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SpringBoot启动控制台的banner是怎么回事

SpringBoot启动控制台的banner是怎么回事

前言

每次启动SpringBoot项目时，总是能看到控制台打印了一串字符，隐约能辨认出是“Spring”，不知大家是否也好奇过是怎么实现的，是直接打印固定的字符串，还是根据什么算法去生成的？于是闲暇无事，探究一番。
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只想修改banner可以跳到文末查看

SpringBoot是怎么打印的

Banner默认实现类 SpringBootBanner

1、根据控制台打印的字符进行全局搜索，笔者选取:: Spring Boot ::进行搜索，定位到了org.springframework.boot.SpringBootBanner。

IDEA全局搜索：CTRL + SHIFT + R

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2、进入SpringBootBanner类，先看下注释Default Banner implementation which writes the "Spring" banner.，说了两个信息：1、当前类是SpringBoot Banner的默认实现；2、打印的字符是“Spring”。

3、往下看，SpringBootBanner实现了Banner接口。Banner包括printBanner方法和枚举Mode。
根据Mode中的注释和枚举值可以看出，Banner有三种状态：关闭、打印到控制台、打印到日志。具体使用场景留待后续分析。

Banner源码 
/**
 * Interface class for writing a banner programmatically.
 */
@FunctionalInterface
public interface Banner {

	/**
	 * Print the banner to the specified print stream.
	 * @param environment the spring environment
	 * @param sourceClass the source class for the application
	 * @param out the output print stream
	 */
	void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream out);

	/**
	 * An enumeration of possible values for configuring the Banner.
	 */
	enum Mode {
		/**
		 * Disable printing of the banner.
		 */
		OFF,

		/**
		 * Print the banner to System.out.
		 */
		CONSOLE,

		/**
		 * Print the banner to the log file.
		 */
		LOG
	}

}

4、往下看到类的属性BANNER和SPRING_BOOT，也能辨认出是控制台打印的那些字符。

类里面只有一个方法printBanner，负责打印Banner字符。逻辑比较清晰，第一部分逐行打印BANNER形成图案；第二部分打印SpringBoot版本号，总长度由STRAP_LINE_SIZE控制。

SpringBootBanner完整代码 
/**
 * Default Banner implementation which writes the "Spring" banner.
 */
class SpringBootBanner implements Banner {

	private static final String[] BANNER = { "", "  .   ____          _            __ _ _",
			" /\\ / ___"_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \", "( ( )\___ | "_ | "_| | "_ \/ _` | \ \ \ \",
			" \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )", "  "  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /",
			" =========|_|==============|___/=/_/_/_/" };

	private static final String SPRING_BOOT = " :: Spring Boot :: ";

	private static final int STRAP_LINE_SIZE = 42;

	@Override
	public void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream printStream) {
		for (String line : BANNER) {
			printStream.println(line);
		}
		String version = SpringBootVersion.getVersion();
		version = (version != null) ? " (v" + version + ")" : "";
		StringBuilder padding = new StringBuilder();
		while (padding.length() < STRAP_LINE_SIZE - (version.length() + SPRING_BOOT.length())) {
			padding.append(" ");
		}

		printStream.println(AnsiOutput.toString(AnsiColor.GREEN, SPRING_BOOT, AnsiColor.DEFAULT, padding.toString(),
				AnsiStyle.FAINT, version));
		printStream.println();
	}

}

Banner核心控制类 SpringApplicationBannerPrinter

1、上节找到了负责存储和打印Banner字符的类SpringBootBanner，现在向调用链上方继续寻找，通过CTRL + B或者全局搜索可以发现SpringBootBanner在SpringApplicationBannerPrinter类中作为类变量，大概能猜测出这个SpringApplicationBannerPrinter类是Banner打印的核心控制器。

2、进入SpringApplicationBannerPrinter类，照例先看注释Class used by SpringApplication to print the application banner.，意思是当前类被SpringApplication用来打印banner。

这个SpringApplication好像有点眼熟，名字和我们SpringBoot项目的启动类有点相似，翻翻启动类的代码，想起我们就是通过SpringApplication的run方法启动项目，banner打印调用也是由SpringApplication控制的，后续会详细分析。（占坑，后续SpringBoot启动流程也会出一篇博客去探讨一下）
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回归正题，继续从类的属性开始看，根据名字猜测大概含义，留待后续验证：

  1. BANNER_LOCATION_PROPERTY：Spring配置，大概是banner文件的路径。
  2. BANNER_IMAGE_LOCATION_PROPERTY：Spring配置，banner图片的路径（存疑，控制台难道能打印图片？）。
  3. DEFAULT_BANNER_LOCATION = "banner.txt"：取值是txt文件，猜测是banner文件的默认位置。
  4. String[] IMAGE_EXTENSION = { "gif", "jpg", "png" }：取值是常见图片的后缀，结合第二个属性猜测是用来对banner图片类型做限制。
  5. DEFAULT_BANNER = new SpringBootBanner()：把上节分析的SpringBootBanner当做Banner默认实现类
  6. ResourceLoader resourceLoader：ResourceLoader简单来说是Spring加载资源的统一抽象，由实现类提供具体逻辑。
    在Spring中读取xml配置文件加载应用上下文的ClassPathXmlApplicationContext，就是ResourceLoader的子类。
  7. Banner fallbackBanner：翻译过来是回退banner，暂时猜不出作用，等待后续填坑。

