关于SpringBoot的自动配置和启动过程

一、简介

Spring Boot简化了Spring应用的开发，采用约定大于配置的思想，去繁从简，很方便就能构建一个独立的、产品级别的应用。

1.传统J2EE开发的缺点

开发笨重、配置繁多复杂、开发效率低下、部署流程复杂、第三方技术集成难度大。

2.SpringBoot的优点

快速重建独立运行的Spring项目以及与主流框架集成。
使用嵌入式的Servlet容器，应用无需打成WAR包
starters自动依赖与版本控制
大量的自动配置、简化开发，也可以修改其默认值
无需配置XML，无代码生成
准生产环境的运行时应用监控
与云计算的天然继承

3.SpringBoot helloworld说明

1.starters

SpringBoot为我们提供了简化企业级开发绝大多数场景的starters pom(启动器)，只要引入了相应场景的starters pom，相关技术的绝大部分配置将会消除(字段配置)，从而简化我们的开发。业务中我们就会使用到SpringBoot为我们字段配置的Bean。
这些starters几乎涵盖了javaee所有常用场景，SpringBoot对这些场景依赖的jar也做了严格的测试和版本控制。
spring-boot-dependencies里面定义了jar包的版本。

2.入口类和@SpringBootApplication

程序从main方法开始运行。
使用SpringApplication.run()加载主程序类
主程序类需标注@SpringBootApplication
@EnableAutoConfiguration是核心注解
@Import导入所有的自动配置场景
@AutoConfigurationPackage定义默认的包扫描规则。
程序启动扫描主程序类所在的包以及下面所有子包的组件

3.自动配置

自动配置xxxAutoConfiguration

SpringBoot中存现大量的这些类，这些类的作用就是帮我们进行自动装配
它会将这个场景需要的所有组件都注册到容器中，并配置好
他们在类路径下的META-INF/spring.factories文件中
spring-boot-autoconfigure.jar中包含了所有场景的字段配置类代码
这些自动配置类是SpringBoot进行自动装配的关键。

二、SpringBoot配置

1.配置文件

SpringBoot使用一个全局的配置文件。配置文件名是固定的。
-application.properties或者application.yml
配置文件放在src/main/resources目录或者类路径/config下。
全局配置文件的作用是对一些默认配置进行修改

2.配置文件值注入

@Value和@ConfigurationProperties为属性注入值进行对比

对比点	@ConfigurationProperties	@Value
功能	批量注入配置文件中的属性	一个个指定
松散绑定(松散语法)	支持	不支持
SpEL	不支持	支持
JSR303数据校验	支持	不支持
复杂类型封装	支持	不支持

属性名匹配规则
-person.firstName 使用标准方式
-person.first-name 使用-
-person.first_name 使用_
-PERSON_FIRST_NAME 推荐系统属性使用这种写法
@PropertySource
加载指定的配置文件
ConfigurationProperties
-与@Bean结合为属性赋值
-与@PropertySource(只能用于properties文件)结合读取指定文件。
ConfigurationProperties Validation
-支持JSR303进行配置文件值校验。


@Component
@PropertySource(value={"classpath:person.properties"})
@ConfigurationProperties(prefix="person")
@Validated
public class Person{
    @Email
    @Value("${person.email}")
    private String email；
}

ImportResource读取外部配置文件

3.配置文件占位符

RandomValuePropertySource
配置文件中可以使用随机数
-${random.value}
-${random.int}
-${random.long}
-${random.int(10)}
-${random.int[1024,65536]}
属性配置占用符
-可以在配置文件中引用前面配置过的属性(Y优先级前面配置过的这里都可以使用)。
-${app.name:默认值}来指定找不到属性时的默认值。

app.name=MyApp    
app.description=${app.name} is a SpringBoot Application

4.profile

profile是Spring对不同环境提供不同配置功能的支持，可以通过激活指定参数的方式快速切换环境。

1.多profile文件形式

格式：application-{profile}.properties/yml
application-dev.properties、application-prod.properties

2.多profile文档块模式

spring.profiles.active=prod #激活指定配置
spring.profiles=prod
server.port=80
# default表示未指定时的默认配置
spring.profiles=default
server.port=8080

3.激活方式

命令行：--spring.profiles.active=dev
配置文件：spring.profiles.active=dev
jvm参数：-Dspring.profiles.active=dev

5.配置文件加载位置

SpringBoot启动会扫描一下位置的application.properties或者application.yml文件作为SpringBoot的默认配置文件。
- file:./config/
- file:./
- classpath:/config/
-classpath:/
-以上是按照优先级从高到低的顺序，所有位置的文件都会被加载，高优先级配置内容会覆盖低优先级配置内容。
-可以通过配置spring.config.location来改变默认配置。

