}

创建 CommandLineRunner 接口的 bean 示例

@Slf4j
@SpringBootApplication
public class SpringBootRunnerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringBootRunnerApplication.class, args);
        log.info("应用启动...");
    }

    @Bean
    public CommandLineRunner CommandLineRunnerBean() {
        return (args) -> {
            log.info("启动预加载数据(In CommandLineRunnerImpl)...{}", Arrays.toString(args));
        };
    }

}

我们可以使用命令行或 IDE 运行应用程序。让我们举一个例子，当我们使用“–status=running”作为参数运行应用程序时

mvn spring-boot:run -Dspring-boot.run.arguments="--spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner"

或者

mvn package 
java -jar target/<FILENAME.JAR HERE> --spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner

或者

java -jar spring-boot-runner-1.0.0.jar --spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner

或者在 IDE 运行应用程序指定参数

在这里插入图片描述

这将产生以下日志输出：

2021-12-04 10:24:04.525  INFO 6964 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyCommandLineRunner    : 启动预加载数据(MyCommandLineRunner)...[--spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner]
2021-12-04 10:24:04.526  INFO 6964 --- [           main] c.j.s.boot.SpringBootRunnerApplication   : 启动预加载数据(In CommandLineRunnerImpl)...[--spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner]
2021-12-04 10:24:04.527  INFO 6964 --- [           main] c.j.s.boot.SpringBootRunnerApplication   : 应用启动...

正如我们所看到的，参数没有被解析，而是被解释为单个值"–spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner"。

要以解析格式访问命令行参数，我们需要使用 ApplicationRunner 接口。

Spring Boot 在启动过程中添加了 CommandLineRunner 接口。因此在 commandlinerRunner 中抛出异常将强制 Spring boot 中止启动。

一个Spring Boot可以存在多个CommandLineRunner的实现，当存在多个时，你可以实现Ordered接口控制这些实现的执行顺序(Order 数值越小优先级越高)。

@Component
@Order(1)
public class CommandLineRunnerImpl implements CommandLineRunner {
    ........
}

2.使用ApplicationRunner接口

要访问解析的参数，我们需要使用 ApplicationRunner 接口，在Spring Boot 1.3.0引入了一个和CommandLineRunner功能一样的接口。CommandLineRunner接收可变参数String... args，而ApplicationRunner 接收一个封装好的对象参数ApplicationArguments。除此之外它们功能完全一样，甚至连方法名都一样。

它提供了访问参数的不同方法，如下所示

方法	说明
String[] GetSourceArgs()	被传递给应用程序的原始参数，返回这些参数的字符串数组
Set getOptionNames()	获取选项名称的`Set`字符串集合，选项参数的前面都有"–"。如 `--spring.profiles.active=dev --debug` 将返回`["spring.profiles.active","debug"]` 。
List getNonOptionArgs()	用来获取所有的无选项参数，不带"–"的参数
boolean containsOption(String name)	用来判断是否包含某个选项的名称
List getOptionValues(String name)	通过名称来获取该名称对应的选项值，我们可以在命令行中多次使用相同的键。如`--foo=bar --foo=baz` 将返回`["bar","baz"]`。

实现 ApplicationRunner 接口的示例

让我们使用"–spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner"参数运行下面的程序

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

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
        log.info("MyApplicationRunner run方法");
        boolean b1 = args.containsOption("spring.profile.active");
        boolean b2 = args.containsOption("abc");
        log.info("containsOption[spring.profile.active]:{},containsOption[abc]:{}", b1, b2);

        log.info("SourceArgs:{}", Arrays.toString(args.getSourceArgs()));
        log.info("NonOptionArgs:{}", args.getNonOptionArgs());
        log.info("OptionNames:{}", args.getOptionNames());

        log.info("Printing key and value in loop:");
        for (String key : args.getOptionNames()) {
            log.info("key:{}", key);
            log.info("val:{}", args.getOptionValues(key));
        }
    }

