SpringBoot启动原理 & 内嵌tomcat和外置tomcat启动分析

SpringBoot 是如何通过jar包启动的

得益于SpringBoot的封装，我们可以只通过jar -jar一行命令便启动一个web项目。再也不用操心搭建tomcat等相关web容器。那么，你是否探究过SpringBoot是如何达到这一操作的呢？只有了解了底层实现原理，才能更好的掌握该项技术带来的好处以及性能调优。本篇文章带大家聊一探究竟。

java -jar做了什么

先要弄清楚java -jar命令做了什么，在oracle官网找到了该命令的描述：

If the -jar option is specified, its argument is the name of the JAR file containing class and resource files for the application. The startup class must be indicated by the Main-Class manifest header in its source code.

使用-jar参数时，后面的参数是的jar文件名(本例中是springbootstarterdemo-0.0.1-SNAPSHOT.jar)；
该jar文件中包含的是class和资源文件；
在manifest文件中有Main-Class的定义；
Main-Class的源码中指定了整个应用的启动类；(in its source code) .

小结一下：
java -jar会去找jar中的manifest文件，在那里面找到真正的启动类。

疑惑出现

在MANIFEST.MF文件中有这么一行内容：

Start-Class: com.test.Application

前面的java官方文档中，只提到过Main-Class ，并没有提到Start-Class；

Start-Class的值是com.test.Application，这是我们的java代码中的唯一类，也只真正的应用启动类；
所以问题就来了：理论上看，执行java -jar命令时JarLauncher类会被执行，但实际上是com.test.Application被执行了，这其中发生了什么呢？为什么要这么做呢？

Java没有提供任何标准的方式来加载嵌套的jar文件（即，它们本身包含在jar中的jar文件）。

Jar包的打包插件及核心方法

Spring Boot项目的pom.xml文件中默认使用如下插件进行打包：

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

执行maven clean package之后，会生成两个文件：

spring-learn-0.0.1-SNAPSHOT.jar
spring-learn-0.0.1-SNAPSHOT.jar.original

spring-boot-maven-plugin项目存在于spring-boot-tools目录中。spring-boot-maven-plugin默认有5个goals：repackage、run、start、stop、build-info。在打包的时候默认使用的是repackage。

spring-boot-maven-plugin的repackage能够将mvn package生成的软件包，再次打包为可执行的软件包，并将mvn package生成的软件包重命名为*.original。

spring-boot-maven-plugin的repackage在代码层面调用了RepackageMojo的execute方法，而在该方法中又调用了repackage方法。repackage方法代码及操作解析如下：

private void repackage() throws MojoExecutionException {
   // maven生成的jar，最终的命名将加上.original后缀
   Artifact source = getSourceArtifact();
   // 最终为可执行jar，即fat jar
   File target = getTargetFile();
   // 获取重新打包器，将maven生成的jar重新打包成可执行jar
   Repackager repackager = getRepackager(source.getFile());
   // 查找并过滤项目运行时依赖的jar
   Set<Artifact> artifacts = filterDependencies(this.project.getArtifacts(),
         getFilters(getAdditionalFilters()));
   // 将artifacts转换成libraries
   Libraries libraries = new ArtifactsLibraries(artifacts, this.requiresUnpack,
         getLog());
   try {
      // 获得Spring Boot启动脚本
      LaunchScript launchScript = getLaunchScript();
      // 执行重新打包，生成fat jar
      repackager.repackage(target, libraries, launchScript);
   }catch (IOException ex) {
      throw new MojoExecutionException(ex.getMessage(), ex);
   }
   // 将maven生成的jar更新成.original文件
   updateArtifact(source, target, repackager.getBackupFile());
}

执行以上命令之后，便生成了打包结果对应的两个文件。下面针对文件的内容和结构进行一探究竟。

jar包目录结构

首先来看看jar的目录结构，都包含哪些目录和文件，解压jar包可以看到如下结构：

spring-boot-learn-0.0.1-SNAPSHOT
├── META-INF
│   └── MANIFEST.MF
├── BOOT-INF
│   ├── classes
│   │   └── 应用程序类
│   └── lib
│       └── 第三方依赖jar
└── org
    └── springframework
        └── boot
            └── loader
                └── springboot启动程序

