SpringBoot——嵌入式Servlet容器自动配置原理以及启动原理

最新推荐文章于 2025-05-13 09:53:52 发布

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分类专栏： springboot 文章标签： spring java spring boot tomcat

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44730681/article/details/107722759

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本文详细介绍了SpringBoot中嵌入式Servlet容器（如Tomcat）的自动配置和启动原理，包括自动配置类如何注册后置处理器、创建定制器并初始化容器，以及启动过程中对Tomcat的配置和启动流程。通过分析Spring Boot不同版本的差异，展示了SpringBoot如何根据依赖创建并启动Tomcat服务器。

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0 嵌入式Servlet容器自动配置原理以及启动原理的步骤
1 嵌入式Servlet容器自动配置原理（以Tomcat为例）
- 1.1 简单介绍
2 嵌入式Servlet容器启动原理（以Tomcat为例）
- 2.1 SpringBoot启动时，启动Tomcat的原理
- 2.2 嵌入式的Servlet容器工厂创建tomcat容器，初始化并启动容器
  - 2.2.1 嵌入式Servlet容器工厂的自动配置类
  - 2.2.2 嵌入式的Servlet容器工厂的配置类

版本说明：

Spring Boot 2.x 版本：嵌入式Servlet容器自动配置是通过 WebServerFactoryCustomizer定制器来定制的；
Spring Boot 1.x 版本：是通过 EmbeddedServletContainerCustomizer 嵌入式的Servlet容器定制器来定制的。

SpringBoot官方文档：
Embedded Web Servers、
Embedded Servlet Container Support

参考博客：https://cloud.tencent.com/developer/article/1551867

0 嵌入式Servlet容器自动配置原理以及启动原理的步骤

步骤：

SpringBoot 启动时，根据导入的依赖信息，自动创建对应的 WebServerFactoryCustomizer（web服务工厂定制器）；
WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor（web服务工厂定制器组件的后置处理器）获取所有类型为web服务工厂定制器的组件（包含实现WebServerFactoryCustomizer接口，自定义的定制器组件），依次调用customize方法，定制Servlet容器配置；
嵌入式的Servlet容器工厂创建Tomcat容器，初始化并启动容器。

1 嵌入式Servlet容器自动配置原理（以Tomcat为例）

1.1 简单介绍

SpringBoot默认使用Tomcat作为嵌入式的Servlet容器,
这里所谓的嵌入式服务器就是，SpringBoot使用 apache组织提供的Tomcat的API来配置和定制Tomcat服务。

SpringBoot在启应用动时都会加载各个jar包下的/META-INF/spring.factories文件，读取其中的org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration类型的所有自动配置类，从而达到自动配置的效果。

而我们的servlet容器的自动配置也是从这个配置文件着手,在spring-boot-autoconfigure-2.3.1.RELEASE.jar包下的/META-INF/spring.factories配置文件中，有一个自动配置类，是用于Servlet容器的自动配置的。

// ServletWebServerFactoryAutoConfiguration 就是嵌入式servlet容器的自动配置类
org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletWebServerFactoryAutoConfiguration,\

ServletWebServerFactoryAutoConfiguration是嵌入式Servlet容器的自动配置类，这个类的主要作用是
创建TomcatServletWebServerFactory工厂类，
创建TomcatServletWebServerFactoryCustomizer定制器类，
创建FilterRegistrationBean注册ForwardedHeaderFilter(ForwardedHeaderFilter会从Forwarded,X-Forwarded-Host,X-Forwarded-Port或者X-Forwarded-Proto中获取跳转信息)，
同时很关键的一步是注册后置处理器webServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor，

只要Application类一启动，就会执行run方法，
run经过一系列调用会通过ServletWebServerApplicationContext的onRefresh方法创建ioc容器，

然后通过createWebServer方法，createWebServer方法会去ioc容器里扫描是否有对应的ServletWebServerFactory工厂类(TomcatServletWebServerFactory是其中一种)，

扫描得到，就会触发webServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor后置处理器类，
这个处理器类会获取TomcatServletWebServerFactoryCustomizer定制器，并调用customize方法进行定制，

