SpringBoot提供了一個插件spring-boot-maven-plugin用于把程序打包成一個可執行的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內部的結構如下：

├── 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內部有4種文件類型：

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

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

3. spring boot loader相關的代碼

4. 模塊自身的代碼

MANIFEST.MF文件的內容：

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執行jar包的時候會調用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內部提供的工具Spring Boot Loader提供的一個用于執行Application類的工具類(fat jar內部有spring loader相關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的基礎抽象類，用于啟動應用程序；跟Archive配合使用；目前有3種實現，分別是JarLauncher、WarLauncher以及PropertiesLauncher

Archive：歸檔文件的基礎抽象類。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對應的URL；getManifest方法會獲得Manifest數據等。ExplodedArchive是文件目錄的抽象

JarFile：對jar包的封裝，每個JarFileArchive都會對應一個JarFile。JarFile被構造的時候會解析內部結構，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對應的URL為：

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

它對應的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內部的一些依賴jar對應的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內部擴展出來的一種URL協議。

# JarLauncher的執行過程

JarLauncher的main方法：

public static void main(String[] args) {

// 構造JarLauncher，然后調用它的launch方法。參數是控制臺傳遞的

new JarLauncher().launch(args);

}  

JarLauncher被構造的時候會調用父類ExecutableArchiveLauncher的構造方法。

ExecutableArchiveLauncher的構造方法內部會去構造Archive，這里構造了JarFileArchive。構造JarFileArchive的過程中還會構造很多東西，比如JarFile，Entry …

JarLauncher的launch方法：

protected void launch(String[] args) {

try {

// 在系統屬性中設置注冊了自定義的URL處理器：org.springframework.boot.loader.jar.Handler。如果URL中沒有指定處理器，會去系統屬性中查詢

JarFile.registerUrlProtocolHandler();

// getClassPathArchives方法在會去找lib目錄下對應的第三方依賴JarFileArchive，同時也會項目自身的JarFileArchive

// 根據getClassPathArchives得到的JarFileArchive集合去創建類加載器ClassLoader。這里會構造一個LaunchedURLClassLoader類加載器，這個類加載器繼承URLClassLoader，并使用這些JarFileArchive集合的URL構造成URLClassPath

// LaunchedURLClassLoader類加載器的父類加載器是當前執行類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

// 調用重載方法launch

launch(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 {

// 創建一個MainMethodRunner，并把args和Start-Class傳遞給它

Runnable runner = createMainMethodRunner(mainClass, args, classLoader);

// 構造新線程

Thread runnerThread = new Thread(runner);

// 線程設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方法調用之后，內部會構造Spring容器，啟動內置Servlet容器等過程。這些過程我們都已經分析過了。

# 關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則：

private Class<?> doLoadClass(String name) throws ClassNotFoundException {

// 1) Try the root class loader

try {

if (this.rootClassLoader != null) {

return this.rootClassLoader.loadClass(name);

}

}

catch (Exception ex) {

// Ignore and continue

}

// 2) Try to find locally

try {

findPackage(name);

Class<?> cls = findClass(name);

return cls;

}

catch (Exception ex) {

// Ignore and continue

}

// 3) Use standard loading

return super.loadClass(name, false);

}

加載規則：

1. 如果根類加載器存在，調用它的加載方法。這里是根類加載是ExtClassLoader

2. 調用LaunchedURLClassLoader自身的findClass方法，也就是URLClassLoader的findClass方法

3. 調用父類的loadClass方法，也就是執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jar包依賴以及自己的jar包得到URL數組，進行遍歷找出對應類名的資源

// 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.class

Resource 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協議處理器

JarFile.registerUrlProtocolHandler();

// 構造LaunchedURLClassLoader類加載器，這里使用了2個URL，分別對應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在可執行jar包中定義了自己的一套規則，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則并且這個規則需要使用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執行。這些Launcher內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。

來源：http://fangjian0423.github.io/2017/05/31/springboot-executable-jar