Der Spring Boot Lifecycle beschreibt die verschiedenen Phasen und Prozesse, die eine Spring Boot-Anwendung durchläuft – von der Initialisierung bis zur Beendigung. Ein tiefes Verständnis des Spring Boot Lifecycles ist entscheidend, um Anwendungen effizient zu entwickeln, zu optimieren und zu warten. Dieses Kapitel bietet einen umfassenden Überblick über den Spring Boot Lifecycle, beleuchtet die einzelnen Phasen im Detail, erklärt die beteiligten Komponenten und zeigt, wie Entwickler in jeder Phase eingreifen können, um das Verhalten der Anwendung zu steuern und zu erweitern.
Der Lifecycle einer Spring Boot-Anwendung kann in mehrere Schlüsselphasen unterteilt werden:
Jede dieser Phasen beinhaltet spezifische Schritte und Mechanismen, die das Verhalten der Anwendung bestimmen.
In der Initialisierungsphase wird die Spring Boot-Anwendung gestartet. Dies umfasst das Laden der Hauptklasse, das Setzen von Systemvariablen und das Einrichten der Umgebungsparameter.
main-Methode: Der Einstiegspunkt der Anwendung, der
typischerweise die SpringApplication.run()-Methode
aufruft.
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}SpringApplication Klasse: Verantwortlich für das
Starten der Spring-Anwendung. Sie konfiguriert den Anwendungskontext,
lädt Konfigurationsdateien und setzt Standardwerte.
main-Methode: Stellen Sie sicher, dass
die main-Methode nur die notwendigen Schritte zur
Initialisierung der Anwendung enthält.--spring.profiles.active), um unterschiedliche
Konfigurationen für verschiedene Umgebungen zu laden.In dieser Phase werden die Konfigurationsklassen geladen, und die
Beans werden erstellt und in den Anwendungskontext eingefügt. Dies
umfasst die Verarbeitung von Annotationen wie
@Configuration, @Bean,
@Component, @Service, @Repository
und @Controller.
Komponentenscanning: Spring sucht nach Klassen, die mit
stereotype Annotations (@Component, @Service,
etc.) versehen sind und erstellt entsprechende Beans.
Konfigurationsklassen: Klassen, die mit
@Configuration annotiert sind, enthalten Methoden, die mit
@Bean annotierte Beans definieren.
@Configuration
public class AppConfig {
@Bean
public MyService myService() {
return new MyServiceImpl();
}
}Auto-Konfiguration: Spring Boot nutzt die Auto-Konfiguration, um Standard-Beans basierend auf den vorhandenen Abhängigkeiten zu erstellen.
Der Anwendungskontext wird erstellt und mit den konfigurierten Beans gefüllt. In dieser Phase werden die Beans initialisiert, und ihre Abhängigkeiten werden aufgelöst.
Bean-Factory und ApplicationContext: Der
ApplicationContext ist eine erweiterte Version der
BeanFactory, die zusätzliche Funktionen wie
Internationalisierung und Ereignisverarbeitung bietet.
Initialisierung der Beans: Beans werden erstellt und
initialisiert. Methoden, die mit @PostConstruct annotiert
sind oder die InitializingBean-Schnittstelle
implementieren, werden aufgerufen.
@Component
public class MyBean {
@PostConstruct
public void init() {
// Initialisierungscode
}
}@Lazy, um die
Initialisierung von Beans zu verzögern, bis sie tatsächlich benötigt
werden.@Primary: Markieren Sie bevorzugte Beans
mit @Primary, um Konflikte bei der Autowiring-Auflösung zu
vermeiden.Nachdem alle Beans initialisiert wurden, wird die Anwendung gestartet und bereitgestellt. Diese Phase umfasst das Starten eingebetteter Server (wie Tomcat, Jetty oder Undertow) und das Hosten der Anwendung.
Embedded Server: Spring Boot integriert eingebettete Server, die automatisch konfiguriert und gestartet werden.
Lifecycle Callbacks: Ereignisse wie
ApplicationStartedEvent, ApplicationReadyEvent
und benutzerdefinierte Listener werden ausgelöst.
