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SpringBoot 嵌入式web容器的启动原理详解

作者：AnalogElectronic　　发布时间：2021-12-29 23:23:14　

标签：SpringBoot,嵌入式,web容器,启动

SpringBoot应用启动run方法

SpringApplication.java 中执行的代码

@SpringBootApplication
@EnableAsync //使用异步注解@Async 需要在这里加上@EnableAsync
@MapperScan("springboot.dao") //不可或缺作用是扫描dao包下面的所有mapper装配
public class HelloApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(HelloApplication.class,args);
}
}

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {
return run(new Class[]{primarySource}, args);
}

public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {
return (new SpringApplication(primarySources)).run(args);
}

private void refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {
this.refresh(context);
if (this.registerShutdownHook) {
try {
context.registerShutdownHook();
} catch (AccessControlException var3) {
}
}

protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) {
Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);
((AbstractApplicationContext)applicationContext).refresh();
}

ServletWebServerApplicationContext.java执行的方法

public final void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
try {
super.refresh();
} catch (RuntimeException var2) {
this.stopAndReleaseWebServer();
throw var2;
}
}

protected void onRefresh() {
super.onRefresh();
try {
this.createWebServer();
} catch (Throwable var2) {
throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", var2);
}
}

private void createWebServer() {
WebServer webServer = this.webServer;
ServletContext servletContext = this.getServletContext();
if (webServer == null && servletContext == null) {
ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();
this.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()});
} else if (servletContext != null) {
try {
this.getSelfInitializer().onStartup(servletContext);
} catch (ServletException var4) {
throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context", var4);
}
}
this.initPropertySources();
}

protected ServletWebServerFactory getWebServerFactory() {
String[] beanNames = this.getBeanFactory().getBeanNamesForType(ServletWebServerFactory.class);
if (beanNames.length == 0) {
throw new ApplicationContextException("Unable to start ServletWebServerApplicationContext due to missing ServletWebServerFactory bean.");
} else if (beanNames.length > 1) {
throw new ApplicationContextException("Unable to start ServletWebServerApplicationContext due to multiple ServletWebServerFactory beans : " + StringUtils.arrayToCommaDelimitedString(beanNames));
} else {
return (ServletWebServerFactory)this.getBeanFactory().getBean(beanNames[0], ServletWebServerFactory.class);
}
}

//配置嵌入式的servlet容器
@Bean
public WebServerFactoryCustomizer<ConfigurableWebServerFactory> MyCustomizer(){
return new WebServerFactoryCustomizer<ConfigurableWebServerFactory>() {
@Override
public void customize(ConfigurableWebServerFactory factory) {
factory.setPort(8081);
}
};
}

SpringBoot 2.x 版本

嵌入式Servlet容器自动配置原理以及启动原理

一、版本说明

Spring Boot 2.x 版本的嵌入式Servlet容器自动配置是通过 WebServerFactoryCustomizer定制器来定制的，而在Spring Boot 1.x 版本中我们是通过 EmbeddedServletContainerCustomizer 嵌入式的Servlet容器定制器来定制的。由于之前看的资料都是1.x的版本，但是我使用的是2.x,所以在这里记录一下2.x版本的嵌入式Servlet容器自动配置原理以及启动原理。

二、总结

嵌入式Servlet容器自动配置原理以及启动原理有三大步：

步骤：

SpringBoot 根据导入的依赖信息，自动创建对应的 WebServerFactoryCustomizer（web服务工厂定制器）；
WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor（web服务工厂定制器组件的后置处理器）获取所有类型为web服务工厂定制器的组件（包含实现WebServerFactoryCustomizer接口，自定义的定制器组件），依次调用customize()定制接口，定制Servlet容器配置；
嵌入式的Servlet容器工厂创建tomcat容器，初始化并启动容器。

三、嵌入式Servlet容器自动配置原理（以Tomcat为例）

1、首先找到 EmbeddedWebServerFactoryCustomizerAutoConfiguration ，在里面我们可以看到SpringBoot支持的 servlet容器

//SprinBoot支持的servlet容器有三个Tomcat、Jetty、Undertow,但是默认配置的是Tomcat

//嵌入式的Undertow
@Configuration(
proxyBeanMethods = false
)
@ConditionalOnClass({Undertow.class, SslClientAuthMode.class})
public static class UndertowWebServerFactoryCustomizerConfiguration {
public UndertowWebServerFactoryCustomizerConfiguration() {
}