META-INF内容

在上述目录结构中，META-INF记录了相关jar包的基础信息，包括入口程序等。

Manifest-Version: 1.0
Implementation-Title: spring-learn
Implementation-Version: 0.0.1-SNAPSHOT
Start-Class: com.tulingxueyuan.Application
Spring-Boot-Classes: BOOT-INF/classes/
Spring-Boot-Lib: BOOT-INF/lib/
Build-Jdk-Spec: 1.8
Spring-Boot-Version: 2.1.5.RELEASE
Created-By: Maven Archiver 3.4.0
Main-Class: org.springframework.boot.loader.JarLauncher

可以看到有Main-Class是org.springframework.boot.loader.JarLauncher ，这个是jar启动的Main函数。
还有一个Start-Class是com.tulingxueyuan.Application，这个是我们应用自己的Main函数。

Archive的概念

在继续了解底层概念和原理之前，我们先来了解一下Archive的概念：

• archive即归档文件，这个概念在linux下比较常见。
• 通常就是一个tar/zip格式的压缩包。
• jar是zip格式。

SpringBoot抽象了Archive的概念，一个Archive可以是jar（JarFileArchive），可以是一个文件目录（ExplodedArchive），可以抽象为统一访问资源的逻辑层。关于Spring Boot中Archive的源码如下：

public interface Archive extends Iterable<Archive.Entry> {
    // 获取该归档的url
    URL getUrl() throws MalformedURLException;
    // 获取jar!/META-INF/MANIFEST.MF或[ArchiveDir]/META-INF/MANIFEST.MF
    Manifest getManifest() throws IOException;
    // 获取jar!/BOOT-INF/lib/*.jar或[ArchiveDir]/BOOT-INF/lib/*.jar
    List<Archive> getNestedArchives(EntryFilter filter) throws IOException;
}

SpringBoot定义了一个接口用于描述资源，也就是org.springframework.boot.loader.archive.Archive。该接口有两个实现，分别是org.springframework.boot.loader.archive.ExplodedArchive和org.springframework.boot.loader.archive.JarFileArchive。前者用于在文件夹目录下寻找资源，后者用于在jar包环境下寻找资源。而在SpringBoot打包的fatJar中，则是使用后者。

JarFile：对jar包的封装，每个JarFileArchive都会对应一个JarFile。JarFile被构造的时候会解析内部结构，去获取jar包里的各个文件或文件夹，这些文件或文件夹会被封装到Entry中，也存储在JarFileArchive中。如果Entry是个jar，会解析成JarFileArchive。
比如一个JarFileArchive对应的URL为：

jar:file:/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/

它对应的JarFile为：

/Users/format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar

这个JarFile有很多Entry，比如：

META-INF/
META-INF/MANIFEST.MF
spring/
spring/study/
....
spring/study/executablejar/ExecutableJarApplication.class
lib/spring-boot-starter-1.3.5.RELEASE.jar
lib/spring-boot-1.3.5.RELEASE.jar
...

JarFileArchive内部的一些依赖jar对应的URL(SpringBoot使用org.springframework.boot.loader.jar.Handler处理器来处理这些URL)：

jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-starter-web-1.3.5.RELEASE.jar!/

jar:file:/Users/Format/Develop/gitrepository/springboot-analysis/springboot-executable-jar/target/executable-jar-1.0-SNAPSHOT.jar!/lib/spring-boot-loader-1.3.5.RELEASE.ja

我们看到如果有jar包中包含jar，或者jar包中包含jar包里面的class文件，那么会使用 !/ 分隔开，这种方式只有org.springframework.boot.loader.jar.Handler能处理，它是SpringBoot内部扩展出来的一种URL协议。

JarLauncher

从MANIFEST.MF可以看到Main函数是JarLauncher，下面来分析它的工作流程。JarLauncher类的继承结构是：

Launcher for JAR based archives. This launcher assumes that dependency jars are included inside a /BOOT-INF/lib directory and that application classes are included inside a /BOOT-INF/classes directory.

