从源码层面理解spring boot的默认web容器，以及他们是如何关联起来的。
本文结论
- 源码基于spring boot2.6.6
- 项目的pom.xml中存在spring-boot-starter-web的时候，在项目启动时候就会自动启动一个Tomcat。
- 自动配置类ServletWebServerFactoryAutoConfiguration找到系统中的所有web容器。我们以tomcat为主。
- 构建TomcatServletWebServerFactory的bean。
- SpringBoot的启动过程中，会调用核心的refresh方法，内部会执行onRefresh()方法，onRefresh()方法是一个模板方法，他会执行会执行子类ServletWebServerApplicationContext的onRefresh()方法。
- onRefresh()方法中调用getWebServer启动web容器。
spring-boot-starter-web内部有什么？
- 在spring-boot-starter-web这个starter中，其实内部间接的引入了spring-boot-starter-tomcat这个starter，这个spring-boot-starter-tomcat又引入了tomcat-embed-core依赖，所以只要我们项目中依赖了spring-boot-starter-web就相当于依赖了Tomcat。
自动配置类：ServletWebServerFactoryAutoConfiguration在spring-boot-autoconfigure-2.6.6.jar这个包中的spring.factories文件内，配置了大量的自动配置类，其中就包括自动配置tomcat的自动配置类：ServletWebServerFactoryAutoConfiguration
自动配置类的代码如下
// full模式
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
// 配置类解析顺序
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
// 条件注解：表示项目依赖中要有ServletRequest类（server api）
@ConditionalOnClass(ServletRequest.class)
// 表示项目应用类型得是SpringMVC（在启动过程中获取的SpringBoot应用类型）
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)
// 读取server下的配置文件
@EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class)
// import具体的加载配置的类和具体web实现容器
@Import({ ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.BeanPostProcessorsRegistrar.class,
ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedTomcat.class,
ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedJetty.class,
ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedUndertow.class })
public class ServletWebServerFactoryAutoConfiguration {
......
}
- ServletRequest是存在于tomcat-embed-core-9.0.60.jar中的的一个类，所以@ConditionalOnClass(ServletRequest.clas s)会满足。
- spring-boot-starter-web中，间接的引入了spring-web、spring-webmvc等依赖，所以@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)条件满足。
- 上面的俩个条件都满足，所以spring回去解析这个配置类，在解析过程中会发现他import了三个类！我们重点关注EmbeddedTomcat。其他俩个的内部条件注解不满足！
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
// tomcat内部的类，肯定都存在
@ConditionalOnClass({ Servlet.class, Tomcat.class, UpgradeProtocol.class })
// 程序员如果自定义了ServletWebServerFactory的Bean，那么这个Bean就不加载。
@ConditionalOnMissingBean(value = ServletWebServerFactory.class, search = SearchStrategy.CURRENT)
static class EmbeddedTomcat {
@Bean
TomcatServletWebServerFactory tomcatServletWebServerFactory(
ObjectProvider connectorCustomizers,
ObjectProvider contextCustomizers,
ObjectProvider> protocolHandlerCustomizers) {
TomcatServletWebServerFactory factory = new TomcatServletWebServerFactory();
// orderedStream()调用时会去Spring容器中找到TomcatConnectorCustomizer类型的Bean，默认是没有的，程序员可以自己定义。这个Bean可以设置一些tomcat的配置，比如端口、协议...