@Component
public class MyApplicationListener implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {
@Override
public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent event) {
// Anwendung ist bereit
}
}application.properties oder
application.yml an.Die Anwendung ist nun aktiv und verarbeitet eingehende Anfragen. In dieser Phase wird die Anwendung überwacht, und Beans reagieren auf Ereignisse oder Anfragen.
DispatcherServlet: Verarbeitet eingehende HTTP-Anfragen und leitet sie an die entsprechenden Controller weiter.
Sicherheitsmechanismen: Implementierung von Authentifizierung und Autorisierung mittels Spring Security.
Aktive Beans: Beans interagieren miteinander und führen Geschäftslogik aus.
@Async) zur Verbesserung der Skalierbarkeit und
Reaktionsfähigkeit.Beim Herunterfahren der Anwendung werden alle Ressourcen freigegeben und Beans zerstört. Diese Phase umfasst das Aufrufen von Shutdown-Hooks und das saubere Beenden der Anwendung.
Shutdown Hooks: Spring Boot registriert Shutdown-Hooks, die beim Beenden der JVM ausgeführt werden.
Disposable Beans: Beans, die die
DisposableBean-Schnittstelle implementieren oder Methoden
mit @PreDestroy annotiert haben, führen
Bereinigungsarbeiten durch.
@Component
public class MyBean implements DisposableBean {
@Override
public void destroy() throws Exception {
// Ressourcen freigeben
}
}ApplicationContext-Schließung: Der
ApplicationContext wird geschlossen, wodurch alle Beans
zerstört werden.
Spring Boot bietet verschiedene Schnittstellen und Annotationen, um in den Lifecycle der Anwendung einzugreifen:
InitializingBean: Definiert die
afterPropertiesSet()-Methode, die nach der Initialisierung
der Bean aufgerufen wird.
DisposableBean: Definiert die
destroy()-Methode, die beim Zerstören der Bean aufgerufen
wird.
ApplicationRunner und
CommandLineRunner: Schnittstellen, die Methoden enthalten,
die nach dem Starten der Anwendung ausgeführt werden.
@Component
public class AppStartupRunner implements ApplicationRunner {
@Override
public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
// Code, der nach dem Start ausgeführt wird
}
}@PostConstruct: Markiert eine Methode, die nach der
Initialisierung der Bean aufgerufen wird.
@PreDestroy: Markiert eine Methode, die vor der
Zerstörung der Bean aufgerufen wird.
@Component
public class MyBean {
@PostConstruct
public void init() {
// Initialisierungscode
}
@PreDestroy
public void cleanup() {
// Bereinigungscode
}
}Spring Boot löst verschiedene Ereignisse während des Application Lifecycles aus. Entwickler können Listener implementieren, um auf diese Ereignisse zu reagieren:
ApplicationStartingEvent: Wird unmittelbar nach dem
Starten der Anwendung ausgelöst.
ApplicationEnvironmentPreparedEvent: Wird ausgelöst,
nachdem die Umgebung vorbereitet wurde, aber bevor der Kontext erstellt
wird.
ApplicationPreparedEvent: Wird ausgelöst, nachdem
der Kontext erstellt, aber bevor er vollständig initialisiert
wurde.
ApplicationReadyEvent: Wird ausgelöst, wenn die
Anwendung vollständig bereit ist, Anfragen zu bearbeiten.
ApplicationFailedEvent: Wird ausgelöst, wenn der
Start der Anwendung fehlschlägt.
@Component
public class MyEventListener implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {
@Override
public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent event) {
// Anwendung ist bereit
}
}sequenceDiagram
participant Entwickler
participant main Methode
participant SpringApplication
participant ApplicationContext
participant Beans
participant EmbeddedServer
participant ShutdownHook
Entwickler->>main Methode: Starten der Anwendung
main Methode->>SpringApplication: SpringApplication.run()
SpringApplication->>ApplicationContext: Erstellen des ApplicationContext
ApplicationContext->>Beans: Erstellen und Initialisieren der Beans
Beans-->>ApplicationContext: Beans bereit
SpringApplication->>EmbeddedServer: Starten des eingebetteten Servers
SpringApplication->>Entwickler: Anwendung ist bereit (ApplicationReadyEvent)
Entwickler->>ApplicationContext: Anwendung läuft
Entwickler->>ShutdownHook: Beenden der Anwendung
ShutdownHook->>ApplicationContext: Schließen des ApplicationContext
ApplicationContext->>Beans: Zerstören der Beans
Beans-->>ApplicationContext: Ressourcen freigegeben
ApplicationContext-->>ShutdownHook: ApplicationContext geschlossen
ShutdownHook-->>SpringApplication: Anwendung beendet@PostConstruct und @PreDestroy,
um Initialisierungs- und Bereinigungscode direkt in Ihren Beans zu
platzieren.ApplicationRunner oder
CommandLineRunner, um Code nach dem Start der Anwendung
auszuführen.server.shutdown=graceful in
application.properties, um einen sanften Shutdown zu
ermöglichen.Hier zeigen wir, wie man in einer Spring Boot-Anwendung verschiedene Lifecycle-Phasen nutzt, um spezifische Aufgaben auszuführen.