3、往下看方法，只有两个非私有方法，都是print的重载方法，差别在于第三个参数，分别是Log logger和PrintStream out，代表这两个方法分别负责日志打印和控制台打印。

紧扣主题，先看负责控制台打印的方法。

	Banner print(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream out) {
		Banner banner = getBanner(environment);
		banner.printBanner(environment, sourceClass, out);
		return new PrintedBanner(banner, sourceClass);
	}

代码很精简，第一行获取Banner类，第二行调用Banner的print方法打印banner图案，最后生成PrintedBanner并返回。

1. getBanner

getBanner源码 
 private Banner getBanner(Environment environment) {
  Banners banners = new Banners();
  banners.addIfNotNull(getImageBanner(environment));
  banners.addIfNotNull(getTextBanner(environment));
  if (banners.hasAtLeastOneBanner()) {
   return banners;
  }
  if (this.fallbackBanner != null) {
   return this.fallbackBanner;
  }
  return DEFAULT_BANNER;
 }

查看getBanner方法，首先创建Banners，底层就是Banner数组，由于存在控制台、日志两种打印方式，使用此类方便批量处理。

Banners源码 
/**
 * {@link Banner} comprised of other {@link Banner Banners}.
 */
private static class Banners implements Banner {

    private final List<Banner> banners = new ArrayList<>();

    void addIfNotNull(Banner banner) {
        if (banner != null) {
            this.banners.add(banner);
        }
    }

    boolean hasAtLeastOneBanner() {
        return !this.banners.isEmpty();
    }

    @Override
    public void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream out) {
        for (Banner banner : this.banners) {
            banner.printBanner(environment, sourceClass, out);
    }

}

接着就是调用getImageBanner和getTextBanner方法获取Banner，如果Banner数组不为空则返回，否则检查fallbackBanner。

这个fallbackBanner光看名字看不出是什么，使用CTRL+B查看引用，发现是在SpringApplication#printBanner里注入进来的，如下图。
image

继续查找this.banner会发现，最终Banner只能通过SpringApplicationBuilder#banner注入。
image

SpringApplicationBuilder是通过Constructor(构造器)模式实现的SpringApplication构造器。
查看banner方法的注释，我们可以知道这里注入的Banner实例会在没有静态banner文件时使用。
回过头来，fallbackBanner的坑填上了，它是在SpringApplicationBannerPrinter找不到txt文件或者图片作为banner素材的时候使用。

如果fallbackBanner也为空，则最终返回兜底方案-SpringBootBanner。

getBanner的结构分析完了，实际情况我们知道走的是兜底方案，也就是只要我们能让getImageBanner、getTextBanner或者fallbackBanner不为空，就能改变banner打印的图案。
带着这个想法，我们就去看看getImageBanner和getTextBanner是咋回事。

2、getImageBanner
查看源码，首先environment.getProperty读取配置spring.banner.image.location获取图片位置。

配置文件读取若为空则遍历图片后缀数组IMAGE_EXTENSION，采用"banner." + ext拼接方式得到图片相对路径，并尝试加载。加载成功后会生成ImageBanner并返回。

接收图片资源并处理打印的逻辑都封装在ImageBanner中，后续单独写一篇文章尝试分析图片打印逻辑。

按照我们的分析，只要在配置文件中添加spring.banner.image.location并赋值正确的图片路径，或者在resources目录下存放一张名字为“banner”、后缀是gif,jpg, png其中之一的图片，SpringApplicationBannerPrinter就会打印出来。
注： 为什么没加前缀classpath:也可以放在resources目录下，可以查看DefaultResourceLoader#getResource对于banner.jpg这种location的处理逻辑。

后续章节会有打印效果。

getImageBanner源码 
private Banner getImageBanner(Environment environment) {
    String location = environment.getProperty(BANNER_IMAGE_LOCATION_PROPERTY);
    if (StringUtils.hasLength(location)) {
        Resource resource = this.resourceLoader.getResource(location);
        return resource.exists() ? new ImageBanner(resource) : null;
    }
    for (String ext : IMAGE_EXTENSION) {
        Resource resource = this.resourceLoader.getResource("banner." + ext);
        if (resource.exists()) {
            return new ImageBanner(resource);
        }
    }
    return null;
}

3、getTextBanner
查看源码，同样是先从配置文件中读取banner文件的location并尝试加载资源，和getImageBanner不同的是，这里读取不到会使用默认值banner.txt。

加载资源后有一个Resource的限制条件!resource.getURL().toExternalForm().contains("liquibase-core")，这里不明白这个条件的含义，只查询到了Liquibase是一个用于跟踪、管理和应用数据库变化的开源工具。