按照定义，JarLauncher可以加载内部/BOOT-INF/lib下的jar及/BOOT-INF/classes下的应用class，其实JarLauncher实现很简单：

public class JarLauncher extends ExecutableArchiveLauncher {
    public JarLauncher() {}
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new JarLauncher().launch(args);
    }
}

其主入口新建了JarLauncher并调用父类Launcher中的launch方法启动程序。在创建JarLauncher时，父类ExecutableArchiveLauncher找到自己所在的jar，并创建archive。
JarLauncher继承于org.springframework.boot.loader.ExecutableArchiveLauncher。该类的无参构造方法最主要的功能就是构建了当前main方法所在的FatJar的JarFileArchive对象。下面来看launch方法。该方法主要是做了2个事情：
（1）以FatJar为file作为入参，构造JarFileArchive对象。获取其中所有的资源目标，取得其Url，将这些URL作为参数，构建了一个URLClassLoader。
（2）以第一步构建的ClassLoader加载MANIFEST.MF文件中Start-Class指向的业务类，并且执行静态方法main。进而启动整个程序。

public abstract class ExecutableArchiveLauncher extends Launcher {
    private final Archive archive;
    public ExecutableArchiveLauncher() {
        try {
            // 找到自己所在的jar，并创建Archive
            this.archive = createArchive();
        }
        catch (Exception ex) {
            throw new IllegalStateException(ex);
        }
    }
}
 
 
public abstract class Launcher {
    protected final Archive createArchive() throws Exception {
        ProtectionDomain protectionDomain = getClass().getProtectionDomain();
        CodeSource codeSource = protectionDomain.getCodeSource();
        URI location = (codeSource == null ? null : codeSource.getLocation().toURI());
        String path = (location == null ? null : location.getSchemeSpecificPart());
        if (path == null) {
            throw new IllegalStateException("Unable to determine code source archive");
        }
        File root = new File(path);
        if (!root.exists()) {
            throw new IllegalStateException(
                    "Unable to determine code source archive from " + root);
        }
        return (root.isDirectory() ? new ExplodedArchive(root)
                : new JarFileArchive(root));
    }
}

在Launcher的launch方法中，通过以上archive的getNestedArchives方法找到/BOOT-INF/lib下所有jar及/BOOT-INF/classes目录所对应的archive，通过这些archives的url生成LaunchedURLClassLoader，并将其设置为线程上下文类加载器，启动应用。
至此，才执行我们应用程序主入口类的main方法，所有应用程序类文件均可通过/BOOT-INF/classes加载，所有依赖的第三方jar均可通过/BOOT-INF/lib加载。

URLStreamHandler

java中描述资源常使用URL。而URL有一个方法用于打开链接java.net.URL#openConnection()。由于URL用于表达各种各样的资源，打开资源的具体动作由java.net.URLStreamHandler这个类的子类来完成。根据不同的协议，会有不同的handler实现。而JDK内置了相当多的handler实现用于应对不同的协议。比如jar、file、http等等。URL内部有一个静态HashTable属性，用于保存已经被发现的协议和handler实例的映射。
获得URLStreamHandler有三种方法：

（1）实现URLStreamHandlerFactory接口，通过方法URL.setURLStreamHandlerFactory设置。该属性是一个静态属性，且只能被设置一次。

（2）直接提供URLStreamHandler的子类，作为URL的构造方法的入参之一。但是在JVM中有固定的规范要求：
子类的类名必须是Handler，同时最后一级的包名必须是协议的名称。比如自定义了Http的协议实现，则类名必然为xx.http.Handler；
JVM启动的时候，需要设置java.protocol.handler.pkgs系统属性，如果有多个实现类，那么中间用|隔开。因为JVM在尝试寻找Handler时，会从这个属性中获取包名前缀，最终使用包名前缀.协议名.Handler，使用Class.forName方法尝试初始化类，如果初始化成功，则会使用该类的实现作为协议实现。
为了实现这个目标，SpringBoot首先从支持jar in jar中内容读取做了定制，也就是支持多个!/分隔符的url路径。SpringBoot定制了以下两个方面：

（1）实现了一个java.net.URLStreamHandler的子类org.springframework.boot.loader.jar.Handler。该Handler支持识别多个!/分隔符，并且正确的打开URLConnection。打开的Connection是SpringBoot定制的org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection实现。
（2）实现了一个java.net.JarURLConnection的子类org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection。该链接支持多个!/分隔符，并且自己实现了在这种情况下获取InputStream的方法。而为了能够在org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection正确获取输入流，SpringBoot自定义了一套读取ZipFile的工具类和方法。这部分和ZIP压缩算法规范紧密相连，就不拓展了。

