<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency>

添加如上 Web 的依賴(lài)，Spring Boot 就幫我們內(nèi)置了 Servlet 容器，默認(rèn)使用的是 Tomcat，同樣也支持修改，比如可以使用 jetty、Undertow 等。

因?yàn)閮?nèi)置了啟動(dòng)容器，應(yīng)用程序可以直接通過(guò) Maven 命令將項(xiàng)目編譯成可執(zhí)行的 jar 包，通過(guò) java -jar 命令直接啟動(dòng)，不需要再像以前一樣，打包成 War 包，然后部署在 Tomcat 中。

那么：你知道內(nèi)置的 Tomcat 在 Spring Boot 中是怎么啟動(dòng)的嗎？

從啟動(dòng)入口分析

如果不知道從哪開(kāi)始，那么至少應(yīng)該知道 Spring Boot 其實(shí)運(yùn)行的就是一個(gè) main 方法，

本文環(huán)境：Spring Boot：2.2.2.RELEASE

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

我們點(diǎn)進(jìn)這個(gè) SpringApplication.run() 方法：

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

這列的 run() 方法返回的是 ConfigurableApplicationContext 對(duì)象，我們繼續(xù)跟蹤這個(gè) run() 方法：

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

又套了一層，繼續(xù)點(diǎn)擊這個(gè)返回的 run() 方法：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {StopWatch stopWatch = new StopWatch();stopWatch.start();ConfigurableApplicationContext context = null;Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>();/** 1、配置屬性* 設(shè)置系統(tǒng)屬性 java.awt.headless，為 true 則啟用headless模式* headless模式是應(yīng)用的一種配置模式，在服務(wù)器缺少顯示設(shè)備、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等外設(shè)的情況下可以使用該模式* 比如我們使用的Linux服務(wù)器就是缺少前述的這些設(shè)備，但是又需要使用這些設(shè)備提供的能力*/configureHeadlessProperty();/** 2、獲取監(jiān)聽(tīng)器，發(fā)布應(yīng)用開(kāi)始啟動(dòng)事件* 通過(guò)SpringFactoriesLoader檢索META-INF/spring.factories，* 找到聲明的所有SpringApplicationRunListener的實(shí)現(xiàn)類(lèi)并將其實(shí)例化，* 之后逐個(gè)調(diào)用其started()方法，廣播SpringBoot要開(kāi)始執(zhí)行了*/SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);/* 發(fā)布應(yīng)用開(kāi)始啟動(dòng)事件 */listeners.starting();try {/* 3、初始化參數(shù) */ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);/** 4、配置環(huán)境，輸出banner* 創(chuàng)建并配置當(dāng)前SpringBoot應(yīng)用將要使用的Environment（包括配置要使用的PropertySource以及Profile）,* 并遍歷調(diào)用所有的SpringApplicationRunListener的environmentPrepared()方法，廣播Environment準(zhǔn)備完畢。*/ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners,applicationArguments);configureIgnoreBeanInfo(environment);/* 打印banner,如果在resources目錄下創(chuàng)建了我們自己的banner就會(huì)進(jìn)行打印，否則默認(rèn)使用spring的 */Banner printedBanner = printBanner(environment);/* 5、創(chuàng)建應(yīng)用上下文 */context = createApplicationContext();/* 通過(guò)SpringFactoriesLoader檢索META-INF/spring.factories，獲取并實(shí)例化異常分析器。 */exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances(SpringBootExceptionReporter.class,new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context);/** 6、預(yù)處理上下文* 為ApplicationContext加載environment，之后逐個(gè)執(zhí)行ApplicationContextInitializer的initialize()方法來(lái)進(jìn)一步封裝ApplicationContext，* 并調(diào)用所有的SpringApplicationRunListener的contextPrepared()方法，【EventPublishingRunListener只提供了一個(gè)空的contextPrepared()方法】，* 之后初始化IoC容器，并調(diào)用SpringApplicationRunListener的contextLoaded()方法，廣播ApplicationContext的IoC加載完成，* 這里就包括通過(guò)@EnableAutoConfiguration導(dǎo)入的各種自動(dòng)配置類(lèi)。*/prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments,printedBanner);/* 7、刷新上下文 */refreshContext(context);/* 8、再一次刷新上下文,其實(shí)是空方法，可能是為了后續(xù)擴(kuò)展。 */afterRefresh(context, applicationArguments);stopWatch.stop();if (this.logStartupInfo) {new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);}/* 9、發(fā)布應(yīng)用已經(jīng)啟動(dòng)的事件 */listeners.started(context);/** 遍歷所有注冊(cè)的ApplicationRunner和CommandLineRunner，并執(zhí)行其run()方法。* 我們可以實(shí)現(xiàn)自己的ApplicationRunner或者CommandLineRunner，來(lái)對(duì)SpringBoot的啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行擴(kuò)展。*/callRunners(context, applicationArguments);}catch (Throwable ex) {handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners);throw new IllegalStateException(ex);}try {/* 10、發(fā)布應(yīng)用已經(jīng)啟動(dòng)完成的監(jiān)聽(tīng)事件 */listeners.running(context);}catch (Throwable ex) {handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null);throw new IllegalStateException(ex);}return context; }