6.外部配置加载顺序

命令行参数
来自java：comp/env的JNDI属性
Java系统属性(System.getProperties())
操作系统环境变量
RandomValuePropertySource配置的random.*属性值
jar包外部的application-{profile}.properties或application.yml(带spring.profile)配置文件
jar包内部的application-{profile}.properties或application.yml(带spring.profile)配置文件
jar包外部的application.properties或application.yml(不带spring.profile)配置文件
jar包内部的application.properties或application.yml(不带spring.profile)配置文件
@Configuration注解类上的@PropertySource。
通过SpringApplication.setDefaultproperties指定的默认属性。

7.自动配置原理

1.SpringBoot启动的时候加载主配置类，开启了自动配置功能@EnableAutoConfiguration

2.@EnableAutoConfiguration作用

利用EnableAutoConfigurationImportSelector给容器中导入一些组件。
将类路径小META-INF/spring.factories里面配置的所有EnableAutoConfiguration的值加入到了容器中。

3.@Conditional派生注解

@Conditional扩展注解	作用(判断是否满足当期指定条件)
@ConditionalOnJava	系统的java版本是否符合要求
@ConditionalOnBean	容器中存在指定Bean
@ConditionalOnMissingBean	容器中不存在指定Bean
@ConditionalOnExpression	满足SpEL表达式指定
@ConditionalOnClass	系统中有指定的类
@ConditionalOnMissingClass	容器中没有指定类
@ConditionalOnSingleCandidate	容器中只有一个指定的Bean，或者这个Bean是首选Bean
@ConditionalOnProperty	系统中指定的属性是否有指定的值
@ConditionalOnResource	类路径下是否存在指定资源文件
@ConditionalOnWebApplication	当前是web环境
@ConditionalOnNotWebApplication	当前不是web环境
@ConditionalOnJndi	JNDI存在指定项

作用：必须是@Conditional指定的条件成立，才给容器中添加组件，配置配里面的所有内容才生效。

三、SpringBoot与日志

1.日志框架

市场上存在非常多的日志框架，JUL(java.util.logging)、JCL(Apache Commons Logging)、Log4J、Log4J2、Logback、SLF4j、jboss-logging等。

SpringBoot早框架内部使用JCL。spring-boot-starter-logging采用了slf4j+logback的形式，SpringBoot也能自动配置(jul、log4j2、logback)并简化配置。

日志门面	日志实现
JCL、SLF4J、jboss-logging	log4j、JUL、Log4j2、Logback

日志系统	配置文件
Logback	logback-spring.xml、logback-spring.groovy、logback.xml或logback.groovy
Log4j2	log4j2-spring.xml、log4j2.xml
JUL	logging.properties

image.png

总结：
1.SpringBoot底层也是使用slf4j+logback的方式进行日志记录。
2.SpringBoot也把其他的日志都替换成了slf4j。
3.如果要引入其他日志框架，要排除Spring框架的commons-logging依赖。

四、Web开发

1.SpringBoot对静态资源的映射规则

所有/webjars/**,都去classpath:/META-INF/resources/webjars/ 下面找资源。
"/**" 访问当前项目的任何资源，都去(静态资源的文件夹)找映射。
欢迎页；静态资源文件夹下的所有index.html页面，被"/**" 映射。
所有的 **/favicon.ico都是在静态资源文件下找。

2.SpringMVC自动配置

1.SpringMVC auto-configuration

SpringBoot对SpringMVC的默认配置(WebMvcAutoConfiguration)如下：

包含了ContentNegotiatingViewResolver和BeanNameViewResolver。
- 自动配置了ViewResolver
- ContentNegotiatingViewResolver：组合所有的视图解析器
支持静态资源，包括支持Wenjars
静态首页访问
支持favicon.ico
自动注册了Converter、GenericConverter、Formatter。
- Converter：转换器。
- Formatter：格式化器
支持HttpMessageConverters
- HttpMessageConverter：SpringMVC用来转换Http请求和响应。
- HttpMessageConverters：从容器中确定，获取所有的HttpMessageConverter；
自动注入MessageCodesResolver，定义错误码生成规则。
自动使用ConfigurableWebBindingInitializer。

2.扩展SpringMVC

编写一个配置类(@Configuration)，是WebMvcConfigurerAdapter类型，不能标注@EnableWebMvc注解

@Configuration
public class MyMvcConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {

    @Override
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
        registry.addViewController("/desperado").setViewName("success");
    }
}

原理

WebMvcAutoConfiguration是SpringMVC的自动配置类。
在做其他自动配置时会导入。
容器中所有的WebMvcConfigurer都会一起被注册。
我们自定义的配置类也会被调用。

