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。

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

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

1. /**
2. * Interface class for writing a banner programmatically.
3. */
4. @FunctionalInterface
5. public interface Banner {
7.         /**
8.          * Print the banner to the specified print stream.
9.          * @param environment the spring environment
10.          * @param sourceClass the source class for the application
11.          * @param out the output print stream
12.          */
13.         void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream out);
15.         /**
16.          * An enumeration of possible values for configuring the Banner.
17.          */
18.         enum Mode {
19.                 /**
20.                  * Disable printing of the banner.
21.                  */
22.                 OFF,
24.                 /**
25.                  * Print the banner to System.out.
26.                  */
27.                 CONSOLE,
29.                 /**
30.                  * Print the banner to the log file.
31.                  */
32.                 LOG
33.         }
35. }

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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

1. /**
2. * Default Banner implementation which writes the 'Spring' banner.
3. */
4. class SpringBootBanner implements Banner {
6.         private static final String[] BANNER = { "", "  .   ____          _            __ _ _",
7.                         " /\\\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \\ \\ \\ \", "( ( )\\___ | '_ | '_| | '_ \\/ _` | \\ \\ \\ \",
8.                         " \\\\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )", "  '  |____| .__|_| |_|_| |_\\__, | / / / /",
9.                         " =========|_|==============|___/=/_/_/_/" };
11.         private static final String SPRING_BOOT = " :: Spring Boot :: ";
13.         private static final int STRAP_LINE_SIZE = 42;
15.         @Override
16.         public void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream printStream) {
17.                 for (String line : BANNER) {
18.                         printStream.println(line);
19.                 }
20.                 String version = SpringBootVersion.getVersion();
21.                 version = (version != null) ? " (v" + version + ")" : "";
22.                 StringBuilder padding = new StringBuilder();
23.                 while (padding.length() < STRAP_LINE_SIZE - (version.length() + SPRING_BOOT.length())) {
24.                         padding.append(" ");
25.                 }
27.                 printStream.println(AnsiOutput.toString(AnsiColor.GREEN, SPRING_BOOT, AnsiColor.DEFAULT, padding.toString(),
28.                                 AnsiStyle.FAINT, version));
29.                 printStream.println();
30.         }
32. }

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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）

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：

• BANNER_LOCATION_PROPERTY：Spring配置，大概是banner文件的路径。
  
• 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？）。
  
• DEFAULT_BANNER_LOCATION = "banner.txt"：取值是txt文件，猜测是banner文件的默认位置。
  
• 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。
  
• DEFAULT_BANNER = new SpringBootBanner()：把上节分析的SpringBootBanner当做Banner默认实现类
  
• 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。
  
• 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。

1.         Banner print(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream out) {
2.                 Banner banner = getBanner(environment);
3.                 banner.printBanner(environment, sourceClass, out);
4.                 return new PrintedBanner(banner, sourceClass);
5.         }

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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

1. private Banner getBanner(Environment environment) {
2.   Banners banners = new Banners();
3.   banners.addIfNotNull(getImageBanner(environment));
4.   banners.addIfNotNull(getTextBanner(environment));
5.   if (banners.hasAtLeastOneBanner()) {
6.    return banners;
7.   }
8.   if (this.fallbackBanner != null) {
9.    return this.fallbackBanner;
10.   }
11.   return DEFAULT_BANNER;
12. }

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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

1. /**
2. * {@link Banner} comprised of other {@link Banner Banners}.
3. */
4. private static class Banners implements Banner {
6.     private final List<Banner> banners = new ArrayList<>();
8.     void addIfNotNull(Banner banner) {
9.         if (banner != null) {
10.             this.banners.add(banner);
11.         }
12.     }
14.     boolean hasAtLeastOneBanner() {
15.         return !this.banners.isEmpty();
16.     }
18.     @Override
19.     public void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream out) {
20.         for (Banner banner : this.banners) {
21.             banner.printBanner(environment, sourceClass, out);
22.     }
24. }

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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。

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

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

1. private Banner getImageBanner(Environment environment) {
2.     String location = environment.getProperty(BANNER_IMAGE_LOCATION_PROPERTY);
3.     if (StringUtils.hasLength(location)) {
4.         Resource resource = this.resourceLoader.getResource(location);
5.         return resource.exists() ? new ImageBanner(resource) : null;
6.     }
7.     for (String ext : IMAGE_EXTENSION) {
8.         Resource resource = this.resourceLoader.getResource("banner." + ext);
9.         if (resource.exists()) {
10.             return new ImageBanner(resource);
11.         }
12.     }
13.     return null;
14. }

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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

1. private Banner getTextBanner(Environment environment) {
2.     String location = environment.getProperty(BANNER_LOCATION_PROPERTY, DEFAULT_BANNER_LOCATION);
3.     Resource resource = this.resourceLoader.getResource(location);
4.     try {
5.         if (resource.exists() && !resource.getURL().toExternalForm().contains("liquibase-core")) {
6.             return new ResourceBanner(resource);
7.         }
8.     }
9.     catch (IOException ex) {
10.         // Ignore
11.     }
12.     return null;
13. }

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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

1. @Override
2. public void printBanner(Environment environment, Class<?> sourceClass, PrintStream out) {
3.     try {
4.         // 设置banner字符集
5.         String banner = StreamUtils.copyToString(this.resource.getInputStream(),
6.                 environment.getProperty("spring.banner.charset", Charset.class, StandardCharsets.UTF_8));
8.         // 解析banner
9.         for (PropertyResolver resolver : getPropertyResolvers(environment, sourceClass)) {
10.             banner = resolver.resolvePlaceholders(banner);
11.         }
12.         out.println(banner);
13.     }
14.     catch (Exception ex) {
15.         logger.warn(LogMessage.format("Banner not printable: %s (%s: '%s')", this.resource, ex.getClass(),
16.                 ex.getMessage()), ex);
17.     }
18. }

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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。

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

1. private Banner printBanner(ConfigurableEnvironment environment) {
2.     if (this.bannerMode == Banner.Mode.OFF) {
3.         return null;
4.     }
5.     ResourceLoader resourceLoader = (this.resourceLoader != null) ? this.resourceLoader
6.             : new DefaultResourceLoader(null);
7.     SpringApplicationBannerPrinter bannerPrinter = new SpringApplicationBannerPrinter(resourceLoader, this.banner);
8.     if (this.bannerMode == Mode.LOG) {
9.         return bannerPrinter.print(environment, this.mainApplicationClass, logger);
10.     }
11.     return bannerPrinter.print(environment, this.mainApplicationClass, System.out);
12. }

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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。

1. @SpringBootApplication
2. public class DemoApplication {
3.     public static void main(String[] args) {
4.         new SpringApplicationBuilder(DemoApplication.class)
5.                 // Banner.Mode.LOG 打印到日志
6.                 // Banner.Mode.OFF 不打印
7.                 .bannerMode(Banner.Mode.CONSOLE)
8.                 .run(args);
9.     }
10. }

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打印效果
打印到控制台

打印到日志：INFO级别

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

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

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内容生成网站
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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

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

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打印效果

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。

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