// TomcatConnectorCustomizer：是用来配置Tomcat中的Connector组件的
factory.getTomcatConnectorCustomizers().addAll(connectorCustomizers.orderedStream().collect(Collectors.toList()));
// TomcatContextCustomizer：是用来配置Tomcat中的Context组件的
factory.getTomcatContextCustomizers().addAll(contextCustomizers.orderedStream().collect(Collectors.toList()));
// TomcatProtocolHandlerCustomizer：是用来配置Tomcat中的ProtocolHandler组件的
factory.getTomcatProtocolHandlerCustomizers().addAll(protocolHandlerCustomizers.orderedStream().collect(Collectors.toList()));
return factory;
}
}
}
- 对于另外的EmbeddedJetty和EmbeddedUndertow，逻辑类似，都是判断项目依赖中是否有Jetty和Undertow的依赖，如果有，那么对应在Spring容器中就会存在JettyServletWebServerFactory类型的Bean、或者存在UndertowServletWebServerFactory类型的Bean。
TomcatServletWebServerFactory的作用：获取WebServer对象
- TomcatServletWebServerFactory他实现了ServletWebServerFactory这个接口。
- ServletWebServerFactory接口内部只有一个方法是获取WebServer对象。
- WebServer拥有启动、停止、获取端口等方法,就会发现WebServer其实指的就是Tomcat、Jetty、Undertow。
- 而TomcatServletWebServerFactory就是用来生成Tomcat所对应的WebServer对象，具体一点就是TomcatWebServer对象，并且在生成TomcatWebServer对象时会把Tomcat给启动起来。
- 在源码中，调用TomcatServletWebServerFactory对象的getWebServer()方法时就会启动Tomcat。
public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
if (this.disableMBeanRegistry) {
Registry.disableRegistry();
}
// 构建tomcat对象
Tomcat tomcat = new Tomcat();
// 设置相关的属性
File baseDir = (this.baseDirectory != null) ? this.baseDirectory : createTempDir("tomcat");
tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
for (LifecycleListener listener : this.serverLifecycleListeners) {
tomcat.getServer().addLifecycleListener(listener);
}
Connector connector = new Connector(this.protocol);
connector.setThrowOnFailure(true);
tomcat.getService().addConnector(connector);
customizeConnector(connector);
tomcat.setConnector(connector);
tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
configureEngine(tomcat.getEngine());
for (Connector additionalConnector : this.additionalTomcatConnectors) {
tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
}
prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
// 启动tomcat，这个方法内部有this.tomcat.start();
return getTomcatWebServer(tomcat);
}
spring boot启动的时候启动tomcat
- SpringBoot的启动过程中，会调用核心的refresh方法，内部会执行onRefresh()方法，onRefresh()方法是一个模板方法，他会执行会执行子类ServletWebServerApplicationContext的onRefresh()方法。
protected void onRefresh() {
// 模板方法，先调用它父类的，一般是空方法
super.onRefresh();
try {
// 创建web容器
createWebServer();
}
catch (Throwable ex) {
throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", ex);
}
}
这个方法会调用createWebServer()方法。
// 最核心的俩行代码
private void createWebServer() {
......
// 获取web容器，多个或者没有的时候报错
ServletWebServerFactory factory = getWebServerFactory();
// 调用这个容器的getWebServer方法，上面的启动tomcat的方法！
this.webServer = factory.getWebServer(getSelfInitializer());
......