@PostConstruct und
@PreDestroyimport javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class LifecycleBean {
@PostConstruct
public void init() {
// Initialisierungscode
System.out.println("LifecycleBean initialisiert");
}
@PreDestroy
public void cleanup() {
// Bereinigungscode
System.out.println("LifecycleBean bereinigt");
}
}CommandLineRunnerimport org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class StartupRunner implements CommandLineRunner {
@Override
public void run(String... args) throws Exception {
// Code, der nach dem Start ausgeführt wird
System.out.println("Anwendung ist gestartet und bereit");
}
}ApplicationReadyEventimport org.springframework.context.ApplicationListener;
import org.springframework.boot.context.event.ApplicationReadyEvent;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class ApplicationReadyListener implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {
@Override
public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent event) {
// Code, der nach der vollständigen Initialisierung der Anwendung ausgeführt wird
System.out.println("Anwendung ist vollständig bereit");
}
}DisposableBeanimport org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class DisposableLifecycleBean implements DisposableBean {
@Override
public void destroy() throws Exception {
// Bereinigungscode
System.out.println("DisposableLifecycleBean wird zerstört");
}
}# application.properties
server.shutdown=graceful@Async), um lange
laufende Aufgaben außerhalb des Hauptthreads zu verarbeiten.graph TD
A[Start der Anwendung] --> B[Initialisierung]
B --> C[Konfiguration und Bean-Erstellung]
C --> D[Anwendungscontext-Refresh]
D --> E[Starten der Anwendung]
E --> F[Laufender Betrieb]
F --> G[Shutdown und Ressourcenfreigabe]Der Spring Boot Lifecycle ist ein strukturierter Prozess, der die verschiedenen Phasen einer Anwendung von der Initialisierung bis zur Beendigung umfasst. Ein tiefes Verständnis dieses Lifecycles ermöglicht es Entwicklern, effektiv in jede Phase einzugreifen, um das Verhalten der Anwendung zu steuern und zu optimieren. Durch die Nutzung von Lifecycle-Interfaces, Annotationen, Ereignislistenern und Best Practices können Entwickler robuste, wartbare und leistungsfähige Anwendungen erstellen. Die Integration von Monitoring-Tools und automatisierten Tests stellt sicher, dass die Anwendung in allen Phasen des Lifecycles zuverlässig funktioniert und schnell auf Änderungen reagieren kann.
Der Spring Boot Lifecycle umfasst alle Phasen einer Anwendung von der
Initialisierung bis zum Shutdown. Er beinhaltet die Erstellung und
Initialisierung von Beans, das Starten eingebetteter Server, den
laufenden Betrieb und das saubere Beenden der Anwendung. Entwickler
können in diesen Phasen mittels Lifecycle-Interfaces, Annotationen wie
@PostConstruct und @PreDestroy, sowie
Ereignislistenern eingreifen, um spezifische Aufgaben auszuführen. Best
Practices umfassen saubere Ressourcenverwaltung, Nutzung von
Monitoring-Tools, klare Versionierungsstrategien und automatisierte
Tests, um die Konsistenz und Qualität der Anwendung sicherzustellen. Ein
tiefes Verständnis des Spring Boot Lifecycles ermöglicht die Entwicklung
robuster, skalierbarer und wartbarer Anwendungen, die den Anforderungen
moderner Softwareprojekte gerecht werden.