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SpringBoot中如何啟動Tomcat流程

發(fā)布時(shí)間：2020-10-25 02:08:02 來源：腳本之家 閱讀：202 作者：胡一省 欄目：編程語言

前面在一篇文章中介紹了 Spring 中的一些重要的 context。有一些在此文中提到的 context，可以參看上篇文章。

SpringBoot 項(xiàng)目之所以部署簡單，其很大一部分原因就是因?yàn)椴挥米约赫垓v Tomcat 相關(guān)配置，因?yàn)槠浔旧韮?nèi)置了各種 Servlet 容器。一直好奇： SpringBoot 是怎么通過簡單運(yùn)行一個(gè) main 函數(shù)，就能將容器啟動起來，并將自身部署到其上 。此文想梳理清楚這個(gè)問題。

我們從SpringBoot的啟動入口中分析：

Context 創(chuàng)建

// Create, load, refresh and run the ApplicationContext
context = createApplicationContext();

在SpringBoot 的 run 方法中，我們發(fā)現(xiàn)其中很重要的一步就是上面的一行代碼。注釋也寫的很清楚：

創(chuàng)建、加載、刷新、運(yùn)行 ApplicationContext。

繼續(xù)往里面走。

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
  Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
  if (contextClass == null) {
    try {
     contextClass = Class.forName(this.webEnvironment
        ? DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS : DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
    }
    catch (ClassNotFoundException ex) {
     throw new IllegalStateException(
        "Unable create a default ApplicationContext, "
           + "please specify an ApplicationContextClass",
        ex);
   }
  }
  return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiate(contextClass);
}

邏輯很清楚：

先找到 context 類，然后利用工具方法將其實(shí)例化。

其中 第5行 有個(gè)判斷：如果是 web 環(huán)境，則加載 DEFAULT _WEB_CONTEXT_CLASS類。參看成員變量定義，其類名為：

AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext

此類的繼承結(jié)構(gòu)如圖：

SpringBoot中如何啟動Tomcat流程

直接繼承 GenericWebApplicationContext。關(guān)于該類前文已有介紹，只要記得它是專門為 web application提供context 的就好。

refresh

在經(jīng)歷過 Context 的創(chuàng)建以及Context的一些列初始化之后，調(diào)用 Context 的 refresh 方法，真正的好戲才開始上演。

從前面我們可以看到AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext的繼承結(jié)構(gòu)，調(diào)用該類的refresh方法，最終會由其直接父類：EmbeddedWebApplicationContext 來執(zhí)行。

@Override
 protected void onRefresh() {
  super.onRefresh();
  try {
    createEmbeddedServletContainer();
  }
  catch (Throwable ex) {
    throw new ApplicationContextException("Unable to start embedded container",
       ex);
  }
}

我們重點(diǎn)看第5行。

private void createEmbeddedServletContainer() {
  EmbeddedServletContainer localContainer = this.embeddedServletContainer;
  ServletContext localServletContext = getServletContext();
  if (localContainer == null && localServletContext == null) {
    EmbeddedServletContainerFactory containerFactory = getEmbeddedServletContainerFactory();
    this.embeddedServletContainer = containerFactory
       .getEmbeddedServletContainer(getSelfInitializer());
  }
  else if (localServletContext != null) {
   try {
     getSelfInitializer().onStartup(localServletContext);
   }
   catch (ServletException ex) {
     throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context",
        ex);
   }
  }
  initPropertySources();
}

代碼第5行，獲取到了一個(gè)EmbeddedServletContainerFactory，顧名思義，其作用就是為了下一步創(chuàng)建一個(gè)嵌入式的 servlet 容器：EmbeddedServletContainer。

public interface EmbeddedServletContainerFactory {
 
  /**
   * 創(chuàng)建一個(gè)配置完全的但是目前還處于“pause”狀態(tài)的實(shí)例.
   * 只有其 start 方法被調(diào)用后，Client 才能與其建立連接。
   */
  EmbeddedServletContainer getEmbeddedServletContainer(
     ServletContextInitializer... initializers);
 
}

第6、7行，在 containerFactory 獲取EmbeddedServletContainer的時(shí)候，參數(shù)為 getSelfInitializer 函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果。暫時(shí)不管其內(nèi)部機(jī)制如何，只要知道它會返回一個(gè) ServletContextInitializer 用于容器初始化的對象即可，我們繼續(xù)往下看。

由于 EmbeddedServletContainerFactory 是個(gè)抽象工廠，不同的容器有不同的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)镾pringBoot默認(rèn)使用Tomcat，所以就以 Tomcat 的工廠實(shí)現(xiàn)類 TomcatEmbeddedServletContainerFactory 進(jìn)行分析：

