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SpringBoot嵌入式Servlet容器与定制化组件超详细讲解

作者：Decade0712　　发布时间：2023-03-31 09:07:05　

标签：SpringBoot,Servlet,容器,嵌入式,定制化组件

嵌入式Servlet容器

在Spring Boot中，默认支持的web容器有 Tomcat, Jetty, 和 Undertow

1、原理分析

那么这些web容器是怎么注入的呢？我们一起来分析一下

当SpringBoot应用启动发现当前是Web应用，它会创建一个web版的ioc容器ServletWebServerApplicationContext

这个类下面有一个createWebServer()方法，当执行关键代码ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();时，它会在系统启动的时候寻找 ServletWebServerFactory（Servlet 的web服务器工厂—> 用于生产Servlet 的web服务器）

private void createWebServer() {
   WebServer webServer = this.webServer;
   ServletContext servletContext = this.getServletContext();
   if (webServer == null && servletContext == null) {
       StartupStep createWebServer = this.getApplicationStartup().start("spring.boot.webserver.create");
       // 获取ServletWebFactory
       ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();
       createWebServer.tag("factory", factory.getClass().toString());
       // 这里会去调用系统中获取到的web容器工厂类的getWebServer()方法
       this.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()});
       createWebServer.end();
       this.getBeanFactory().registerSingleton("webServerGracefulShutdown", new WebServerGracefulShutdownLifecycle(this.webServer));
       this.getBeanFactory().registerSingleton("webServerStartStop", new WebServerStartStopLifecycle(this, this.webServer));
   } else if (servletContext != null) {
       try {
           this.getSelfInitializer().onStartup(servletContext);
       } catch (ServletException var5) {
           throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context", var5);
       }
   }
   this.initPropertySources();
}

获取ServletWebFactory

protected ServletWebServerFactory getWebServerFactory() {
   String[] beanNames = this.getBeanFactory().getBeanNamesForType(ServletWebServerFactory.class);
   if (beanNames.length == 0) {
       throw new MissingWebServerFactoryBeanException(this.getClass(), ServletWebServerFactory.class, WebApplicationType.SERVLET);
   } 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);
   }
}

SpringBoot底层默认有很多的WebServer工厂：TomcatServletWebServerFactory,，JettyServletWebServerFactory和 UndertowServletWebServerFactory

SpringBoot嵌入式Servlet容器与定制化组件超详细讲解

那么究竟返回哪一个工厂呢？

我们需要分析一下底层的自动配置类，ServletWebServerFactoryAutoConfiguration

@AutoConfiguration
@AutoConfigureOrder(-2147483648)
@ConditionalOnClass({ServletRequest.class})
@ConditionalOnWebApplication(
   type = Type.SERVLET
)
@EnableConfigurationProperties({ServerProperties.class})
@Import({ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.BeanPostProcessorsRegistrar.class, EmbeddedTomcat.class, EmbeddedJetty.class, EmbeddedUndertow.class})
public class ServletWebServerFactoryAutoConfiguration {
   public ServletWebServerFactoryAutoConfiguration() {
   }
   ...

它引入了一个配置类ServletWebServerFactoryConfiguration，这个类里面会根据动态判断系统中到底导入了那个Web服务器的包，然后去创建对应的web容器工厂，spring-boot-starter-web这个依赖默认导入tomcat，所以我们系统会创建TomcatServletWebServerFactory，由这个工厂创建tomcat容器并启动

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一旦我们获取到web Server的工厂类，createWebServer()方法就会去调用this.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()});

根据断点一直深入，我们可以发现，Tomcat, Jetty, 和 Undertow的工厂类最后都会去调用getWebServer()方法，设置了链接参数，例如TomcatServletWebServerFactory的getWebServer()方法

在方法的最后，它会执行return this.getTomcatWebServer(tomcat);，跟着断点深入，我们发现它会去调用对应web容器类的构造方法，如TomcatWebServer的构造方法，启动tomcat容器

public TomcatWebServer(Tomcat tomcat, boolean autoStart, Shutdown shutdown) {
   this.monitor = new Object();
   this.serviceConnectors = new HashMap();
   Assert.notNull(tomcat, "Tomcat Server must not be null");
   this.tomcat = tomcat;
   this.autoStart = autoStart;
   this.gracefulShutdown = shutdown == Shutdown.GRACEFUL ? new GracefulShutdown(tomcat) : null;
   // 初始化方法initialize---会调用this.tomcat.start();启动容器
   this.initialize();
}