3.全面接管SpringMVC

如果想要使SpringMVC的自动配置失效，只需要在我们自定义的配置类中添加@EnableWebMvc注解即可。

@EnableWebMvc
@Configuration
public class MyMvcConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {

    @Override
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
        registry.addViewController("/desperado").setViewName("success");
    }
}

原理

@EnableWebMvc的注解

@Import(DelegatingWebMvcConfiguation.class)
public @interface EnableWebMvc{}

DelegatingWebMvcConfiguation

@Configuration
public class DelegatingWebMvcConfiguation extend WebMvcConfigurationSupport{}

WebMvcAutoConfiguration

@Configuration
@ConditionalOnWebApplication
@ConditionalOnClass({Servlet.class,DispatcherServlet.class,
                      WebMvcConfigurerAdapter.class})
//容器中没有这个组件，这个自动配置类才会生效
@ConditionalOnMissingBean(WebMvcConfigurationSupport.class)
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 10)
@AutoConfigureAfter({DispatcherServletAutoConfiguration.class,
                ValidationAutoConfiguration.class})
public class WebMvcAutoConfiguration{}

@EnableWebMvc会将WebMvcConfigurationSupport组件导入进来。
导入的WebMvcConfigurationSupport只是SpringMVC最基本的功能。

4.修改默认配置

SpringBoot在自动配置很多组件的时候，显卡容器中有没有用户自己配置的(@Bean 、@Component),如果有就用用户配置的，如果没有，才会进行自动配置；如果某些组件可以有多个，将用户配置的和自己默认的组合起来。
在SpringBoot中有许多的xxxConfigurer帮助我们进行扩展配置
在SpringBoot中有许多的xxxCustomizer帮助我们进行定制配置

5.默认访问首页

使用自定义WebMvcConfigurationAdapter进行配置

//使用WebMvcConfigurationAdapter可以扩展SpringMVC的功能
@Configuration
public class MyMvcConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {

    @Override
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
        //浏览器发送/desperado 请求来到success
        registry.addViewController("/desperado").setViewName("success");
    }

    //所有的webMvcConfigurerAdapter组件都会一起起作用
    @Bean   //将组件注册到容器
    public WebMvcConfigurerAdapter webMvcConfigurerAdapter(){
        WebMvcConfigurerAdapter adapter = new WebMvcConfigurerAdapter() {
            @Override
            public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
                //配置默认路径的页面
                registry.addViewController("/").setViewName("login");
                registry.addViewController("/index.html").setViewName("login");
            }
        };
        return adapter;
    }
}

6.国际化

1.编写国际化配置文件
编写不同语言的配置文件，比如login.properties、login_en_US.properties、login_zh_CN.properties等。

SpringBoot自动配置好了管理国际化资源文件的组件。

@EnableConfigurationProperties
public class MessageSourceAutoConfiguration {
    private static final Resource[] NO_RESOURCES = new Resource[0];

    public MessageSourceAutoConfiguration() {
    }

    @Bean
    @ConfigurationProperties(
        prefix = "spring.messages"
    )
    public MessageSourceProperties messageSourceProperties() {
        return new MessageSourceProperties();
    }

    @Bean
    public MessageSource messageSource(MessageSourceProperties properties) {
        ResourceBundleMessageSource messageSource = new ResourceBundleMessageSource();
        if (StringUtils.hasText(properties.getBasename())) {
            //设置国际化资源文件的基础名(去掉语言国家代码)
      
                messageSource.setBasenames(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(StringUtils.trimAllWhitespace(properties.getBasename())));
        }

        if (properties.getEncoding() != null) {
            messageSource.setDefaultEncoding(properties.getEncoding().name());
        }

        messageSource.setFallbackToSystemLocale(properties.isFallbackToSystemLocale());
        Duration cacheDuration = properties.getCacheDuration();
        if (cacheDuration != null) {
            messageSource.setCacheMillis(cacheDuration.toMillis());
        }

        messageSource.setAlwaysUseMessageFormat(properties.isAlwaysUseMessageFormat());
        messageSource.setUseCodeAsDefaultMessage(properties.isUseCodeAsDefaultMessage());
        return messageSource;
    }

原理
根据请求头带来的区域信息获取Locale进行国际化。

五、错误处理机制

1.默认的错误处理机制

浏览器，默认返回一个默认的错误页面。
其他客户端，默认响应一个json数据。

原理

在DefaultErrorAttributes中获取错误页面的信息

public class DefaultErrorAttributes implements ErrorAttributes {
 
    //获取错误页面的信息
    public Map getErrorAttributes(ServerRequest request, boolean includeStackTrace) {
        Map errorAttributes = new LinkedHashMap();
        errorAttributes.put("timestamp", new Date());
        errorAttributes.put("path", request.path());
        Throwable error = this.getError(request);
        HttpStatus errorStatus = this.determineHttpStatus(error);
        errorAttributes.put("status", errorStatus.value());
        errorAttributes.put("error", errorStatus.getReasonPhrase());
        errorAttributes.put("message", this.determineMessage(error));
        this.handleException(errorAttributes, this.determineException(error), includeStackTrace);
        return errorAttributes;
    }
}

