之前有写过一篇文章来介绍 JAR 文件和 MENIFEST.MF 文件，详见：聊一聊 JAR 文件和 MANIFEST.MF ，在这篇文章中介绍了 JAR 文件的内部结构。本篇将继续延续前面的节奏，来介绍下，在 SpringBoot 中，是如何将一个 FatJar 运行起来的。
FatJar 解压之后的文件目录 从 Spring 官网 或者通过 Idea 创建一个新的 SpringBoot 工程，方便起见，建议什么依赖都不加，默认带入的空的 SpringBoot 工程即可。
通过 maven 命令进行打包，打包成功之后得到的构建产物截图如下：
在前面的文章中有提到，jar 包是zip 包的一种变种，因此也可以通过 unzip 来解压
1 unzip -q guides-for-jarlaunch-0.0.1-SNAPSHOT.jar -d mock
解压的 mock 目录，使用 tree 指令，看到整个解压之后的 FatJar 的目录结构如下（部分省略）：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 . ├── BOOT-INF │ ├── classes │ │ ├── application.properties # 用户-配置文件 │ │ └── com │ │ └── glmapper │ │ └── bridge │ │ └── boot │ │ └── BootStrap.class # 用户-启动类 │ └── lib │ ├── jakarta.annotation-api-1.3.5.jar │ ├── jul-to-slf4j-1.7.28.jar │ ├── log4j-xxx.jar # 表示 log4j 相关的依赖简写 │ ├── logback-xxx.jar # 表示 logback 相关的依赖简写 │ ├── slf4j-api-1.7.28.jar │ ├── snakeyaml-1.25.jar │ ├── spring-xxx.jar # 表示 spring 相关的依赖简写 ├── META-INF │ ├── MANIFEST.MF │ └── maven │ └── com.glmapper.bridge.boot │ └── guides-for-jarlaunch │ ├── 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 │ ├── # 省略 ├── data │ ├── # 省略 ├── jar │ ├── # 省略 └── util └── SystemPropertyUtils.class
简单来看，FatJar 解压之后包括三个文件夹：
1 2 3 4 5 6 7 8 ├── BOOT-INF # 存放的是业务相关的，包括业务开发的类和配置文件，以及依赖的jar │ ├── classes │ └── lib ├── META-INF # 包括 MANIFEST.MF 描述文件和 maven 的构建信息 │ ├── MANIFEST.MF │ └── maven └── org # SpringBoot 相关的类 └── springframework
我们平时在 debug SpringBoot 工程的启动流程时，一般都是从 SpringApplication#run 方法开始
1 2 3 4 5 6 7 @SpringBootApplication public class BootStrap { public static void main (String[] args) { SpringApplication.run(BootStrap.class,args); } }
对于 java 程序来说，我们知道启动入口必须有 main 函数，这里看起来是符合条件的，但是有一点就是，通过 java 指令执行一个带有 main 函数的类时，是不需要有 -jar 参数的，比如新建一个 BootStrap.java 文件，内容为：
1 2 3 4 5 public class BootStrap { public static void main (String[] args) { System.out.println("Hello World" ); } }
通过 javac 编译此文件：
然后就可以得到编译之后的 .class 文件 BootStrap.class ，此时可以通过 java 指令直接执行：
那么对于 java -jar 呢？这个其实在 java 的官方文档 中是有明确描述的：
Executes a program encapsulated in a JAR file. The filename argument is the name of a JAR file with a manifest that contains a line in the form Main-Class:classname that defines the class with the public static void main(String[] args) method that serves as your application’s starting point.
When you use the -jar option, the specified JAR file is the source of all user classes, and other class path settings are ignored.