资源校验通过后生成ResourceBanner并返回。

getTextBanner源码 
private Banner getTextBanner(Environment environment) {
    String location = environment.getProperty(BANNER_LOCATION_PROPERTY, DEFAULT_BANNER_LOCATION);
    Resource resource = this.resourceLoader.getResource(location);
    try {
        if (resource.exists() && !resource.getURL().toExternalForm().contains("liquibase-core")) {
            return new ResourceBanner(resource);
        }
    }
    catch (IOException ex) {
        // Ignore
    }
    return null;
}

接下来进入ResourceBanner看下打印细节。
printBanner结构比较简单，第一部分设置banner字符集，优先读取配置spring.banner.charset，无配置则默认设置为UTF-8。
第二部分去解析banner字符，比如将${xxx}占位符解析成实际的值。
第三部分就是调用流打印输出。

ResourceBanner#printBanner 
@Override
public void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream out) {
    try {
	// 设置banner字符集
        String banner = StreamUtils.copyToString(this.resource.getInputStream(),
                environment.getProperty("spring.banner.charset", Charset.class, StandardCharsets.UTF_8));

	// 解析banner
        for (PropertyResolver resolver : getPropertyResolvers(environment, sourceClass)) {
            banner = resolver.resolvePlaceholders(banner);
        }
        out.println(banner);
    }
    catch (Exception ex) {
        logger.warn(LogMessage.format("Banner not printable: %s (%s: "%s")", this.resource, ex.getClass(),
                ex.getMessage()), ex);
    }
}

banner打印调用方-SpringApplication

上节看完SpringApplicationBannerPrinter，这节来寻找打印banner的调用方。

CTRL+B查看SpringApplicationBannerPrinter#print的引用，定位到了SpringApplication#printBanner。源码如下。

从整体结构来看，printBanner方法根据this.bannerMode取值不同，执行不同的打印策略：不打印、打印到日志、打印到控制台。

那么这个bannerMode是怎么设置的？查看初始化的代码，默认值是CONSOLE。
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继续寻找，最终定位到了SpringApplicationBuilder#bannerMode，意味着bannerMode只能通过构造器进行注入。

继续寻找printBanner的调用方，定位到了SpringApplication#run(String...)。

上面有提到过，通常我们SpringBoot项目都是去调用SpringApplication#run(Class<?>, String...)去启动项目，底层是通过new关键字创建SpringApplication对象，最后调用SpringApplication#run(String...)完成一系列的资源初始化。

所以这就可以解释大多数情况下，我们的SpringBoot项目启动时都会打印那个默认的“Spring”字符。

SpringApplication#printBanner源码 
private Banner printBanner(ConfigurableEnvironment environment) {
    if (this.bannerMode == Banner.Mode.OFF) {
        return null;
    }
    ResourceLoader resourceLoader = (this.resourceLoader != null) ? this.resourceLoader
            : new DefaultResourceLoader(null);
    SpringApplicationBannerPrinter bannerPrinter = new SpringApplicationBannerPrinter(resourceLoader, this.banner);
    if (this.bannerMode == Mode.LOG) {
        return bannerPrinter.print(environment, this.mainApplicationClass, logger);
    }
    return bannerPrinter.print(environment, this.mainApplicationClass, System.out);
}

如何修改项目启动的banner

修改banner打印策略

经上分析，banner打印策略包括控制台、日志、不打印。

1. 隐式
默认策略是控制台，只需大多数情况一样，项目启动类通过SpringApplication.run(DistinctAppUserServiceApplication.class, args);启动，无需指定。

2. 显式注入
通过SpringApplicationBuilder构造器显式注入banner打印策略。

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        new SpringApplicationBuilder(DemoApplication.class)
		// Banner.Mode.LOG 打印到日志
		// Banner.Mode.OFF 不打印
                .bannerMode(Banner.Mode.CONSOLE)
                .run(args);
    }
}

打印效果
打印到控制台
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打印到日志：INFO级别
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修改banner内容

文本

方式一：在src/main/resources下新建banner.txt，里面放入想要打印的内容即可。

方式二：修改配置文件

spring:
  banner:
    location: file/bannerText.txt #文件位置 src/main/resources/file/bannerText.txt

内容生成网站
文字转换成符号：http://patorjk.com/software/taag
                           http://life.chacuo.net/convertfont2char
图片转换成符号：https://www.bootschool.net/ascii-art

图片

和文本方式相同，但是图片类型有限制，只能是以下三种gif,、jpg、png。
方式一：在src/main/resources下新建banner.png，里面放入想要打印的内容即可。

方式二：修改配置文件

spring:
  banner:
    image:
      location: file/bannerImage.png #文件位置 src/main/resources/file/bannerImage.png

打印效果
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后语

本篇文章干货不多，主要记录探究问题的心路历程，锻炼文笔，若观看文章过程有任何不适，敬请斧正。

hmoban主题是根据ripro二开的主题，极致后台体验，无插件，集成会员系统
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