如果覺(jué)得這個(gè)方法看的云里霧里的，那么可以概括為如下幾步：

配置系統(tǒng)屬性

獲取監(jiān)聽(tīng)，發(fā)布應(yīng)用開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)間

初始化輸入?yún)?shù)

配置環(huán)境，輸出banner

創(chuàng)建上下文

預(yù)處理上下文

刷新上下文

再次刷新上下文

發(fā)布應(yīng)用已經(jīng)啟動(dòng)事件

發(fā)布應(yīng)用啟動(dòng)完成事件

而我們 Tomcat 的啟動(dòng)主要是在第5步創(chuàng)建上下文，以及第 7步刷新上下文實(shí)現(xiàn)的。

創(chuàng)建上下文

第5步中，創(chuàng)建上下文主要是調(diào)用的 createApplicationContext() 方法：

protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {/** 1. 根據(jù)Web應(yīng)用類(lèi)型，獲取對(duì)應(yīng)的ApplicationContext子類(lèi) **/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);}}/** 2. 實(shí)例化子類(lèi) **/return (ConfigurableApplicationContext)BeanUtils.instantiateClass(contextClass); }

代碼中主要就是通過(guò) switch 語(yǔ)句，根據(jù) webApplicationType 的類(lèi)型來(lái)創(chuàng)建不同的 ApplicationContext：

• SERVLET：Web類(lèi)型，實(shí)例化 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
• REACTIVE：響應(yīng)式Web類(lèi)型，實(shí)例化 AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext
• default：非Web類(lèi)型，實(shí)例化 AnnotationConfigApplicationContext

因?yàn)槲覀兊膽?yīng)用是 Web 類(lèi)型，所以實(shí)例化的是 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，如下是該類(lèi)的關(guān)系圖（由Diagram截圖）：

我們?cè)谏蠄D的底部觸發(fā)，可以看到 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext > ServletWebServerApplicationContext > … AbstractApplicationContext（>表示繼承），總之，最終繼承到了 AbstractApplicationContext，這個(gè)類(lèi)是 ApplicationContext 的抽象實(shí)現(xiàn)類(lèi)，該抽象類(lèi)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用上下文的一些具體操作。

至此，并沒(méi)有看到 Tomcat 的相關(guān)代碼，其實(shí)這一步主要就是「創(chuàng)建上下文」，拿到「上下文」之后需要傳遞給「刷新上下文」，交由刷新上下文創(chuàng)建 Web 服務(wù)。

刷新上下文

第7步中，刷新上下文時(shí)調(diào)用的 refreshContext(context) 方法，其中 context 就是第5步創(chuàng)建的上下文，方法如下：

private void refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {refresh(context);if (this.registerShutdownHook) {try {context.registerShutdownHook();}catch (AccessControlException ex) {// Not allowed in some environments.}} }protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) {Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);((AbstractApplicationContext) applicationContext).refresh(); }

refreshContext() 方法傳遞的 context，經(jīng)由 refresh() 方法強(qiáng)轉(zhuǎn)成父類(lèi) AbstractApplicationContext，具體調(diào)用過(guò)程如下：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized(this.startupShutdownMonitor) {this.prepareRefresh();ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();this.prepareBeanFactory(beanFactory);try {this.postProcessBeanFactory(beanFactory);this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);this.initMessageSource();this.initApplicationEventMulticaster();/** 主要關(guān)系 onRefresh() 方法 ------------- **/this.onRefresh();this.registerListeners();this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);this.finishRefresh();} catch (BeansException var9) {if (this.logger.isWarnEnabled()) {this.logger.warn("Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: " + var9);}this.destroyBeans();this.cancelRefresh(var9);throw var9;} finally {this.resetCommonCaches();}} }

