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SpringBoot集成tomcat詳解實現(xiàn)過程

 更新時間：2023年02月23日 08:54:25   作者：Java面試大全  
采用spring boot之后，一切變得如此簡單，打包->java-jar->運維，只需要一個jar包便可以隨意部署安裝。這篇文章，將對 spring boot集成tomcat的源碼進行分析，探索其內(nèi)部的原理

spring boot 支持目前主流的 servlet 容器，包括 tomcat、jetty、undertow，可以在我們的項目中方便地集成這些 servlet 容器，減少了開發(fā)、運維的工作量。而傳統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)，需要經(jīng)過繁鎖的操作步驟：安裝 tomcat –> 修改 tomcat 配置 –> 部署 war 包 –> 啟動 tomcat –> 運維……，這個工作量不小，尤其是集群部署、應(yīng)用遷移的時候。而采用 spring boot 之后，一切變得如此簡單，打包 –> java -jar –> 運維，只需要一個 jar 包便可以隨意部署安裝。這篇文章，將對 spring boot 集成 tomcat 的源碼進行分析，探索其內(nèi)部的原理

SPI

在分析源碼前，我們先來了解下 spring 的 SPI 機制。我們知道，jdk 為了方便應(yīng)用程序進行擴展，提供了默認的 SPI 實現(xiàn)（ServiceLoader），dubbo 也有自己的 SPI。spring 也是如此，他為我們提供了SpringFactoriesLoader，允許開發(fā)人員通過META-INF/spring.factories文件進行擴展，下面舉一個例子方便理解

假如，我想要往 spring 容器中添加一個ApplicationContextInitializer做一些初始化工作，我們可以借助 spring 提供的這個 SPI 功能完成這個需求。

首先，在項目中創(chuàng)建META-INF/spring.factories文件，文件內(nèi)容如下所示：

org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\

我們再寫個 test case，便可以通過 SPI 的方式獲取我們定義的ApplicationContextInitializer?？此坪芎唵蔚囊粋€功能，但是 spring boot 正是利用這個強大的擴展點，在 spring framework 的基礎(chǔ)上為我們集成了常用的開源框架

@Test
public void testSpringSpi() {
    List<ApplicationListener> listeners = SpringFactoriesLoader.loadFactories( ApplicationListener.class, 
            ClassUtils.getDefaultClassLoader() );
    System.out.println( listeners );

我們再來看看這個SpringFactoriesLoader，關(guān)鍵代碼如下所示，它通過讀取META-INF/spring.factories文件，并且查找方法參數(shù)指定的 class，然后創(chuàng)建對應(yīng)的實例對象，并且返回。此外，還支持排序，可以使用以下幾種方式進行排序

  • org.springframework.core.Ordered：實現(xiàn)該接口
  • org.springframework.core.annotation.Order：注解
  • javax.annotation.Priority：注解
public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
    List<String> factoryNames = loadFactoryNames(factoryClass, classLoaderToUse);
    List<T> result = new ArrayList<T>(factoryNames.size());
    for (String factoryName : factoryNames) {
        result.add(instantiateFactory(factoryName, factoryClass, classLoaderToUse));
    }
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(result);
    return result;

接下來，我們來分析下 spring boot 是如何利用 SPI 機制集成 tomcat

SpringBoot for Tomcat

在分析 tomcat 集成的源碼之前，我們先來了解下 EmbeddedServletContainer

EmbeddedServletContainer：

spring 用EmbeddedServletContainer封裝了內(nèi)嵌的 servlet 容器，提供了start、stop等接口用于控制容器的生命周期，并且 spring 內(nèi)置了 tomcat、jetty、undertow 容器的實現(xiàn)，類圖所下所示

我們再來看看 spring boot 中最常用的SpringBootApplication注解，原來是多個注解的綜合體，而這個EnableAutoConfiguration便是 spring boot 用做自動化配置的注解

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = {
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
        @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
    // code......