 @Override
 public EmbeddedServletContainer getEmbeddedServletContainer(
    ServletContextInitializer... initializers) {
  Tomcat tomcat = new Tomcat();
  File baseDir = (this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory
     : createTempDir("tomcat"));
  tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
  Connector connector = new Connector(this.protocol);
  tomcat.getService().addConnector(connector);
  customizeConnector(connector);
  tomcat.setConnector(connector);
  tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
  tomcat.getEngine().setBackgroundProcessorDelay(-);
  for (Connector additionalConnector : this.additionalTomcatConnectors) {
   tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
  }
  prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
  return getTomcatEmbeddedServletContainer(tomcat);
}

從第8行一直到第16行完成了 tomcat 的 connector 的添加。tomcat 中的 connector 主要負(fù)責(zé)用來處理 http 請求，具體原理可以參看 Tomcat 的源碼，此處暫且不提。

第17行的 方法有點(diǎn)長，重點(diǎn)看其中的幾行：

 if (isRegisterDefaultServlet()) {
  addDefaultServlet(context);
 }
 if (isRegisterJspServlet() && ClassUtils.isPresent(getJspServletClassName(),
    getClass().getClassLoader())) {
  addJspServlet(context);
  addJasperInitializer(context);
  context.addLifecycleListener(new StoreMergedWebXmlListener());
 }
ServletContextInitializer[] initializersToUse = mergeInitializers(initializers);
configureContext(context, initializersToUse);

前面兩個(gè)分支判斷添加了默認(rèn)的 servlet類和與 jsp 相關(guān)的 servlet 類。

對所有的 ServletContextInitializer 進(jìn)行合并后，利用合并后的初始化類對 context 進(jìn)行配置。

第 18 行，順著方法一直往下走，開始正式啟動 Tomcat。

private synchronized void initialize() throws EmbeddedServletContainerException {
  TomcatEmbeddedServletContainer.logger
     .info("Tomcat initialized with port(s): " + getPortsDescription(false));
  try {
    addInstanceIdToEngineName();
 
    // Remove service connectors to that protocol binding doesn't happen yet
    removeServiceConnectors();
 
   // Start the server to trigger initialization listeners
   this.tomcat.start();

   // We can re-throw failure exception directly in the main thread
   rethrowDeferredStartupExceptions();

   // Unlike Jetty, all Tomcat threads are daemon threads. We create a
   // blocking non-daemon to stop immediate shutdown
   startDaemonAwaitThread();
  }
  catch (Exception ex) {
   throw new EmbeddedServletContainerException("Unable to start embedded Tomcat",
      ex);
  }
}

第11行正式啟動 tomcat。

現(xiàn)在我們回過來看看之前的那個(gè) getSelfInitializer 方法：

private ServletContextInitializer getSelfInitializer() {
  return new ServletContextInitializer() {
   @Override
   public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
     selfInitialize(servletContext);
   }
  };
}
private void selfInitialize(ServletContext servletContext) throws ServletException {
  prepareEmbeddedWebApplicationContext(servletContext);
  ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
  ExistingWebApplicationScopes existingScopes = new ExistingWebApplicationScopes(
     beanFactory);
  WebApplicationContextUtils.registerWebApplicationScopes(beanFactory,
     getServletContext());
  existingScopes.restore();
  WebApplicationContextUtils.registerEnvironmentBeans(beanFactory,
     getServletContext());
  for (ServletContextInitializer beans : getServletContextInitializerBeans()) {
   beans.onStartup(servletContext);
  }
}

在第2行的prepareEmbeddedWebApplicationContext方法中主要是將 EmbeddedWebApplicationContext 設(shè)置為rootContext。

第4行允許用戶存儲自定義的 scope。

第6行主要是用來將web專用的scope注冊到BeanFactory中，比如("request", "session", "globalSession", "application")。

第9行注冊web專用的environment bean（比如 ("contextParameters", "contextAttributes"））到給定的 BeanFactory 中。

第11和12行，比較重要，主要用來配置 servlet、filters、listeners、context-param和一些初始化時(shí)的必要屬性。

以其一個(gè)實(shí)現(xiàn)類ServletContextInitializer試舉一例：

@Override
 public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
  Assert.notNull(this.servlet, "Servlet must not be null");
  String name = getServletName();
  if (!isEnabled()) {
    logger.info("Servlet " + name + " was not registered (disabled)");
    return;
  }
  logger.info("Mapping servlet: '" + name + "' to " + this.urlMappings);
  Dynamic added = servletContext.addServlet(name, this.servlet);
  if (added == null) {
   logger.info("Servlet " + name + " was not registered "
      + "(possibly already registered?)");
   return;
  }
  configure(added);
}

可以看第9行的打?。?正是在這里實(shí)現(xiàn)了 servlet 到 URLMapping的映射。

總結(jié)

這篇文章從主干脈絡(luò)分析找到了為什么在SpringBoot中不用自己配置Tomcat，內(nèi)置的容器是怎么啟動起來的，順便在分析的過程中找到了我們常用的 urlMapping 映射 Servlet 的實(shí)現(xiàn)。

向AI問一下細(xì)節(jié)

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