}

输出：

2021-12-04 11:02:53.584  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : MyApplicationRunner run方法
2021-12-04 11:02:53.584  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : containsOption[spring.profile.active]:true,containsOption[abc]:false
2021-12-04 11:02:53.586  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : SourceArgs:[--spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner]
2021-12-04 11:02:53.586  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : NonOptionArgs:[runner]
2021-12-04 11:02:53.586  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : OptionNames:[spring.profile.active, debug, foo]
2021-12-04 11:02:53.586  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : Printing key and value in loop:
2021-12-04 11:02:53.586  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : key:spring.profile.active
2021-12-04 11:02:53.587  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : val:[test]
2021-12-04 11:02:53.587  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : key:debug
2021-12-04 11:02:53.587  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : val:[]
2021-12-04 11:02:53.587  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : key:foo
2021-12-04 11:02:53.587  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyApplicationRunner    : val:[bar, baz]
2021-12-04 11:02:53.587  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.runner.MyCommandLineRunner    : MyCommandLineRunner run方法...[--spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner]
2021-12-04 11:02:53.587  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.SpringBootRunnerApplication   : bean注解创建CommandLineRunner,参数[--spring.profile.active=test, --foo=bar, --foo=baz, --debug, runner]
2021-12-04 11:02:53.588  INFO 15260 --- [           main] c.j.s.boot.SpringBootRunnerApplication   : 应用启动...

CommandLineRunner 和 ApplicationRunner 具有类似的功能，例如

run() 方法中的异常将中止应用程序启动
可以使用 Ordered 接口或 @Order 注解对多个 ApplicationRunner 进行排序

需要注意的最重要的一点是，CommandLineRunners 和 ApplicationRunners 之间共享 Order。这意味着 commandlinerRunner 和 applicationRunner 之间的执行顺序可能会混合。

CommandLineRunner 和 ApplicationRunner 区别

参数不一样。两个接口的实现方法一样，参数不一样，设置命令行参数：–spring.profile.active=test，ApplicatonRunner接口的方法参数ApplicationArguments（是个对象）比CommandLineRunner接口的方法参数（是个可以接收多个string的参数）功能更强大。ApplicatonRunner接口的方法参数ApplicationArguments既可以获取参数的字符串，也可以直接获取key；CommandLineRunner接口的方法参数只能获取参数的字符串。
方法执行顺序不一样。ApplicationRunner接口的实现方法比CommandLineRunner接口的实现方法前执行（当然也可以设置@Order的值来决定谁先执行）

执行顺序使用源码分析

说到执行顺序，那么再进一步了解一下这两个方法是在什么时候执行的。这两个接口的实现执行的时机在于SpringApplication初始化之后，调用的run方法中被调用的。

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
        // 创建 StopWatch 对象，用于统计 run 方法启动时长。
        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        // 启动统计。
        stopWatch.start();
        ConfigurableApplicationContext context = null;
        Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
        // 配置 headless 属性。
        configureHeadlessProperty();
        // 获得 SpringApplicationRunListener 数组，
        // 该数组封装于 SpringApplicationRunListeners 对象的 listeners 中。
        SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
        // 启动监听，遍历 SpringApplicationRunListener 数组每个元素，并执行。
        listeners.starting();
        try {
            //创建 ApplicationArguments 对象
            ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(
                    args);
            // 加载属性配置，包括所有的配置属性（如：application.properties 中和外部的属性配置）
            ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,
                    applicationArguments);
            configureIgnoreBeanInfo(environment);
            // 打印 Banner
            Banner printedBanner = printBanner(environment);
            // 创建容器
            context = createApplicationContext();