简单说就是，java -jar 命令引导的具体启动类必须配置在 MANIFEST.MF 资源的 Main-Class 属性中。
那回过头再去看下之前打包好、解压之后的文件目录，找到 /META-INF/MANIFEST.MF 文件，看下元数据：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Manifest-Version: 1.0 Implementation-Title: guides-for-jarlaunch Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT Start-Class: com.glmapper.bridge.boot.BootStrap Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/ Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/ Build-Jdk-Spec: 1.8 Spring-Boot-Version: 2.2.0.RELEASE Created-By: Maven Archiver 3.4.0 # Main-Class 在这里，指向的是 JarLauncher Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher
org.springframework.boot.loader.JarLauncher 类存放在 org/springframework/boot/loader 下面：
1 2 3 4 5 └── boot └── loader ├── ExecutableArchiveLauncher.class ├── JarLauncher.class # JarLauncher ├── # 省略
这样就基本理清楚了， FatJar 中，org.springframework.boot.loader 下面的类负责引导启动 SpringBoot 工程，作为入口，BOOT-INF 中存放业务代码和依赖，META-INF 下存在元数据描述。
JarLaunch - FatJar 的启动器 在分析 JarLaunch 之前，这里插一下，org.springframework.boot.loader 下的这些类是如何被打包在 FatJar 里面的
spring-boot-maven-plugin 打包 spring-boot-loader 过程 因为在新建的空的 SpringBoot 工程中并没有任何地方显示的引入或者编写相关的类。实际上，对于每个新建的 SpringBoot 工程，可以在其 pom.xml 文件中看到如下插件：
1 2 3 4 5 6 7 8 <build > <plugins > <plugin > <groupId > org.springframework.boot</groupId > <artifactId > spring-boot-maven-plugin</artifactId > </plugin > </plugins > </build >
这个是 SpringBoot 官方提供的用于打包 FatJar 的插件，org.springframework.boot.loader 下的类其实就是通过这个插件打进去的；
下面是此插件将 loader 相关类打入 FatJar 的一个执行流程：
org.springframework.boot.maven#execute->
最终的执行方法就是下面这个方法，通过注释可以看出，该方法的作用就是将 spring-boot-loader 的classes 写入到 FatJar 中。
1 2 3 4 5 6 7 8 @Override public void writeLoaderClasses () throws IOException { writeLoaderClasses(NESTED_LOADER_JAR); }
JarLaunch 基本原理 基于前面的分析，这里考虑一个问题，能否直接通过 java BootStrap 来直接运行 SpringBoot 工程呢？这样在不需要 -jar 参数和 JarLaunch 引导的情况下，直接使用最原始的 java 指令理论上是不是也可以，因为有 main 方法。
通过 java BootStrap 方式启动 BootStrap 类的如下：
1 2 3 4 5 6 @SpringBootApplication public class BootStrap { public static void main (String[] args) { SpringApplication.run(BootStrap.class,args); } }
编译之后，执行 java com.glmapper.bridge.boot.BootStrap，然后抛出异常了：
1 2 3 4 5 6 7 8 Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: org/springframework/boot/SpringApplication at com.glmapper.bridge.boot.BootStrap.main(BootStrap.java:13) Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: org.springframework.boot.SpringApplication at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:381) at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:424) at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:338) at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357) ... 1 more
从异常堆栈来看，是因为找不到 SpringApplication 这个类；这里其实还是比较好理解的，BootStrap 类中引入了 SpringApplication，但是这个类是在 BOOT-INF/lib 下的，而 java 指令在启动时也没有指定 class path 。
这里不再赘述，通过 -classpath + -Xbootclasspath 的方式尝试了下，貌似也不行，如果有通过 java 指令直接运行成功的，欢迎留言沟通。
通过 java JarLaunch 启动 再通过 java org.springframework.boot.loader.JarLauncher 方式启动，可以看到是可以的。
那这里基本可以猜到，JarLauncher 方式启动时，一定会通过某种方式将所需要依赖的 JAR 文件作为 BootStrap 的依赖引入进来。下面就来简单分析下 JarLauncher 启动时，作为启动引导类，它做了哪些事情。
基本原理分析 JarLaunch 类的定义如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 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); } }
通过代码，我们很明显可以看到几个关键的信息点：
BOOT_INF_CLASSES 和 BOOT_INF_LIB 两个常量对应的是前面解压之后的两个文件目录JarLaunch 中包含一个 main 函数，作为启动入口
但是单从 main 来看，只是构造了一个 JarLaunch 对象，然后执行其 launch 方法，并没有我们期望看到的构建所需依赖的地方。实际上这部分是在 JarLaunch 的父类 ExecutableArchiveLauncher 的构造函数中来完成的。
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PS: 关于 Archive 的概念这里由于篇幅有限，不再展开说明。
通过上面构建了一个 Archive ，然后继续执行 launch 方法：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 protected void launch (String[] args) throws Exception { JarFile.registerUrlProtocolHandler(); ClassLoader classLoader = createClassLoader(getClassPathArchives()); launch(args, getMainClass(), classLoader); }
下面值需要关注下 getMainClass() 方法即可，这里就是获取 MENIFEST.MF 中指定的 Start-Class ，实际上就是我们的工程里面的 BootStrap 类：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 @Override protected String getMainClass () throws Exception { Manifest manifest = this .archive.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; }
最终是通过构建了一个 MainMethodRunner 实例对象，然后通过反射的方式调用了 BootStrap 类中的 main 方法：
小结 本文主要从 JarLaunch 的角度分析了下 SpringBoot 的启动方式，对常规 java 方式和 java -jar 等启动方式进行了简单的演示；同时简单阐述了下 JarLaunch 启动的基本工作原理。对于其中 构建 Archive 、自定义协议 Handler 等未做深入探究，后面也会针对相关点再做单独分析。