在這個(gè)方法中我們主要關(guān)心 onRefresh() 方法，onRefresh() 方法是調(diào)用其子類(lèi)實(shí)現(xiàn)的，也就是 ServletWebServerApplicationContext，

如下是子類(lèi)的 onRefresh() 方法：

protected void onRefresh() {super.onRefresh();try {this.createWebServer();} catch (Throwable var2) {throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", var2);} }private void createWebServer() {WebServer webServer = this.webServer;ServletContext servletContext = this.getServletContext();if (webServer == null && servletContext == null) {/** 得到Servlet工廠(chǎng) **/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(); }

其中 createWebServer() 方法是用來(lái)啟動(dòng)web服務(wù)的，但是還沒(méi)有真正啟動(dòng) Tomcat，只是通過(guò)ServletWebServerFactory 創(chuàng)建了一個(gè) WebServer，我們繼續(xù)來(lái)看這個(gè) ServletWebServerFactory：

ServletWebServerFactory 有4個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)，其中我們最常用的是 TomcatServletWebServerFactory和JettyServletWebServerFactory，而默認(rèn)的 Web 環(huán)境就是 TomcatServletWebServerFactory。

而到這總算是看到 Tomcat 相關(guān)的字眼了。

來(lái)看一下 TomcatServletWebServerFactory 的 getWebServer() 方法：

public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {if (this.disableMBeanRegistry) {Registry.disableRegistry();}/** 1、創(chuàng)建Tomcat實(shí)例 **/Tomcat tomcat = new Tomcat();File baseDir = this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory : this.createTempDir("tomcat");tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());Connector connector = new Connector(this.protocol);connector.setThrowOnFailure(true);tomcat.getService().addConnector(connector);this.customizeConnector(connector);/** 2、給創(chuàng)建好的tomcat設(shè)置連接器connector **/tomcat.setConnector(connector);/** 設(shè)置不自動(dòng)部署 **/tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);/** 3、配置Tomcat容器引擎 **/this.configureEngine(tomcat.getEngine());Iterator var5 = this.additionalTomcatConnectors.iterator();while(var5.hasNext()) {Connector additionalConnector = (Connector)var5.next();tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);}/*** 準(zhǔn)備Tomcat的StandardContext，并添加到Tomcat中，同時(shí)把initializers 注冊(cè)到類(lèi)型為* TomcatStarter的ServletContainerInitializer中**/this.prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);/** 將創(chuàng)建好的Tomcat包裝成WebServer返回**/return this.getTomcatWebServer(tomcat); }public Engine getEngine() {Service service = this.getServer().findServices()[0];if (service.getContainer() != null) {return service.getContainer();} else {Engine engine = new StandardEngine();engine.setName("Tomcat");engine.setDefaultHost(this.hostname);engine.setRealm(this.createDefaultRealm());service.setContainer(engine);return engine;} }

getWebServer() 這個(gè)方法創(chuàng)建了 Tomcat 對(duì)象，并且做了兩件重要的事情：

把連接器 Connector 對(duì)象添加到 Tomcat 中;

配置容器引擎，configureEngine(tomcat.getEngine());

首先說(shuō)一下這個(gè) Connector 連接器，Tomcat 有兩個(gè)核心功能：

處理 Socket 連接，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流與 Request 和 Response 對(duì)象的轉(zhuǎn)化。

加載和管理 Servlet，以及具體處理 Request 請(qǐng)求。

針對(duì)這兩個(gè)功能，Tomcat 設(shè)計(jì)了兩個(gè)核心組件來(lái)分別完成這兩件事，即：連接器(Connector)和容器(Container)。

整個(gè)過(guò)程大致就是：Connector 連接器接收連接請(qǐng)求，創(chuàng)建Request和Response對(duì)象用于和請(qǐng)求端交換數(shù)據(jù)，然后分配線(xiàn)程讓Engine（也就是Servlet容器）來(lái)處理這個(gè)請(qǐng)求，并把產(chǎn)生的Request和Response對(duì)象傳給Engine。當(dāng)Engine處理完請(qǐng)求后，也會(huì)通過(guò)Connector將響應(yīng)返回給客戶(hù)端。

這里面提到了 Engine，這個(gè)是 Tomcat 容器里的頂級(jí)容器(Container)，我們可以通過(guò) Container 類(lèi)查看其他的子容器：Engine、Host、Context、Wrapper