在BasicErrorController中处理/error请求

@Controller
@RequestMapping({"${server.error.path:${error.path:/error}}"})
public class BasicErrorController extends AbstractErrorController {
   
    //产生html类型的数据，浏览器发送的请求来打这个方法处理
    @RequestMapping(
        produces = {"text/html"}
    )
    public ModelAndView errorHtml(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        HttpStatus status = this.getStatus(request);
        Map model = Collections.unmodifiableMap(this.getErrorAttributes(request, this.isIncludeStackTrace(request, MediaType.TEXT_HTML)));
        response.setStatus(status.value());
       //去哪个页面作为错误页面。包含页面地址和页面内容
        ModelAndView modelAndView = this.resolveErrorView(request, response, status, model);
        return modelAndView != null ? modelAndView : new ModelAndView("error", model);
    }

   //产生json数据，其他客户端来到这个方法处理
    @RequestMapping
    public ResponseEntity> error(HttpServletRequest request) {
        Map body = this.getErrorAttributes(request, this.isIncludeStackTrace(request, MediaType.ALL));
        HttpStatus status = this.getStatus(request);
        return new ResponseEntity(body, status);
    }
}

ErrorPageCustomizer进行错误配置

public class ErrorProperties {
    @Value("${error.path:/error}")
    private String path = "/error";
    private boolean includeException;
    private ErrorProperties.IncludeStacktrace includeStacktrace;
    private final ErrorProperties.Whitelabel whitelabel;
}

ErrorMvcAutoConfiguration生成错误页面

public class ErrorMvcAutoConfiguration {
    
    private static class StaticView implements View {
        private static final Log logger = LogFactory.getLog(ErrorMvcAutoConfiguration.StaticView.class);

        private StaticView() {
        }

        public void render(Map model, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
            if (response.isCommitted()) {
                String message = this.getMessage(model);
                logger.error(message);
            } else {
                StringBuilder builder = new StringBuilder();
                Date timestamp = (Date)model.get("timestamp");
                Object message = model.get("message");
                Object trace = model.get("trace");
                if (response.getContentType() == null) {
                    response.setContentType(this.getContentType());
                }

                builder.append("Whitelabel Error Page
").append("This application has no explicit mapping for /error, so you are seeing this as a fallback.
").append("").append(timestamp).append("
").append("There was an unexpected error (type=").append(this.htmlEscape(model.get("error"))).append(", status=").append(this.htmlEscape(model.get("status"))).append(").");
                if (message != null) {
                    builder.append("").append(this.htmlEscape(message)).append("");
                }

                if (trace != null) {
                    builder.append("").append(this.htmlEscape(trace)).append("");
                }

                builder.append("");
                response.getWriter().append(builder.toString());
            }
        }

        private String htmlEscape(Object input) {
            return input != null ? HtmlUtils.htmlEscape(input.toString()) : null;
        }

        private String getMessage(Map model) {
            Object path = model.get("path");
            String message = "Cannot render error page for request [" + path + "]";
            if (model.get("message") != null) {
                message = message + " and exception [" + model.get("message") + "]";
            }

            message = message + " as the response has already been committed.";
            message = message + " As a result, the response may have the wrong status code.";
            return message;
        }

        public String getContentType() {
            return "text/html";
        }
    }

5.DefaultErrorViewResolver解析页面

public class DefaultErrorViewResolver implements ErrorViewResolver, Ordered {
  
    public ModelAndView resolveErrorView(HttpServletRequest request, HttpStatus status, Map model) {
        ModelAndView modelAndView = this.resolve(String.valueOf(status.value()), model);
        if (modelAndView == null && SERIES_VIEWS.containsKey(status.series())) {
            modelAndView = this.resolve((String)SERIES_VIEWS.get(status.series()), model);
        }

        return modelAndView;
    }

    private ModelAndView resolve(String viewName, Map model) {
        //默认去找一个页， error/404
        String errorViewName = "error/" + viewName; 
        //模板引擎可以解析这个页面地址就要模板引擎解析
        TemplateAvailabilityProvider provider = this.templateAvailabilityProviders.getProvider(errorViewName, this.applicationContext);
        //模板引擎可用的情况下返回到errorViewName指定的视图地址
        //模板引擎不可以，就在静态资源文件夹下找对应的页面
        return provider != null ? new ModelAndView(errorViewName, model) : this.resolveResource(errorViewName, model);
    }