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2、Servlet容器切换

Spring Boot默认使用的是tomcat容器，那如果我们想要使用Undertow应该如何切换呢

只需要修改pom文件即可，排除web启动器中tomcat相关的依赖

然后导入Undertow相关启动器

<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
   <exclusions>
       <exclusion>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
       </exclusion>
   </exclusions>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

3、定制Servlet容器配置

如果想要自己定义一个Servlet容器，可以通过哪些途径呢？

  • 通过分析ServletWebServerFactoryAutoConfiguration绑定了ServerProperties配置类可知，我们想要修改容器的配置，只需要修改配置文件中对应的server.xxx配置项即可

  • 创建一个配置类，通过@Configuration+@Bean的方式，向容器中注入一个ConfigurableServletWebServerFactory类的实现类，ConfigurableServletWebServerFactory是ServletWebServerFactory类的子类，提供了很多方法供我们使用

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代码样例如下

package com.decade.config;
import org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatServletWebServerFactory;
import org.springframework.boot.web.servlet.server.ConfigurableServletWebServerFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class MyConfig {
   @Bean
   public ConfigurableServletWebServerFactory defineWebServletFactory() {
       final TomcatServletWebServerFactory tomcatServletWebServerFactory = new TomcatServletWebServerFactory();
       tomcatServletWebServerFactory.setPort(8081);
       return tomcatServletWebServerFactory;
   }
}

自定义一个ServletWebServerFactoryCustomizer类，它的下面有一个customize()方法，能把配置文件的值和ServletWebServerFactory 进行绑定

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Spring官网提供的样例如下

SpringBoot嵌入式Servlet容器与定制化组件超详细讲解

Spring中有很多xxxxxCustomizer，它的作用是定制化器，可以改变xxxx的默认规则

定制化组件

结合之前的原理分析过程可知，我们分析一个组件的过程可以概括为：

导入对应启动器xxx-starter---->分析xxxAutoConfiguration---->导入xxx组件---->绑定xxxProperties配置类----->绑定配置项

那么如果我们要定制化组件，例如自定义参数解析器或者应用启动端口等，可以怎么做呢？

  • 修改配置文件 server.xxx

  • 参考上面编写一个xxxxxCustomizer类

  • 编写自定义的配置类xxxConfiguration：使用@Configuration + @Bean替换、增加容器中默认组件

  • 如果是Web应用，编写一个配置类实现WebMvcConfigurer接口，重写对应方法即可定制化web功能，或者使用@Bean给容器中再扩展一些组件（这条是最重要的）

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注意：@EnableWebMvc + 实现WebMvcConfigurer接口：配置类中定义的@Bean可以全面接管SpringMVC，所有规则全部自己重新配置

原理：

  • WebMvcAutoConfiguration类是SpringMVC的自动配置功能类。配置了静态资源、欢迎页&hellip;

  • 一旦使用@EnableWebMvc会，@Import(DelegatingWebMvcConfiguration.class)

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DelegatingWebMvcConfiguration类的作用是：只保证SpringMVC最基本的使用

  • public class DelegatingWebMvcConfiguration extends WebMvcConfigurationSupport表明它是WebMvcConfigurationSupport的子类

  • 它会把所有系统中的 WebMvcConfigurer的实现类拿过来，所有功能的定制都是这些WebMvcConfigurer的实现类合起来一起生效

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WebMvcConfigurationSupport自动配置了一些非常底层的组件，例如RequestMappingHandlerMapping，这些组件依赖的其他组件都是从容器中获取的，例如ContentNegotiationManager等

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由代码可知，WebMvcAutoConfiguration里面的配置要能生效必须系统中不存在WebMvcConfigurationSupport类，所以，一旦配置类上加了@EnableWebMvc，就会导致WebMvcAutoConfiguration没有生效

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来源：https://blog.csdn.net/Decade0712/article/details/127025304

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