SpringBoot的可执行jar包，被誉为开发人员的“万能工具包”，因其集成所有依赖，能够独立运行而受到广泛欢迎。本文将详细解读SpringBoot可执行jar包的工作原理，包括Maven生命周期、自定义插件、JDK提供的工具类、SpringBoot如何进行扩展，及自定义类加载器的应用，全面揭示这个“全能jar包”的奥秘。

Maven生命周期与自定义插件

首先，我们需要理解Maven构建工具的生命周期，以便更好地掌握SpringBoot如何利用Maven创建可执行jar包。Maven的生命周期包括以下几个阶段：

1. validate：验证项目是否正确以及必要信息是否完整。
2. compile：编译项目的源代码。
3. test：使用合适的单元测试框架测试已编译的源代码。
4. package：将编译得到的代码打包成可分发的格式，如jar。
5. verify：运行任何检查，验证包是否有效且符合质量标准。
6. install：将包安装到本地仓库，以供其他项目使用。
7. deploy：在集成或发布环境中对最终版本进行安装。

SpringBoot通过扩展Maven的package阶段，引入了spring-boot-maven-plugin插件，实现了包含所有依赖的可执行jar包的打包。

插件配置示例：

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            <version>2.4.4</version>
            <executions>
                <execution>
                    <goals>
                        <goal>repackage</goal>
                    </goals>
                </execution>
            </executions>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

JDK工具类与SpringBoot扩展

Java提供了一系列关于jar包操作的工具类，例如java.util.jar.JarFile和java.util.jar.JarOutputStream，这些类提供了读取和创建jar包的基本方法。SpringBoot在此基础上进行了扩展，实现了自定义fat jar。

SpringBoot的SpringBootLoader类负责在运行时处理内嵌依赖的加载，它通过自定义类加载器，确保应用启动时可以正确加载所有嵌入的库。

示例代码展示自定义Jar加载过程：

import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

public class CustomClassLoader extends URLClassLoader {

    public CustomClassLoader(URL[] urls) {
        super(urls);
    }

    @Override
    public void addURL(URL url) {
        super.addURL(url);
    }
}

// 使用自定义ClassLoader加载依赖
URL[] urls = (URL[]) dependencies.stream()
                                  .map(dep -> dep.toUri().toURL())
                                  .toArray(URL[]::new);
CustomClassLoader classLoader = new CustomClassLoader(urls);

自定义类加载器

自定义类加载器是SpringBoot实现可执行jar包的关键。默认类加载器不能处理内嵌的依赖包，因此SpringBoot通过LaunchedURLClassLoader类解决了这个问题。

关键代码实现：

public class LaunchedURLClassLoader extends URLClassLoader {

    public LaunchedURLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent) {
        super(urls, parent);
    }

    public LaunchedURLClassLoader(URL[] urls) {
        super(urls);
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // 搜索并加载类
        return super.findClass(name);
    }
}

SpringBoot中的实际应用

通过整合上述组件，SpringBoot创建了一个全能的可执行jar包。以下是实际的SpringBoot应用示例，展示如何打包和运行：

应用程序结构：

src/
├── main/
│   ├── java/
│   │   └── com/example/demo/
│   │       └── DemoApplication.java
│   └── resources/
│       └── application.properties

Maven项目配置：

<project>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.4.4</version>
        <relativePath/>
    </parent>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

主应用程序代码：

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }
}

总结

本文详尽解析了SpringBoot可执行jar包的工作原理，从Maven生命周期、自定义插件配置，到JDK工具类的应用，再到SpringBoot的扩展和自定义类加载器实现。通过解读这些关键技术，展示了SpringBoot如何通过一系列巧妙的设计，实现了包含所有第三方依赖的全能jar包。

如果你对SpringBoot的可执行jar包还有更多疑问或见解，欢迎在评论区留言。一起深入探讨，共同提升开发技能，让我们的每一个SpringBoot项目都更加高效便利！