2.错误页面的优先级(自定义错误页面)

在模板引擎的情况下，error/状态码(将错误页面命名为错误状态码.html 放在模板引擎文件夹里面的error文件夹下)，发生此状态码的错误就会来到对应的页面；
没有模板引擎(模板引擎找不到错误页面),就在静态资源文件夹下找。
以上都没有错误页面，就是默认来到SpringBoot默认的错误提示页面。

3.如何定制错误的json数据

自定义异常处理&返回定制json数据(没有自适应效果)

@ControllerAdvice
public class MyExceptionHandler  {
    
    @ResponseBody
    @ExceptionHandler(CustomException.class)
    public Map handleException(Exception e){
        HashMap map = new HashMap<>();
        map.put("code","错误信息");
        map.put("message",e.getMessage());
        return map;
    }
}

2.转发到/error进行自适应响应效果处理。

@ControllerAdvice
public class MyExceptionHandler  {

    @ResponseBody
    @ExceptionHandler(CustomException.class)
    public String handleException(Exception e, HttpServletRequest request){
        HashMap map = new HashMap<>();
        //传入我们自己的错误状态码，否则就不会进入定制错误页面的解析流程
        request.setAttribute("java.servlet.error.status_code","500");
        map.put("code","错误信息");
        map.put("message",e.getMessage());
        //转发到/error
        return "forward:/error";
    }
}

4.将定制的数据发送出去

出现错误之后，回来到/error请求，会被BasicErrorController处理，响应出去可以获取的数据是由getErrorAttributes得到的。

编写一个ErrorController的实现类(或者是编写AbstractErrorController的子类)，放到容器中。
页面上能用的数据，或者是json返回能用的数据都是通过errorAttributes.getErrorAttributes得到；容器中DefaultErrorAttributes.getErrorAttributes()默认进行数据处理.

//给容器中加入自定义的ErrorAttributes
@Component
public class MyErrorAttributes extends DefaultErrorAttributes {

    @Override
    public Map getErrorAttributes(WebRequest webRequest, boolean includeStackTrace) {
        //获取ErrorAttributes的map
        Map map = super.getErrorAttributes(webRequest, includeStackTrace);
        //加入自己属性字段
        map.put("name","desperado");
        return map;
    }
}

六、配置嵌入式Servlet容器

SpringBoot默认使用Tomcat作为内嵌的Servlet容器

image.png

1.修改Servlet容器的配置

在配置文件application文件中修改和server有关的配置。

server.port=8081
server.context_path=/crud
server.tomcat.uri-encoding=utf-8

2. 定制Servlet容器的相关配置

编写一个EmbeddedServletContainerCustomizer(2.x中使用WebServerFactoryCustomizer)，来修改Servlet容器的配置。

@Bean
    public WebServerFactoryCustomizer webServerFactoryCustomizer(){
        return new WebServerFactoryCustomizer(){
            @Override
            public void customize(ConfigurableWebServerFactory factory) {
                 factory.setPort(8081);
            }
        };
    }

3.注册Servlet三大组件

由于SpringBoot是默认以jar包的方式启动内嵌的Servlet容器来启动SpringBoot的web应用，没有web.xml文件。所以注册Servlet、Filter、Listener的方式也不同

1. 注入Servlet

    @Bean
    public ServletRegistrationBean myServlet(){
        ServletRegistrationBean registrationBean = 
                new ServletRegistrationBean<>(new MyServlet(), "/myServlet");
        return registrationBean;
    }

2. 注入Filter

    @Bean
    public FilterRegistrationBean myFilter(){
        FilterRegistrationBean registrationBean = new FilterRegistrationBean<>();
        registrationBean.setFilter(new MyFilter());
        registrationBean.setUrlPatterns(Arrays.asList("/hello","/myServlet"));
        return registrationBean;
    }

3. 注入Listener

    @Bean
    public ServletListenerRegistrationBean myListener(){
        ServletListenerRegistrationBean registrationBean =
                new ServletListenerRegistrationBean<>(new MyListener());
        return registrationBean;
    }

4.替换为其他嵌入式Servlet容器

替换为其他的Servlet非常简单，只需要在pom中引入其依赖，然后排除tomcat的依赖即可.