我們在spring-boot-autoconfigure模塊可以看到大量的 SPI 配置，部分如下所示

# Auto Configure
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.EmbeddedServletContainerAutoConfiguration,\

原來EnableAutoConfiguration注解引入了EmbeddedServletContainerAutoConfiguration，而這個便是內(nèi)嵌 servlet 容器的配置類，tomcat、jetty、undertow 都在這個類上面，通過@ConditionalOnClass注解加載不同的 servlet 容器。但是，這個類僅僅是注冊了TomcatEmbeddedServletContainerFactory，不足以幫助我們解除所有的困惑。不要急，我們先來看看TomcatEmbeddedServletContainerFactory的類圖。

由上面的類圖可知，它實現(xiàn)了以下接口：

  • EmbeddedServletContainerFactory：它是一個工廠模式，用于創(chuàng)建EmbeddedServletContainer，即用于創(chuàng)建一個內(nèi)嵌的 Servlet 容器，這個接口里面只有一個getEmbeddedServletContainer方法
  • ConfigurableEmbeddedServletContainer：用于配置EmbeddedServletContainer，比如說端口、上下文路徑等

分析了上面兩個接口，原來創(chuàng)建 servlet 容器的工作是由EmbeddedServletContainerFactory完成的，看下getEmbeddedServletContainer方法的調(diào)用棧。在EmbeddedWebApplicationContext中重寫了GenericWebApplicationContext#onRefresh()方法，并且調(diào)用getEmbeddedServletContainer方法創(chuàng)建 servlet 容器，我們接下來分析這個創(chuàng)建過程。

關(guān)鍵代碼如下（省略異常處理）：

EmbeddedWebApplicationContext.java
@Override
protected void onRefresh() {
    super.onRefresh();
    createEmbeddedServletContainer();
}
private void createEmbeddedServletContainer() {
    EmbeddedServletContainer localContainer = this.embeddedServletContainer;
    ServletContext localServletContext = getServletContext();
    if (localContainer == null && localServletContext == null) {
        // 從容器中獲取bean，如果使用tomcat則返回TomcatEmbeddedServletContainerFactory
        EmbeddedServletContainerFactory containerFactory = getEmbeddedServletContainerFactory();
        this.embeddedServletContainer = containerFactory.getEmbeddedServletContainer(getSelfInitializer());
    }
    else if (localServletContext != null) {
        getSelfInitializer().onStartup(localServletContext);
    }
    initPropertySources();

我們先畫出主要的流程圖

由上圖可知，EmbeddedWebApplicationContext在執(zhí)行onRefresh方法的時候，首先調(diào)用父類的onRefresh，然后從容器中獲取EmbeddedServletContainerFactory的實現(xiàn)類。由于我們在 classpath 下面可以獲取 tomcat 的 jar 包，因此EmbeddedServletContainerAutoConfiguration會在 spring 容器中注冊TomcatEmbeddedServletContainerFactory這個 bean。然后，由它創(chuàng)建TomcatEmbeddedServletContainer，我們來看看具體的創(chuàng)建過程，代碼如下所示：

TomcatEmbeddedServletContainerFactory.java
@Override
public EmbeddedServletContainer getEmbeddedServletContainer(
        ServletContextInitializer... initializers) {
    Tomcat tomcat = new Tomcat();   // 實例化 apache Tomcat 
    File baseDir = (this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory
            : createTempDir("tomcat"));
    tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
    // 創(chuàng)建 Connector 組件，默認使用org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol
    Connector connector = new Connector(this.protocol); 
    tomcat.getService().addConnector(connector);
    // 支持對 Connector 進行自定義設(shè)置，比如設(shè)置線程池、最大連接數(shù)等
    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);
    return getTomcatEmbeddedServletContainer(tomcat);

首先是實例化Tomcat對象，然后創(chuàng)建Connector組件，并且對Connector進行相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，同時也允許我們通過TomcatConnectorCustomizer接口進行自定義的設(shè)置。OK，創(chuàng)建了Tomcat實例之后，需要創(chuàng)建TomcatEmbeddedServletContainer，它依賴Tomcat對象，在構(gòu)造方法中便會啟動 Tomcat 容器，從而完成各個組件的啟動流程

public TomcatEmbeddedServletContainer(Tomcat tomcat, boolean autoStart) {
    Assert.notNull(tomcat, "Tomcat Server must not be null");
    this.tomcat = tomcat;
    this.autoStart = autoStart;
    initialize();
}
private void initialize() throws EmbeddedServletContainerException {
    synchronized (this.monitor) {
        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();
        Context context = findContext();
        ContextBindings.bindClassLoader(context, getNamingToken(context),
                    getClass().getClassLoader());
        // Unlike Jetty, all Tomcat threads are daemon threads. We create a
        // blocking non-daemon to stop immediate shutdown
        startDaemonAwaitThread();
    }

到此這篇關(guān)于SpringBoot集成tomcat詳解實現(xiàn)過程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot集成tomcat內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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