            // 异常报告器
            exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(
                    SpringBootExceptionReporter.class,
                    new Class[]{ConfigurableApplicationContext.class}, context);
            // 准备容器，组件对象之间进行关联
            prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,
                    printedBanner);
            // 初始化容器
            refreshContext(context);
            // 初始化操作之后执行，默认实现为空。
            afterRefresh(context, applicationArguments);
            // 停止时长统计
            stopWatch.stop();
            // 打印启动日志
            if (this.logStartupInfo) {
                new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass)
                        .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
            }
            // 通知监听器：容器启动完成。
            listeners.started(context);
            // 调用 ApplicationRunner 和 CommandLineRunner 的运行方法。
            callRunners(context, applicationArguments);
        } catch (Throwable ex) {
            // 异常处理
            handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
            throw new IllegalStateException(ex);
        }

        try {
            // 通知监听器：容器正在运行。
            listeners.running(context);
        } catch (Throwable ex) {
            // 异常处理
            handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
            throw new IllegalStateException(ex);
        }
        return context;
    }

我们可以看到，在try方法的最后，会执行一个callRunners的方法，在此方法中会对实现这两个接口的实现类进行调用。

private void callRunners(ApplicationContext context, ApplicationArguments args) {
   List<Object> runners = new ArrayList<>();
   runners.addAll(context.getBeansOfType(ApplicationRunner.class).values());
   runners.addAll(context.getBeansOfType(CommandLineRunner.class).values());
   AnnotationAwareOrderComparator.sort(runners);
   for (Object runner : new LinkedHashSet<>(runners)) {
      if (runner instanceof ApplicationRunner) {
         callRunner((ApplicationRunner) runner, args);
      }
      if (runner instanceof CommandLineRunner) {
         callRunner((CommandLineRunner) runner, args);
      }
   }
}

private void callRunner(ApplicationRunner runner, ApplicationArguments args) {
   try {
      (runner).run(args);
   } catch (Exception ex) {
      throw new IllegalStateException("Failed to execute ApplicationRunner", ex);
   }
}

private void callRunner(CommandLineRunner runner, ApplicationArguments args) {
   try {
      (runner).run(args.getSourceArgs());
   } catch (Exception ex) {
      throw new IllegalStateException("Failed to execute CommandLineRunner", ex);
   }
}

通过以上代码，我们也就了解到这两个接口的实现类的执行时机了。

3. Spring Boot中的应用事件

Spring 框架在不同的情况下会触发不同的事件。它还在启动过程中触发了许多事件。我们可以使用这些事件来执行我们的代码，例如 ApplicationReadyEvent 可以用于在 Spring Boot 应用程序启动后执行代码。

如果我们不需要命令行参数，这是在应用程序启动后执行代码的最佳方式。

@Slf4j
@Component
public class RunAfterStartup {

    @EventListener(ApplicationReadyEvent.class)
    public void runAfterStartup() {
        log.info("Spring Boot中的应用事件,Yaaah, I am running........");
    }

}

输出：

2021-12-04 11:08:23.434  INFO 7824 --- [           main] c.j.spring.boot.event.RunAfterStartup    : Spring Boot中的应用事件,Yaaah, I am running........

Spring Boot 中一些最重要的事件

ApplicationContextInitializedEvent ：在准备好 ApplicationContext 并调用ApplicationContextInitializers 之后但在加载 bean 定义之前触发
ApplicationPreparedEvent ：加载 bean 定义后触发
ApplicationStartedEvent ：在刷新上下文之后，但在调用命令行和应用程序运行程序之前触发
ApplicationReadyEvent ：在调用应用程序和命令行运行程序后触发
ApplicationFailedEvent : 如果启动时出现异常则触发

可以创建多个 ApplicationListeners。可以使用 @Order 注释或 Ordered 接口对它们进行排序。

该顺序与其他相同类型的 ApplicationListeners 共享，但不与 ApplicationRunners 或 CommandLineRunners 共享。