      
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
            
                
                    org.springframework.boot
                    spring-boot-starter-tomcat
                
            
        

        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-jetty

5. 嵌入式Servlet容器自动配置原理

EmbeddedServletContainerAutoConfiguration(2.x对应ServletWebServerFactoryConfiguration)：嵌入式容器的自动配置

@Configuration
class ServletWebServerFactoryConfiguration {
    ServletWebServerFactoryConfiguration() {
    }

    @Configuration
    @ConditionalOnClass({Servlet.class, Undertow.class, SslClientAuthMode.class})
    @ConditionalOnMissingBean(
        value = {ServletWebServerFactory.class},
        search = SearchStrategy.CURRENT
    )
    public static class EmbeddedUndertow {
        public EmbeddedUndertow() {
        }

        @Bean
        public UndertowServletWebServerFactory undertowServletWebServerFactory() {
            return new UndertowServletWebServerFactory();
        }
    }

    @Configuration
    @ConditionalOnClass({Servlet.class, Server.class, Loader.class, WebAppContext.class})
    @ConditionalOnMissingBean(
        value = {ServletWebServerFactory.class},
        search = SearchStrategy.CURRENT
    )
    public static class EmbeddedJetty {
        public EmbeddedJetty() {
        }

        @Bean
        public JettyServletWebServerFactory JettyServletWebServerFactory() {
            return new JettyServletWebServerFactory();
        }
    }

    @Configuration
   //判断当前是否引入了tomcat依赖
    @ConditionalOnClass({Servlet.class, Tomcat.class, UpgradeProtocol.class}) 
    ///判断当前容器没有用户自己定义ServletWebServerFactory：
    //嵌入式的Servlet容器工厂；作用：创建嵌入式的Servlet容器

    @ConditionalOnMissingBean(
        value = {ServletWebServerFactory.class},
        search = SearchStrategy.CURRENT
    )
    public static class EmbeddedTomcat {
        public EmbeddedTomcat() {
        }

        @Bean
        public TomcatServletWebServerFactory tomcatServletWebServerFactory() {
            return new TomcatServletWebServerFactory();
        }
    }
}

嵌入式Servlet容器工厂

image.png

嵌入式的Servlet容器

image.png

4.以tomcat为例

public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
        Tomcat tomcat = new Tomcat();
        File baseDir = this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory : this.createTempDir("tomcat");
        tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
        Connector connector = new Connector(this.protocol);
        tomcat.getService().addConnector(connector);
        this.customizeConnector(connector);
        tomcat.setConnector(connector);
        tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
        this.configureEngine(tomcat.getEngine());
        Iterator var5 = this.additionalTomcatConnectors.iterator();

        while(var5.hasNext()) {
            Connector additionalConnector = (Connector)var5.next();
            tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
        }

        this.prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
        return thisb.getTomcatWebServer(tomcat);
    }

容器中导入 WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor


public class WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor, BeanFactoryAware {
  
     //初始化之前   
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        //如果当前初始化的是一个WebServerFactory类型的组件
        if (bean instanceof WebServerFactory) {
            this.postProcessBeforeInitialization((WebServerFactory)bean);
        }

        return bean;
    }

    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        return bean;
    }

    private void postProcessBeforeInitialization(WebServerFactory webServerFactory) {
       //  获取所有的定制器，调用每一个定制器的customize方法来给servlet容器进行属性赋值
        ((Callbacks)LambdaSafe.callbacks(WebServerFactoryCustomizer.class, this.getCustomizers(), webServerFactory, new Object[0]).withLogger(WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor.class)).invoke((customizer) -> {
            customizer.customize(webServerFactory);
        });
    }

    private Collection> getCustomizers() {
        if (this.customizers == null) {
            // 定制Servlet容器，给容器中可以添加一个WebServerFactoryCustomizer类型的组件
            this.customizers = new ArrayList(this.getWebServerFactoryCustomizerBeans());
            this.customizers.sort(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);
            this.customizers = Collections.unmodifiableList(this.customizers);
        }

        return this.customizers;
    }

    private Collection> getWebServerFactoryCustomizerBeans() {
      //从容器中获取所有这个类型的组件：WebServerFactoryCustomizer
        return this.beanFactory.getBeansOfType(WebServerFactoryCustomizer.class, false, false).values();
    }
}

总结

SpringBoot根据导入的依赖情况，给容器中添加相应的WebServerFactory【TomcatServletWebServerFactory】。
容器中某个组件要创建对象就会使用WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor后置处理器，只要是嵌入式的Servlet工厂，后置处理器就会进行处理。
后置处理器从容器中获取所有的WebServerFactoryCustomizer，调用定制器的定制方法

6.嵌入式Servlet容器启动过程

SpringBoot启动运行run方法。
调用refreshContext(context);刷新IOC容器【创建IOC容器，并初始化容器，创建容器中的每一个组件】；如果是web应用创建AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，如果是reactive应用创建AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext，否则创建AnnotationConfigApplicationContext。

 protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
        Class contextClass = this.applicationContextClass;
        if (contextClass == null) {
            try {
                switch(this.webApplicationType) {
                case SERVLET:
                    contextClass = Class.forName("org.springframework.boot.web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext");
                    break;
                case REACTIVE:
                    contextClass = Class.forName("org.springframework.boot.web.reactive.context.AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext");
                    break;
                default:
                    contextClass = Class.forName("org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext");
                }
            } catch (ClassNotFoundException var3) {
                throw new IllegalStateException("Unable create a default ApplicationContext, please specify an ApplicationContextClass", var3);
            }
        }

        return (ConfigurableApplicationContext)BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
    }