Spring Boot的Jar应用启动流程总结

总结一下Spring Boot应用的启动流程：
（1）Spring Boot应用打包之后，生成一个Fat jar，包含了应用依赖的jar包和Spring Boot loader相关的类。
（2）Fat jar的启动Main函数是JarLauncher，它负责创建一个LaunchedURLClassLoader来加载/lib下面的jar，并以一个新线程启动应用的Main函数。
那么，ClassLoader是如何读取到Resource，它又需要哪些能力？查找资源和读取资源的能力。对应的API：
public URL findResource(String name)

public URL findResource(String name)
public InputStream getResourceAsStream(String name)

SpringBoot构造LaunchedURLClassLoader时，传递了一个URL[]数组。数组里是lib目录下面的jar的URL。
对于一个URL，JDK或者ClassLoader如何知道怎么读取到里面的内容的？流程如下：

• LaunchedURLClassLoader.loadClass
• URL.getContent()
• URL.openConnection()
• Handler.openConnection(URL)

最终调用的是JarURLConnection的getInputStream()函数。

/org.springframework.boot.loader.jar.JarURLConnection
 @Override
public InputStream getInputStream() throws IOException {
   connect();
   if (this.jarEntryName.isEmpty()) {
     throw new IOException("no entry name specified");
   }
   return this.jarEntryData.getInputStream();
 }

从一个URL，到最终读取到URL里的内容，整个过程是比较复杂的，总结下：

• Spring boot注册了一个Handler来处理”jar:”这种协议的URL。
• Spring boot扩展了JarFile和JarURLConnection，内部处理jar in jar的情况。
• 在处理多重jar in jar的URL时，Spring Boot会循环处理，并缓存已经加载到的JarFile。
• 对于多重jar in jar，实际上是解压到了临时目录来处理，可以参考JarFileArchive里的代码。
• 在获取URL的InputStream时，最终获取到的是JarFile里的JarEntryData。

细节很多，上面只列出比较重要的步骤。最后，URLClassLoader是如何getResource的呢？URLClassLoader在构造时，有URL[]数组参数，它内部会用这个数组来构造一个URLClassPath:
URLClassPath ucp = new URLClassPath(urls);

在URLClassPath内部会为这些URLS都构造一个Loader，然后在getResource时，会从这些Loader里一个个去尝试获取。如果获取成功的话，就像下面那样包装为一个Resource。

Resource getResource(final String name, boolean check) {
    final URL url;
    try {
        url = new URL(base, ParseUtil.encodePath(name, false));
    } catch (MalformedURLException e) {
        throw new IllegalArgumentException("name");
    }
    final URLConnection uc;
    try {
        if (check) {
            URLClassPath.check(url);
        }
        uc = url.openConnection();
        InputStream in = uc.getInputStream();
        if (uc instanceof JarURLConnection) {
            /* Need to remember the jar file so it can be closed
             * in a hurry.
             */
            JarURLConnection juc = (JarURLConnection)uc;
            jarfile = JarLoader.checkJar(juc.getJarFile());
        }
    } catch (Exception e) {
        return null;
    }
    return new Resource() {
        public String getName() { return name; }
        public URL getURL() { return url; }
        public URL getCodeSourceURL() { return base; }
        public InputStream getInputStream() throws IOException {
            return uc.getInputStream();
        }
        public int getContentLength() throws IOException {
            return uc.getContentLength();
        }
    };
}
            JarURLConnection juc = (JarURLConnection)uc;

从代码里可以看到，实际上是调用了url.openConnection()。这样完整的链条就可以连接起来了。

总结

JarLauncher通过加载BOOT-INF/classes目录及BOOT-INF/lib目录下jar文件，实现了fat jar的启动。
SpringBoot通过扩展JarFile、JarURLConnection及URLStreamHandler，实现了jar in jar中资源的加载。
SpringBoot通过扩展URLClassLoader–LauncherURLClassLoader，实现了jar in jar中class文件的加载。

WarLauncher通过加载WEB-INF/classes目录及WEB-INF/lib和WEB-INF/lib-provided目录下的jar文件，实现了war文件的直接启动及web容器中的启动。

SpringBoot是如何启动Spring容器源码：

SpringBoot 事件监听器发布顺序：

1.ApplicationStartingEvent在运行开始时发送，但在进行任何处理之前（侦听器和初始化程序的注册除外）发送。

2.在创建上下文之前，将发送ApplicationEnvironmentPreparedEvent。

3.准备ApplicationContext并调用ApplicationContextInitializers之后，将发送ApplicationContextInitializedEvent。