}
- getWebServerFactory控制项目组有且只能有一个web容器！
protected ServletWebServerFactory getWebServerFactory() {
// Use bean names so that we don't consider the hierarchy
// 得到所有类型为ServletWebServerFactory的Bean。TomcatServletWebServerFactory、JettyServletWebServerFactory、UndertowServletWebServerFactory都是他得到子类！
String[] beanNames = getBeanFactory().getBeanNamesForType(ServletWebServerFactory.class);
// 不存在，报错
if (beanNames.length == 0) {
throw new ApplicationContextException("Unable to start ServletWebServerApplicationContext due to missing ServletWebServerFactory bean.");
}
// 存在不止一个，报错！
if (beanNames.length > 1) {
throw new ApplicationContextException("Unable to start ServletWebServerApplicationContext due to multiple ServletWebServerFactory beans : " + StringUtils.arrayToCommaDelimitedString(beanNames));
}
// 返回唯一的一个web容器！
return getBeanFactory().getBean(beanNames[0], ServletWebServerFactory.class);
}
获取tomcat的配置
- 自动配置类ServletWebServerFactoryAutoConfiguration上除了import三个web容器，还import了BeanPostProcessorsRegistrar。
- BeanPostProcessorsRegistrar实现了ImportBeanDefinitionRegistrar，所以他会在spring启动的时候调用registerBeanDefinitions方法。
- registerBeanDefinitions会注册一个Bean：webServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor。
public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
// Bean工厂，一个Aware回调进行赋值
if (this.beanFactory == null) {
return;
}
// 注册webServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor这个Bean。
registerSyntheticBeanIfMissing(registry, "webServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor",
WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor.class,
WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor::new);
// 注册errorPageRegistrarBeanPostProcessor
registerSyntheticBeanIfMissing(registry, "errorPageRegistrarBeanPostProcessor",
ErrorPageRegistrarBeanPostProcessor.class, ErrorPageRegistrarBeanPostProcessor::new);
}
- webServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor实现了BeanPostProcessor，所以他会在启动的时候调用postProcessBeforeInitialization方法。
private void postProcessBeforeInitialization(WebServerFactory webServerFactory) {
// 找到WebServerFactoryCustomizer的Bean
LambdaSafe.callbacks(WebServerFactoryCustomizer.class, getCustomizers(), webServerFactory)
// 标记日志用的类
.withLogger(WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor.class)
// 调用customize方法，传入webServerFactory
.invoke((customizer) -> customizer.customize(webServerFactory));
}
- postProcessBeforeInitialization中会调用WebServerFactoryCustomizer类customize方法，在系统中的唯一实现：ServletWebServerFactoryCustomizer的customize方法。
- customize把配置中的内容设置到ConfigurableServletWebServerFactory对象中。他的实现TomcatServletWebServerFactory在启动的时候就会有值！
@Override
public void customize(ConfigurableServletWebServerFactory factory) {
PropertyMapper map = PropertyMapper.get().alwaysApplyingWhenNonNull();
map.from(this.serverProperties::getPort).to(factory::setPort);
map.from(this.serverProperties::getAddress).to(factory::setAddress);
map.from(this.serverProperties.getServlet()::getContextPath).to(factory::setContextPath);
map.from(this.serverProperties.getServlet()::getApplicationDisplayName).to(factory::setDisplayName);
map.from(this.serverProperties.getServlet()::isRegisterDefaultServlet).to(factory::setRegisterDefaultServlet);
map.from(this.serverProperties.getServlet()::getSession).to(factory::setSession);
map.from(this.serverProperties::getSsl).to(factory::setSsl);
map.from(this.serverProperties.getServlet()::getJsp).to(factory::setJsp);
map.from(this.serverProperties::getCompression).to(factory::setCompression);
map.from(this.serverProperties::getHttp2).to(factory::setHttp2);
map.from(this.serverProperties::getServerHeader).to(factory::setServerHeader);
map.from(this.serverProperties.getServlet()::getContextParameters).to(factory::setInitParameters);
map.from(this.serverProperties.getShutdown()).to(factory::setShutdown);
for (WebListenerRegistrar registrar : this.webListenerRegistrars) {
registrar.register(factory);
}
if (!CollectionUtils.isEmpty(this.cookieSameSiteSuppliers)) {
factory.setCookieSameSiteSuppliers(this.cookieSameSiteSuppliers);
}
}
ServletWebServerFactoryCustomizer这个Bean是哪里的？
- 在我们自动配置类ServletWebServerFactoryAutoConfiguration中定义。
@Bean public ServletWebServerFactoryCustomizer servletWebServerFactoryCustomizer(ServerProperties serverProperties, ObjectProviderwebListenerRegistrars, ObjectProvider cookieSameSiteSuppliers) { return new ServletWebServerFactoryCustomizer(serverProperties,webListenerRegistrars.orderedStream().collect(Collectors.toList()),cookieSameSiteSuppliers.orderedStream().collect(Collectors.toList())); }
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