4.方法上的@Postconstruct注解

一个方法可以用@PostConstruct 注解来标记。每当一个方法被这个注解标记时，它会在依赖注入后立即被调用。

@PostConstruct 方法链接到特定的类，因此它应该只用于特定于类的代码。每个类只能有一个带有 postConstruct 注释的方法。

@Slf4j
@Component
public class PostContructImpl {

    public PostContructImpl() {
        log.info("PostContructImpl构造器");
    }

    @PostConstruct
    public void runAfterObjectCreated() {
        log.info("PostContruct runAfterObjectCreated方法");
    }

}

输出：

2021-12-04 11:18:52.563  INFO 14928 --- [           main] c.j.s.b.postconstruct.PostContructImpl   : PostContructImpl构造器
2021-12-04 11:18:52.564  INFO 14928 --- [           main] c.j.s.b.postconstruct.PostContructImpl   : PostContruct runAfterObjectCreated方法

需要注意的是，如果类被标记为惰性，则意味着该类是在请求时创建的，之后将执行标有@postConstruct 注解的方法。

用 postConstruct 注解标记的方法可以有任何名称，但不能有任何参数。它必须是空的，不应该是静态的。

请注意，@postConstruct 注解是 Java EE 模块的一部分，它在 Java 9 中被标记为已弃用并在 Java 11 中删除。我们仍然可以通过将 java.se.ee 添加到应用程序中来使用它。

5. InitializingBean 接口

InitializingBean 的工作方式与 postConstruct 注释完全相似。我们必须实现 InitializingBean 接口，而不是使用注解。然后我们需要覆盖 void afterPropertiesSet() 方法。InitializingBean 是 org.springframework.beans.factory 包的一部分。

@Slf4j
@Component
public class InitializingBeanImpl implements InitializingBean {

    public InitializingBeanImpl() {
        log.info("InitializingBeanImpl Constructor构造器");
    }

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

}

输出

2021-12-04 11:23:15.843  INFO 8012 --- [           main] c.j.s.b.i.InitializingBeanImpl           : InitializingBeanImpl Constructor构造器
2021-12-04 11:23:15.843  INFO 8012 --- [           main] c.j.s.b.i.InitializingBeanImpl           : InitializingBeanImpl afterPropertiesSet方法

您一定在想如果我们同时使用 @PostConstruct 注释和 InitializingBean 会发生什么。那么在这种情况下，@PostConstruct 方法将在 InitializingBean 的 afterPropertiesSet() 方法之前被调用。

@PostConstruct 和 afterPropertiesSet 区别

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
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

6.@bean注解的init属性

我们可以使用@Bean 注释中的 initMethod 属性提供一个方法。这个方法会在 bean 初始化后调用。

initMethod 中提供的方法必须是 void 并且不应该有任何参数。这种方法甚至可以是私有的。

@Slf4j
public class BeanInitMethodImpl {

    public void runAfterObjectCreated() {
        log.info("BeanInitMethodImpl runAfterObjectCreated方法,yooooooooo......... someone called me");
    }

}

@Slf4j
@SpringBootApplication
public class SpringBootRunnerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringBootRunnerApplication.class, args);
        log.info("应用启动...");
    }

    @Bean(initMethod = "runAfterObjectCreated")
    public BeanInitMethodImpl getFunnyBean() {
        return new BeanInitMethodImpl();
    }

}

输出：

2021-12-04 11:26:09.865  INFO 2884 --- [           main] c.j.s.b.b.BeanInitMethodImpl             : BeanInitMethodImpl runAfterObjectCreated方法,yooooooooo......... someone called me

如果同一个类有InitializingBean 实现和@Bean 注解的initMethod 属性，则InitializingBean 的afterPropertiesSet 方法会在initMethod 之前被调用。

总结

最后，有时我们可能需要组合多个选项。然后他们将按以下顺序执行，

Constructor
PostContruct method
afterPropertiesSet method
Bean init Method
ApplicationStartedEvent
ApplicationRunner Or CommandLineRunner depends on Order
ApplicationReadyEvent

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