4.读取完配置类后发送ApplicationPreparedEvent。

5.在刷新上下文之后但在调用任何应用程序和命令行运行程序之前，将发送ApplicationStartedEvent。

6.紧随其后发送带有LivenessState.CORRECT的AvailabilityChangeEvent，以指示该应用程序被视为处于活动状态。

7.在调用任何应用程序和命令行运行程序之后，将发送ApplicationReadyEvent。

8.紧随其后发送ReadabilityState.ACCEPTING_TRAFFIC的AvailabilityChangeEvent，以指示应用程序已准备就绪，可以处理请求。

如果启动时发生异常，则发送ApplicationFailedEvent。

1、调用SpringApplication.run启动springboot应用

SpringApplication.run(Application.class, args);

2、使用自定义SpringApplication进行启动

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

1. 创建SpringApplication

• new SpringApplication(primarySources)

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class<?>... primarySources) {
   this.resourceLoader = resourceLoader;
   Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null");
   // 将启动类放入primarySources 
   this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources));
   // 根据classpath 下的类，推算当前web应用类型(webFlux, servlet)
   this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
   // 就是去spring.factories 中去获取所有key:org.springframework.context.ApplicationContextInitializer
   setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));
   //就是去spring.factories 中去获取所有key: org.springframework.context.ApplicationListener
   setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
   // 根据main方法推算出mainApplicationClass 
   this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass();
}

• org.springframework.context.ApplicationContextInitializer
  
• org.springframework.context.ApplicationListener
  

总结：

1、获取启动类:根据启动类加载ioc容器
2、获取web应用类型
3、spring.factories读取了对外扩展的ApplicationContextInitializer ,ApplicationListener 对外扩展， 对类解耦（比如全局配置文件、热部署插件）
4、根据main推算出所在的类

就是去初始化了一些信息

2. 启动

1、run
启动springboot最核心的逻辑

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
    // 用来记录当前springboot启动耗时
   StopWatch stopWatch = new StopWatch();
   // 就是记录了启动开始时间
   stopWatch.start();
   // 它是任何spring上下文的接口， 所以可以接收任何ApplicationContext实现
   ConfigurableApplicationContext context = null;
   Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();
   // 开启了Headless模式：
   configureHeadlessProperty();
   // 去spring.factroies中读取了SpringApplicationRunListener 的组件，  就是用来发布事件或者运行监听器
   SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
   // 发布1.ApplicationStartingEvent事件，在运行开始时发送
   listeners.starting();
   try {
       // 根据命令行参数 实例化一个ApplicationArguments 
      ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
      // 预初始化环境： 读取环境变量，读取配置文件信息（基于监听器）
      ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments);
      // 忽略beaninfo的bean
      configureIgnoreBeanInfo(environment);
      // 打印Banner 横幅
      Banner printedBanner = printBanner(environment);
      // 根据webApplicationType创建Spring上下文  
      context = createApplicationContext();
      exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,
            new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);
      //预初始化spring上下文
      prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
      // 加载spring ioc 容器   **相当重要   由于是使用AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 启动的spring容器所以springboot对它做了扩展：
      //  加载自动配置类：invokeBeanFactoryPostProcessors ，  创建servlet容器onRefresh
      refreshContext(context);
      afterRefresh(context, applicationArguments);
      stopWatch.stop();
      if (this.logStartupInfo) {
         new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
      }
      listeners.started(context);
      callRunners(context, applicationArguments);
   }
   catch (Throwable ex) {
      handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);
      throw new IllegalStateException(ex);
   }

   try {
      listeners.running(context);
   }
   catch (Throwable ex) {
      handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);
      throw new IllegalStateException(ex);
   }
   return context;
}

2、prepareEnvironment

private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners,
      ApplicationArguments applicationArguments) {
   // 根据webApplicationType 创建Environment  创建就会读取： java环境变量和系统环境变量
   ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();
   // 将命令行参数读取环境变量中
   configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());
   // 将@PropertieSource的配置信息 放在第一位， 因为读取配置文件@PropertieSource优先级是最低的
   ConfigurationPropertySources.attach(environment);
   // 发布了ApplicationEnvironmentPreparedEvent 的监听器  读取了全局配置文件
   listeners.environmentPrepared(environment);
   // 将所有spring.main 开头的配置信息绑定SpringApplication
   bindToSpringApplication(environment);
   if (!this.isCustomEnvironment) {
      environment = new EnvironmentConverter(getClassLoader()).convertEnvironmentIfNecessary(environment,
            deduceEnvironmentClass());
   }
   //更新PropertySources
   ConfigurationPropertySources.attach(environment);
   return environment;
}