4者的關(guān)系是：Engine 是最高級(jí)別的容器，Engine 子容器是 Host，Host 的子容器是 Context，Context 子容器是 Wrapper，所以這4個(gè)容器的關(guān)系就是父子關(guān)系，即：Wrapper > Context > Host > Engine （>表示繼承）

至此我們了解了 Engine 這個(gè)就是個(gè)容器，然后我們?cè)倏匆幌逻@個(gè) configureEngine(tomcat.getEngine()) 具體干了啥：

private void configureEngine(Engine engine) {engine.setBackgroundProcessorDelay(this.backgroundProcessorDelay);Iterator var2 = this.engineValves.iterator();while(var2.hasNext()) {Valve valve = (Valve)var2.next();engine.getPipeline().addValve(valve);} }

其中 engine.setBackgroundProcessorDelay(this.backgroundProcessorDelay) 是指定背景線(xiàn)程的執(zhí)行間隔，例如背景線(xiàn)程會(huì)在每隔多長(zhǎng)時(shí)間后判斷session是否失效之類(lèi)。

再回到 getWebServer() 方法，最終 getWebServer() 方法返回了 TomcatWebServer。

return this.getTomcatWebServer(tomcat);

通過(guò) getTomcatWebServer() 方法，繼續(xù)下沉：

/*** 構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化 TomcatWebServer**/ public TomcatWebServer(Tomcat tomcat, boolean autoStart) {this.monitor = new Object();this.serviceConnectors = new HashMap();Assert.notNull(tomcat, "Tomcat Server must not be null");this.tomcat = tomcat;this.autoStart = autoStart;this.initialize(); }private void initialize() throws WebServerException {/** 我們?cè)趩?dòng) Spring Boot 時(shí)經(jīng)常看到打印這句話(huà) **/logger.info("Tomcat initialized with port(s): " + this.getPortsDescription(false));synchronized(this.monitor) {try {this.addInstanceIdToEngineName();Context context = this.findContext();context.addLifecycleListener((event) -> {if (context.equals(event.getSource()) && "start".equals(event.getType())) {this.removeServiceConnectors();}});/** 啟動(dòng) tomcat **/this.tomcat.start();this.rethrowDeferredStartupExceptions();try {ContextBindings.bindClassLoader(context, context.getNamingToken(), this.getClass().getClassLoader());} catch (NamingException var5) {}this.startDaemonAwaitThread();} catch (Exception var6) {this.stopSilently();this.destroySilently();throw new WebServerException("Unable to start embedded Tomcat", var6);}} }

至此，Tomcat 啟動(dòng)過(guò)程就很清晰了，總結(jié)一下。

總結(jié)

SpringBoot的啟動(dòng)主要是通過(guò)實(shí)例化SpringApplication來(lái)啟動(dòng)的，啟動(dòng)過(guò)程主要做了如下幾件事情：

配置系統(tǒng)屬性

獲取監(jiān)聽(tīng)，發(fā)布應(yīng)用開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)間

初始化輸入?yún)?shù)

配置環(huán)境，輸出banner

創(chuàng)建上下文

預(yù)處理上下文

刷新上下文

再次刷新上下文

發(fā)布應(yīng)用已經(jīng)啟動(dòng)事件

發(fā)布應(yīng)用啟動(dòng)完成事件

而啟動(dòng) Tomcat 是在第7步 刷新上下文 這一步。

從整個(gè)流轉(zhuǎn)過(guò)程中我們知道了 Tomcat 的啟動(dòng)主要是實(shí)例化兩個(gè)組件：Connector、Container。

• Spring Boot 創(chuàng)建 Tomcat 時(shí)，會(huì)先創(chuàng)建一個(gè)根上下文，將 WebApplicationContext 傳給 Tomcat；

• 啟動(dòng) Web 容器，需要調(diào)用 getWebserver()，因?yàn)槟J(rèn)的 Web 環(huán)境就是 TomcatServletWebServerFactory，所以會(huì)創(chuàng)建 Tomcat 的 Webserver，這里會(huì)把根上下文作為參數(shù)給 TomcatServletWebServerFactory 的 getWebServer()；

• 啟動(dòng) Tomcat，調(diào)用 Tomcat 中 Host、Engine 的啟動(dòng)方法。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SpringBoot中的Tomcat是如何启动的的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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