SpringBoot启动嵌入式Tomcat的实现步骤
Spring Boot在内部启动了一个嵌入式Web容器。
Tomcat是组件化设计,所以就是启动这些组件。
Tomcat独立部署模式是通过startup脚本启动,Tomcat中的Bootstrap和Catalina会负责初始化类加载器,并解析server.xml和启动这些组件。
内嵌模式,Bootstrap和Catalina的工作由Spring Boot代劳,Spring Boot调用Tomcat API启动这些组件。
Spring Boot中Web容器相关接口
WebServer
为支持各种Web容器,Spring Boot抽象出嵌入式Web容器,定义WebServer接口:
Web容器比如Tomcat、Jetty去实现该接口
ServletWebServerFactory
创建Web容器,返回的就是上面提到的WebServer。
public interface ServletWebServerFactory { WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers); }
ServletContextInitializer入参表示ServletContext的初始化器,用于ServletContext中的一些配置:
public interface ServletContextInitializer { void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException; }
getWebServer会调用ServletContextInitializer#onStartup,即若想在Servlet容器启动时做一些事情,比如注册自己的Servlet,可以实现一个ServletContextInitializer,在Web容器启动时,Spring Boot会把所有实现ServletContextInitializer接口的类收集起来,统一调其onStartup。
WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor
一个BeanPostProcessor,为定制化嵌入式Web容器,在postProcessBeforeInitialization过程中去寻找Spring容器中WebServerFactoryCustomizer类型的Bean,并依次调用WebServerFactoryCustomizer接口的customize方法做一些定制化。
public interface WebServerFactoryCustomizer<T extends WebServerFactory> { void customize(T factory); }
创建、启动嵌入式Web容器
Spring的ApplicationContext,其抽象实现类AbstractApplicationContext#refresh
用来新建或刷新一个ApplicationContext,在refresh中会调用onRefresh,AbstractApplicationContext的子类可以重写onRefresh实现Context刷新逻辑。
因此重写 ServletWebServerApplicationContext#onRefresh 创建嵌入式Web容器:
重写onRefresh方法,调用createWebServer创建和启动Tomcat。
createWebServer
private void createWebServer() { // WebServer是Spring Boot抽象出来的接口,具体实现类就是不同Web容器 WebServer webServer = this.webServer; ServletContext servletContext = this.getServletContext(); // 若Web容器尚未创建 if (webServer == null && servletContext == null) { // 通过Web容器工厂创建 ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory(); // 传入一个"SelfInitializer" this.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()}); } else if (servletContext != null) { try { this.getSelfInitializer().onStartup(servletContext); } catch (ServletException var4) { ... } } this.initPropertySources(); }
getWebServer
以Tomcat为例,主要调用Tomcat的API去创建各种组件:
public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) { // 1.实例化一个Tomcat【Server组件】 Tomcat tomcat = new Tomcat(); // 2. 创建一个临时目录 File baseDir = this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory : this.createTempDir("tomcat"); tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath()); // 3.初始化各种组件 Connector connector = new Connector(this.protocol); tomcat.getService().addConnector(connector); this.customizeConnector(connector); tomcat.setConnector(connector); tomcat.getHost().setAutoDeploy(false); this.configureEngine(tomcat.getEngine()); // 4. 创建定制版的"Context"组件 this.prepareContext(tomcat.getHost(), initializers); return this.getTomcatWebServer(tomcat); }
prepareContext的Context指Tomcat的Context组件,为控制Context组件行为,Spring Boot自定义了TomcatEmbeddedContext类,继承Tomcat的StandardContext:
注册Servlet
有@RestController,为什么还要自己去注册Servlet给Tomcat?
可能有些场景需要注册你自己写的一个Servlet提供辅助功能,与主程序分开。
Sprong Boot 不注册Servlet 给Tomcat 直接用 @Controller 就能实现Servlet功能是为啥呢?