调用refresh(context);刷新上面创建好的IOC容器

 public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        Object var1 = this.startupShutdownMonitor;
        synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
            //准备刷新的context
            this.prepareRefresh();
            //调用子类去刷新内部的实例工厂
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();
            //准备在这个context中要使用的实例工厂
            this.prepareBeanFactory(beanFactory);

            try {
                
                // 允许在上下文子类中对bean工厂进行后置处理。
                this.postProcessBeanFactory(beanFactory);
                //在context中调用注册为bean的工厂处理器。
                this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
                //注册拦截bean创建的bean处理器。      
                this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);
                //初始化此context的消息源
                this.initMessageSource();
                //初始化此上下文的事件多播器。
                this.initApplicationEventMulticaster();
                //在特定的context子类中初始化其他特殊bean。
                this.onRefresh();
                // 检查监听器bean并注册它们。
                this.registerListeners();
                // 实例化所有剩余（非延迟初始化）单例。
                this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
                //最后一步：发布相应的事件。
                this.finishRefresh();
            } catch (BeansException var9) {
                if (this.logger.isWarnEnabled()) {
                    this.logger.warn("Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: " + var9);
                }

                //摧毁已经创建的单例以避免占用资源。
                this.destroyBeans();
                //重置 ‘active’ 标志
                this.cancelRefresh(var9); 
                //Propagate exception to caller.
                throw var9;
            } finally {
              //从我们开始，重置Spring核心中的常见内省缓存
              //可能不再需要单例bean的元数据了...
                this.resetCommonCaches();
            }

        }
    }

调用onRefresh();web的IOC容器重写了onRefresh方法。
Web IOC容器创建嵌入式的Servlet容器。

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();
    }

获取嵌入式的Servlet容器工厂： ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();从IOC容器中获取ServletWebServerFactory组件；
使用容器工厂获取嵌入式的Servlet容器：his.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()})；

public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
        Tomcat tomcat = new Tomcat();
        File baseDir = this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory : this.createTempDir("tomcat");
        tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
        Connector connector = new Connector(this.protocol);
        tomcat.getService().addConnector(connector);
        this.customizeConnector(connector);
        tomcat.setConnector(connector);
        tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
        this.configureEngine(tomcat.getEngine());
        Iterator var5 = this.additionalTomcatConnectors.iterator();

        while(var5.hasNext()) {
            Connector additionalConnector = (Connector)var5.next();
            tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
        }

        this.prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
        return this.getTomcatWebServer(tomcat);
    }

嵌入式的Servlet容器创建并启动Servlet容器。

9.先启动嵌入式的Servlet容器，再将IOC容器中剩余的没有创建出来的对象获取出来、IOC容器启动就会创建嵌入式的Servlet容器。

7.使用外置的Servlet容器

1. 嵌入式Servlet容器优缺点

优点：简单、便捷。
缺点：默认不支持JSP，优化定制比较复杂。

2.使用外部Servlet容器步骤

必须创建一个war项目。
将嵌入式的Tomcat指定为provided。


    org.springframework.boot
    spring‐boot‐starter‐tomcat
    provided

必须编写一个SpringBootServletInitializer的子类，并调用configure方法。

public class ServletInitializer extends SpringBootServletInitializer {
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder application) {
        //传入SpringBoot应用的主程序
        return application.sources(SpringBoot04WebJspApplication.class);
  }
}

启动服务器就可以了。

3.原理与规则

原理
启动服务器，服务器启动SpringBoot应用[SpringBootServletInitializer],启动IOC容器。

规则

服务器启动会创建当前web应用里面每一个jar包里面的ServletContainerInitializer实例。
ServletContainerInitializer的实现放在jar包的META-INF/services文件下，有一个名为javax.servlet.ServletContainerInitializer的文件，内容就是ServletContainerInitializer实现类的全类名。
还可以使用@HandlerType，在启动应用时加载指定的类。

4. 启动流程

启动tomcat。
加载spring-web包下META-INF/services下面的javax.servlet.ServletContainerInitializer文件。

image.png

SpringServletContainerInitializer将@HandlerType标注的所有这个类型的类都传入搭配onStartup方法的Set中，为这些WebApplicationInitializer类型的类创建实例。