这时候工厂类起作用，调用getWebServer方法进行Tomcat属性配置和引擎设置等等，
再创建TomcatWebServer启动Tomcat容器。

2 嵌入式Servlet容器启动原理（以Tomcat为例）

2.1 SpringBoot启动时，启动Tomcat的原理

主要是围绕 ServletWebServerApplicationContext 类进行

（1）我们启动springboot应用时，都是直接运行主程序的main方法，然后调用里面的SpringApplication类的run方法。

（2）调用run方法时，会调用该类自己的 refreshContext 方法，这个方法的作用是创建IOC容器对象，并且初始化IOC容器，创建容器中的每一个组件。

（3）在该类的reflesh方法中，再调用了ServletWebServerApplicationContext类的 reflesh 方法，刷新刚才的IOC容器后（这个方法其实是继承AbstractApplicationContext类的）,在该方法中又调用onreflesh 方法（这个方法则是ServletWebServerApplicationContext类重写AbstractApplicationContext类的），最后在onreflesh中调用createWebServer方法，创建 WebServer对象。

（4）createWebServer方法，该方法最终能够获取到一个与当前应用（根据我们导入的依赖来获取）所导入的Servlet类型相匹配的web服务工厂TomcatServletWebServerFactory，通过该工厂就可以获取到相应的 WebServerFactoryCustomizer （Web服务工厂定制器），在调用该工厂的getWebServer方法，创建->初始化->启动Tomcat。

注：createWebServer方法执行期间，我们其实会来到EmbeddedWebServerFactoryCustomizerAutoConfiguration，然后根据条件（配置的依赖）配置哪一个Web服务器。

* 在SpringBoot的run启动时，会判断当前所处环境。

* 如果是Web环境则通过创建一个`ServletWebServerApplicationContext`，执行构造函数的refresh方法，

* 在refresh方法内执行onRefresh方法，执行createWebServer方法，这个方法会根据当前应用是内置还是外置发布方式来决定以何种方式获取web服务器。

* 如果是内置方式则通过`TomcatServletWebServerFactory`工厂类来获取一个首选的web服务器，然后进行服务器的初始化配置，应用加载生效以及服务器启动的操作。

2.2 嵌入式的Servlet容器工厂创建tomcat容器，初始化并启动容器

2.2.1 嵌入式Servlet容器工厂的自动配置类

ServletWebServerFactoryAutoConfiguration

// 标注这是一个配置类
@Configuration(
    proxyBeanMethods = false
)
// 决定配置类的加载顺序的，当注解里的值越小越先加载
@AutoConfigureOrder(-2147483648)
// 表示当前必须有 servlet-api 依赖存在
@ConditionalOnClass({
   ServletRequest.class})
// 仅仅基于Servlet的web应用程序
@ConditionalOnWebApplication(
    type = Type.SERVLET
)
// 向IOC容器中添加ServerProperties组件
@EnableConfigurationProperties({
   ServerProperties.class})
// 向IOC容器中注入一些组件
@Import({
   ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.BeanPostProcessorsRegistrar.class,  
            EmbeddedTomcat.class, 
            EmbeddedJetty.class, 
            EmbeddedUndertow.class})
public class ServletWebServerFactoryAutoConfiguration {
   
    //略
}

从@Import注解可以看到，这个配置类向容器中批量添加组件，支持添加三种web服务器（Tomcat、Jetty、Undertow），而具体要配置哪个服务器，由ServletWebServerFactoryConfiguration决定，同时还定义了配置的顺序Tomcat>Jetty>Undertow，意思就是当环境中有Tomcat满足的依赖时就会优先使用Tomcat，依次往后推。

综合来看，ServletWebServerFactoryConfiguration 自动配置类作了以下几件事：

向IOC容器中添加了内部类 BeanPostProcessorsRegistrar 这个bean后置处理器注册器组件，这个组件也是向IOC容器中添加组件后置处理器，这里添加的是 WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor服务器工厂的定制器的后置处理器 ,对于xxxBeanPostProcessor来说，都是bean的后置处理器，即在bean创建完成后，在其初始化前后进行拦截处理。注册的后置处理器类WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor，在ioc容器启动的时候会调用。
向IOC容器中添加了 ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedTomcat 等嵌入容器相关配置（这里以 tomcat 相关的配置为例）。
向IOC容器中添加了ServletWebServerFactoryCustomizer、TomcatServletWebServerFactoryCustomizer 两个WebServerFactoryCustomizer 类型的 bean。

1> 注册后置处理器（BeanPostProcessorsRegistrar）

部分代码

// ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.BeanPostProcessorsRegistrar.class
public static class BeanPostProcessorsRegistrar implements Impor

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