因为Sprong Boot默认给我们注册了DispatcherSetvlet。
Servlet注解
在Spring Boot启动类上加上 @ServletComponentScan 注解后,使用@WebServlet、@WebFilter、@WebListener标记的Servlet、Filter、Listener就可以自动注册到Servlet容器。
在Web应用的入口类上加上@ServletComponentScan,并且在Servlet类上加上@WebServlet,这样Spring Boot会负责将Servlet注册到内嵌的Tomcat中。
ServletRegistrationBean
Spring Boot提供了
- ServletRegistrationBean
- FilterRegistrationBean
- ServletListenerRegistrationBean
分别用来注册Servlet、Filter、Listener。
假如要注册一个Servlet:
返回一个ServletRegistrationBean,并将它当作Bean注册到Spring,因此你需要把这段代码放到Spring Boot自动扫描的目录中,或者放到**@Configuration**标识的类中。
Spring会把这种类型的Bean收集起来,根据Bean里的定义向Tomcat注册Servlet。
动态注册
可以创建一个类去实现ServletContextInitializer接口,并把它注册为一个Bean,Spring Boot会负责调用这个接口的onStartup。
实现ServletContextInitializer接口的类会被spring管理,而不是被Servlet容器管理。
@Component public class MyServletRegister implements ServletContextInitializer { @Override public void onStartup(ServletContext servletContext) { // Servlet 3.0规范新的API ServletRegistration myServlet = servletContext .addServlet("HelloServlet", HelloServlet.class); myServlet.addMapping("/hello"); myServlet.setInitParameter("name", "Hello Servlet"); } }
ServletRegistrationBean也是通过ServletContextInitializer实现的,它实现了ServletContextInitializer接口。
注意到onStartup方法的参数是我们熟悉的ServletContext,可以通过调用它的addServlet方法来动态注册新的Servlet,这是Servlet 3.0以后才有的功能。
通过 ServletContextInitializer 接口可以向 Web 容器注册 Servlet,实现 ServletContextInitializer 接口的Bean被speing管理,但是在什么时机触发其onStartup()方法的呢?
通过 Tomcat 中的 ServletContainerInitializer 接口实现者,如TomcatStarter,创建tomcat时设置了该类,在tomcat启动时会触发ServletContainerInitializer实现者的onStartup()方法,在这个方法中触发ServletContextInitializer接口的onStartup()方法,如注册DispatcherServlet。
DispatcherServletRegistrationBean实现了ServletContextInitializer接口,它的作用就是向Tomcat注册DispatcherServlet,那它是在什么时候、如何被使用的呢?
prepareContext方法调用了另一个私有方法configureContext,这个方法就包括了往Tomcat的Context添加ServletContainerInitializer对象:
context.addServletContainerInitializer(starter, NO_CLASSES);
其中有DispatcherServletRegistrationBean。
定制Web容器
如何在Spring Boot中定制Web容器。在Spring Boot 2.0中可通过如下方式:
ConfigurableServletWebServerFactory
通用的Web容器工厂,定制Web容器通用参数:
@Component public class MyGeneralCustomizer implements WebServerFactoryCustomizer<ConfigurableServletWebServerFactory> { public void customize(ConfigurableServletWebServerFactory factory) { factory.setPort(8081); factory.setContextPath("/hello"); } }
TomcatServletWebServerFactory
通过特定Web容器工厂进一步定制。
给Tomcat增加一个Valve,这个Valve的功能是向请求头里添加traceid,用于分布式追踪。
class TraceValve extends ValveBase { @Override public void invoke(Request request, Response response) throws IOException, ServletException { request.getCoyoteRequest().getMimeHeaders(). addValue("traceid").setString("1234xxxxabcd"); Valve next = getNext(); if (null == next) { return; } next.invoke(request, response); } }
跟方式一类似,再添加一个定制器:
@Component public class MyTomcatCustomizer implements WebServerFactoryCustomizer<TomcatServletWebServerFactory> { @Override public void customize(TomcatServletWebServerFactory factory) { factory.setPort(8081); factory.setContextPath("/hello"); factory.addEngineValves(new TraceValve() ); } }
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