@HandlesTypes({WebApplicationInitializer.class})
public class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {
    public SpringServletContainerInitializer() {
    }

    public void onStartup(@Nullable Set> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext) throws ServletException {
        List initializers = new LinkedList();
        Iterator var4;
        if (webAppInitializerClasses != null) {
            var4 = webAppInitializerClasses.iterator();

            while(var4.hasNext()) {
                Class waiClass = (Class)var4.next();
                if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) && WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {
                    try {
                        initializers.add((WebApplicationInitializer)ReflectionUtils.accessibleConstructor(waiClass, new Class[0]).newInstance());
                    } catch (Throwable var7) {
                        throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", var7);
                    }
                }
            }
        }

        if (initializers.isEmpty()) {
            servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");
        } else {
            servletContext.log(initializers.size() + " Spring WebApplicationInitializers detected on classpath");
            AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);
            var4 = initializers.iterator();

            while(var4.hasNext()) {
                WebApplicationInitializer initializer = (WebApplicationInitializer)var4.next();
                initializer.onStartup(servletContext);
            }

        }
    }
}

每个WebApplicationInitializer到调用自己的onStartup()方法。

image.png

相当于SpringBootServletInitializer的类会被创建对象，并执行onStartup()方法。
SpringBootServletInitializer实例执行onStartup的时候会crateRootApplicationContext创建容器。

protected WebApplicationContext createRootApplicationContext(ServletContext servletContext) {
        // 1.创建SpringApplicationBuilder
        SpringApplicationBuilder builder = this.createSpringApplicationBuilder();
        builder.main(this.getClass());
        ApplicationContext parent = this.getExistingRootWebApplicationContext(servletContext);
        if (parent != null) {
            this.logger.info("Root context already created (using as parent).");
            servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, (Object)null);
            builder.initializers(new ApplicationContextInitializer[]{new ParentContextApplicationContextInitializer(parent)});
        }

        builder.initializers(new ApplicationContextInitializer[]{new ServletContextApplicationContextInitializer(servletContext)});
        builder.contextClass(AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext.class);
        // 2.调用configure方法，子类重新了这个方法，将SpringBoot的主程序类传入
        builder = this.configure(builder);
        builder.listeners(new ApplicationListener[]{new SpringBootServletInitializer.WebEnvironmentPropertySourceInitializer(servletContext)});
        // 3.使用builder创建一个Spring应用
        SpringApplication application = builder.build();
        if (application.getAllSources().isEmpty() && AnnotationUtils.findAnnotation(this.getClass(), Configuration.class) != null) {
            application.addPrimarySources(Collections.singleton(this.getClass()));
        }

        Assert.state(!application.getAllSources().isEmpty(), "No SpringApplication sources have been defined. Either override the configure method or add an @Configuration annotation");
        //确保错误页被注册
        if (this.registerErrorPageFilter) {
            application.addPrimarySources(Collections.singleton(ErrorPageFilterConfiguration.class));
        }
        // 4. q启动Spring应用
        return this.run(application);
    }

Spring的应用启动并且创建IOC容器。
先启动Servlet容器，再启动SpringBoot应用。

关于SpringBoot的自动配置和启动过程

一、简介

1.传统J2EE开发的缺点

2.SpringBoot的优点

3.SpringBoot helloworld说明

1.starters

2.入口类和@SpringBootApplication

3.自动配置

二、SpringBoot配置

1.配置文件

2.配置文件值注入

3.配置文件占位符

4.profile

1.多profile文件形式

2.多profile文档块模式

3.激活方式

5.配置文件加载位置

6.外部配置加载顺序

7.自动配置原理

1.SpringBoot启动的时候加载主配置类，开启了自动配置功能@EnableAutoConfiguration

2.@EnableAutoConfiguration作用

3.@Conditional派生注解

三、SpringBoot与日志

1.日志框架

四、Web开发

1.SpringBoot对静态资源的映射规则

2.SpringMVC自动配置

1.SpringMVC auto-configuration

2.扩展SpringMVC

3.全面接管SpringMVC

4.修改默认配置

5.默认访问首页

6.国际化

五、错误处理机制

1.默认的错误处理机制

Whitelabel Error Page

2.错误页面的优先级(自定义错误页面)

3.如何定制错误的json数据

4.将定制的数据发送出去

六、配置嵌入式Servlet容器

1.修改Servlet容器的配置

2. 定制Servlet容器的相关配置

3.注册Servlet三大组件

1. 注入Servlet

2. 注入Filter

3. 注入Listener

4.替换为其他嵌入式Servlet容器

5. 嵌入式Servlet容器自动配置原理

6.嵌入式Servlet容器启动过程

7.使用外置的Servlet容器

1. 嵌入式Servlet容器优缺点

2.使用外部Servlet容器步骤

3.原理与规则

4. 启动流程

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