3、prepareContext
预初始化上下文

private void prepareContext(ConfigurableApplicationContext context, ConfigurableEnvironment environment,
      SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
   context.setEnvironment(environment);
   postProcessApplicationContext(context);
   // 拿到之前读取到所有ApplicationContextInitializer的组件， 循环调用initialize方法
   applyInitializers(context);
   // 发布了ApplicationContextInitializedEvent
   listeners.contextPrepared(context);
   if (this.logStartupInfo) {
      logStartupInfo(context.getParent() == null);
      logStartupProfileInfo(context);
   }
   // 获取当前spring上下文beanFactory (负责创建bean)
   ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
   beanFactory.registerSingleton("springApplicationArguments", applicationArguments);
   if (printedBanner != null) {
      beanFactory.registerSingleton("springBootBanner", printedBanner);
   }
   // 在Spring下 如果出现2个重名的bean, 则后读取到的会覆盖前面
   // 在SpringBoot 在这里设置了不允许覆盖， 当出现2个重名的bean 会抛出异常
   if (beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory) {
      ((DefaultListableBeanFactory) beanFactory)
            .setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding);
   }
   // 设置当前spring容器是不是要将所有的bean设置为懒加载
   if (this.lazyInitialization) {
      context.addBeanFactoryPostProcessor(new LazyInitializationBeanFactoryPostProcessor());
   }
   // Load the sources
   Set<Object> sources = getAllSources();
   Assert.notEmpty(sources, "Sources must not be empty");
   // 读取主启动类,将它注册为BD、就像我们以前register(启动类);一个意思 （因为后续要根据配置类解析配置的所有bean)
   load(context, sources.toArray(new Object[0]));
   //4.读取完配置类后发送ApplicationPreparedEvent。
   listeners.contextLoaded(context);
}

总结：
1、初始化SpringApplication 从spring.factories 读取 listener ApplicationContextInitializer

2、运行run方法
3、读取 环境变量 配置信息…
4、创建springApplication上下文:ServletWebServerApplicationContext
5、预初始化上下文 ： 读取启动类
6、调用refresh 加载ioc容器

加载所有的自动配置类
创建servlet容器

ps： 在这个过程中springboot会调用很多监听器对外进行扩展。

使用外部Servlet容器

外部servlet容器：

• 服务器、本机 安装tomcat 环境变量…
• 部署： war—运维—>tomcat webapp startup.sh 启动
• 开发： 将开发绑定本地tomcat
• 开发 、 运维 服务器配置 war

内嵌servlet容器：

• 部署： jar—> 运维—java -jar 启动

使用：

1、下载tomcat服务
2、设置当前maven项目的打包方式

<!--打包方式  默认是jar-->
<packaging>war</packaging>

3、让tomcat相关的依赖不参与打包部署 ，因为外置tomcat服务器已经有这些jar包

<!--让它不参与打包部署，或者排除内嵌tomcat-->
<dependency>
    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

4、为了让它支持springboot需要加上： 才能启动springboot应用

public class TomcatStartSpringBoot extends SpringBootServletInitializer {
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {
        return builder.sources(Application.class);
    }
}

5、在idea中运行

外部Servlet容器启动SpringBoot应用原理

tomcat—> web.xml–filter servlet listener 3.0+

tomcat不会主动去启动springboot应用 ，， 所以tomcat启动的时候肯定调用了SpringBootServletInitializer的SpringApplicationBuilder ， 就会启动springboot。

public class TomcatStartSpringBoot extends SpringBootServletInitializer {
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder (SpringApplicationBuilder builder) {
        return builder.sources(Application.class);
    }
}

servlet3.0 规范官方文档： 8.2.4

什么是SPI

SPI ，全称为 Service Provider Interface(服务提供者接口)，是一种服务发现机制。它通过在ClassPath路径下的META-INF/services文件夹查找文件，自动加载文件里所定义的类。

大概： 当servlet容器启动时候 就会去META-INF/services 文件夹中找到javax.servlet.ServletContainerInitializer, 这个文件里面肯定绑定一个ServletContainerInitializer. 当servlet容器启动时候就会去该文件中找到ServletContainerInitializer的实现类，从而创建它的实例调用onstartUp。

1、@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class).