@Bean
public UndertowWebServerFactoryCustomizer undertowWebServerFactoryCustomizer(Environment environment, ServerProperties serverProperties) {
return new UndertowWebServerFactoryCustomizer(environment, serverProperties);
}
}

//嵌入式的Jetty
@Configuration(
proxyBeanMethods = false
)
@ConditionalOnClass({Server.class, Loader.class, WebAppContext.class})
public static class JettyWebServerFactoryCustomizerConfiguration {
public JettyWebServerFactoryCustomizerConfiguration() {
}

@Bean
public JettyWebServerFactoryCustomizer jettyWebServerFactoryCustomizer(Environment environment, ServerProperties serverProperties) {
return new JettyWebServerFactoryCustomizer(environment, serverProperties);
}
}

//嵌入式的Tomcat
@Configuration(
proxyBeanMethods = false
)
@ConditionalOnClass({Tomcat.class, UpgradeProtocol.class})
public static class TomcatWebServerFactoryCustomizerConfiguration {
public TomcatWebServerFactoryCustomizerConfiguration() {
}

@Bean
public TomcatWebServerFactoryCustomizer tomcatWebServerFactoryCustomizer(Environment environment, ServerProperties serverProperties) {
return new TomcatWebServerFactoryCustomizer(environment, serverProperties);
}
}

2、准备环节

1）在以下位置打一个断点

2）、点进 TomcatWebServerFactoryCustomizer 也就是上图 return 的，然后在里面的如下位置打一个断点

3）、然后在里面debug程序，我们在控制台就可以看到如下信息

3、按照上图从下往上分析。我们启动springboot应用时，都是直接运行主程序的main方法，然后调用里面的run方法，如下图

4、调用完run方法,回来到 refreshContext 方法，这个方法是帮我们创建IOC容器对象，并且初始化容器，创建容器中的每一个组件

5、在调用了 reflesh 方法刷新刚才的IOC容器后,来到 onreflesh 方法，调用createWebServer()方法，创建WebServer

6、来到createWebServer()方法，该方法最终能够获取到一个与当前应用（也就是总结里说的第一步，根据我们导入的依赖来获取）所导入的Servlet类型相匹配的web服务工厂，通过工厂就可以获取到相应的 WebServerFactoryCustomizer （Web服务工厂定制器）

注：createWebServer()执行后，我们其实来到了 EmbeddedWebServerFactoryCustomizerAutoConfiguration，然后根据条件（配置的依赖）配置哪一个Web服务器

我们通过查看 ServletWebServerFactory 的子类，可以看到其中三个就是Tomcat、Jetty和Undertow，根据我们的配置，所以这里获取到的是 TomcatWebServerFactoryCustomizer

至此，TomcatWebServerFactoryCustomizer组件创建完成，对应的服务配置类也已添加到IOC容器。

7、因为容器中某个组件要创建对象就会惊动后置处理器然后就到 WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor（web服务工厂定制器组件的后置处理器），该类负责在bean组件初始化之前执行初始化工作。它先从IOC容器中获取所有类型为WebServerFactoryCustomizerBeans（web服务工厂定制器的组件)

通过后置处理器获取到的TomcatWebServerFactoryCustomizer调用customize()定制方法，获取到Servlet容器相关配置类ServerProperties，进行自动配置

至此，嵌入式Servlet容器的自动配置完成。

注：从源码分析可以得出配置嵌入式Servlet容器的两种解决方案：

1、在全局配置文件中，通过server.xxx来修改和server有关的配置：

server.port=8081
server.tomcat.xxx...

2、实现WebServerFactoryCustomizer接口，重写它的customize()方法，对容器进行定制配置：

@FunctionalInterface
public interface WebServerFactoryCustomizer<T extends WebServerFactory> {
void customize(T factory);
}

四、嵌入式Servlet容器启动原理（以Tomcat为例）

1、应用启动后，根据导入的依赖信息，创建了相应的Servlet容器工厂，创建了TomcatServletWebServerFactory，调用getWebServer()方法创建Tomcat容器：（其实就是重写了ServletWebServerFactory里面的getWebServer方法）