• @HandlesTypes传入的类为ServletContainerInitializer感兴趣的
• 容器会自动在classpath中找到 WebApplicationInitializer，会传入到onStartup方法的webAppInitializerClasses中
• Set> webAppInitializerClasses这里面也包括之前定义的TomcatStartSpringBoot

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

@Override
public void onStartup(@Nullable Set<Class<?>> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext)
      throws ServletException {

   List<WebApplicationInitializer> initializers = new LinkedList<>();

   if (webAppInitializerClasses != null) {
      for (Class<?> waiClass : webAppInitializerClasses) {
        // 如果不是接口 不是抽象 跟WebApplicationInitializer有关系  就会实例化
         if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) &&
               WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {
            try {
               initializers.add((WebApplicationInitializer)
                     ReflectionUtils.accessibleConstructor(waiClass).newInstance());
            }
            catch (Throwable ex) {
               throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", ex);
            }
         }
      }
   }

   if (initializers.isEmpty()) {
      servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");
      return;
   }

   servletContext.log(initializers.size() + " Spring WebApplicationInitializers detected on classpath");
   // 排序
   AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);
   for (WebApplicationInitializer initializer : initializers) {
      initializer.onStartup(servletContext);
   }
}

@Override
public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
   // Logger initialization is deferred in case an ordered
   // LogServletContextInitializer is being used
   this.logger = LogFactory.getLog(getClass());
   WebApplicationContext rootApplicationContext = createRootApplicationContext(servletContext);
   if (rootApplicationContext != null) {
      servletContext.addListener(new SpringBootContextLoaderListener(rootApplicationContext, servletContext));
   }
   else {
      this.logger.debug("No ContextLoaderListener registered, as createRootApplicationContext() did not "
            + "return an application context");
   }
}

2、SpringBootServletInitializer

• 之前定义的TomcatStartSpringBoot 就是继承它

protected WebApplicationContext createRootApplicationContext(ServletContext servletContext) {
   SpringApplicationBuilder builder = createSpringApplicationBuilder();
   builder.main(getClass());
   ApplicationContext parent = getExistingRootWebApplicationContext(servletContext);
   if (parent != null) {
      this.logger.info("Root context already created (using as parent).");
      servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, null);
      builder.initializers(new ParentContextApplicationContextInitializer(parent));
   }
   builder.initializers(new ServletContextApplicationContextInitializer(servletContext));
   builder.contextClass(AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext.class);
   // 调用configure
   builder = configure(builder);
   builder.listeners(new WebEnvironmentPropertySourceInitializer(servletContext));
   SpringApplication application = builder.build();
   if (application.getAllSources().isEmpty()
         && MergedAnnotations.from(getClass(), SearchStrategy.TYPE_HIERARCHY).isPresent(Configuration.class)) {
      application.addPrimarySources(Collections.singleton(getClass()));
   }
   Assert.state(!application.getAllSources().isEmpty(),
         "No SpringApplication sources have been defined. Either override the "
               + "configure method or add an @Configuration annotation");
   // Ensure error pages are registered
   if (this.registerErrorPageFilter) {
      application.addPrimarySources(Collections.singleton(ErrorPageFilterConfiguration.class));
   }
   application.setRegisterShutdownHook(false);
   return run(application);
}

3、当调用configure就会来到TomcatStartSpringBoot .configure

• 将Springboot启动类传入到builder.source

@Override
protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {
    return builder.sources(Application.class);
}

// 调用SpringApplication application = builder.build(); 就会根据传入的Springboot启动类来构建一个SpringApplication

public SpringApplication build(String... args) {
   configureAsChildIfNecessary(args);
   this.application.addPrimarySources(this.sources);
   return this.application;
}

// 调用 return run(application); 就会帮我启动springboot应用

protected WebApplicationContext run(SpringApplication application) {
   return (WebApplicationContext) application.run();
}

它就相当于我们的：

public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(Application.class, args);
}

其实这2个实现类就是帮我创建ContextLoaderListener 和DispatcherServlet。

<listener>
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
<!--全局参数：spring配置文件-->
<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:spring-core.xml</param-value>
</context-param>


<!--前端调度器servlet-->
<servlet>
    <servlet-name>dispatcherServlet</servlet-name>
    <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    <!--设置配置文件的路径-->
    <init-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>classpath:spring-mvc.xml</param-value>
    </init-param>
    <!--设置启动即加载-->
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>dispatcherServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>