SpringBoot应用启动内置Tomcat的过程源码分析

下面我将为您详细讲解“SpringBoot应用启动内置Tomcat的过程源码分析”。

SpringBoot应用启动流程

SpringBoot能够提供如此简单易用的开发体验，离不开对应用启动过程的封装和自动配置。下面是SpringBoot应用启动的大体流程：

1. SpringBoot启动类加载：在启动类的main方法中触发SpringApplication.run()方法，通过实例化SpringApplication，完成对SpringBoot应用的初始化和启动。
2. 加载SpringBoot配置：SpringApplication完成基本的初始化后，会根据classpath中的配置文件对应的配置，加载相应的配置信息，并应用到Spring Boot环境中。
3. 创建Spring上下文：SpringBoot框架会自动创建一个Spring上下文（内部是使用AnnotationConfigApplicationContext实现），并加载应用的配置和自动配置Bean。容器启动过程中，会扫描bean的定义，并尝试创建它们，并把它们注入到Spring容器中。
4. 执行Spring Boot自动配置：SpringBoot在启动过程中配置了一些常用的Bean，以及通过自动配置帮助开发者快速搭建应用框架所需要的Bean。
5. 注册Servlet、Filter、Listener：SpringBoot能够帮助我们自动注册Servlet、Filter、Listener等Web组件。这些组件都被Tomcat支持，所以我们的应用需要启动Tomcat.
6. 启动Tomcat：SpringBoot在启动时，默认内嵌了Tomcat作为Web容器。

SpringBoot内置Tomcat启动过程分析

当我们引入spring-boot-starter-web依赖后，SpringBoot会默认使用内置的Tomcat作为Web容器，让我们来看一下Tomcat内嵌启动的过程：

1. 配置Tomcat参数

在SpringBoot启动环节中，spring-boot-starter-web依赖会自动配置Tomcat的启动参数。在org.springframework.boot.autoconfigure.web.embedded.TomcatWebServerFactoryCustomizer中，会给Tomcat容器设置端口、上下文根、获取参数等一系列参数。

1. 创建Tomcat Server

接下来，org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletWebServerFactoryConfiguration中，会创建并返回一个Tomcat的ServletWebServerFactory。

1. 配置Tomcat Server

org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletWebServerFactoryCustomizer会配置Tomcat Server，为其注册Connector、Context、ErrorHandler、Executor等。其中，包括注册ServletContainerInitializer。

1. 添加配置（Filter、Servlet等）

org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.ServletContextInitializerBeans为当前的WebApp添加Web组件，比如Filter、Servlet等。它会扫描当前classpath里的一些类，识别其中的ServletContextInitializer，通过RegistrationBean将其添加到Web容器中去。

1. 启动Tomcat Server

在创建和配置完Tomcat Server对象之后，org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatWebServer调用Tomcat的start()方法启动Tomcat，启动完成后，自动打印出Tomcat的启动日志。

示例

接下来，我将提供两个示例：

示例1：使用内置Tomcat服务器

1. 创建一个SpringBoot项目：

shell
$ mkdir demo && cd demo
$ curl https://start.spring.io/starter.zip -d dependencies=web -o demo.zip
$ unzip demo.zip && rm demo.zip

1. 编写Controller

在src/main/java/com/demo/SampleController.java文件中编写以下代码：

```java
@RestController
public class SampleController {

   @RequestMapping("/")
   String home() {
       return "Hello World!";
   }

}
```

1. 启动SpringBoot应用

shell
$ ./mvnw spring-boot:run

然后，你将看到SpringBoot成功启动，浏览器访问 http://localhost:8080 访问，页面输出 Hello World!。

示例2：集成自定义Filter

1. 添加Filter依赖

在pom.xml的dependencies下，添加如下配置：

xml
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
<version>4.0.1</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>

1. 添加Filter配置

在src/main/java/com/demo/MyFilter.java文件中编写一个自定义Filter：

java
public class MyFilter implements Filter {
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
System.out.println("Init MyFilter...");
}
@Override
public void destroy() {
System.out.println("Destroy MyFilter...");
}
@Override
public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
System.out.println("MyFilter starts...");
filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
System.out.println("MyFilter ends...");
}
}

1. 注册Filter

在src/main/java/com/demo/FilterConfig.java中编写以下代码：

java
@Configuration
public class FilterConfig {
@Bean
public FilterRegistrationBean<MyFilter> filterRegistrationBean() {
FilterRegistrationBean<MyFilter> registrationBean = new FilterRegistrationBean<MyFilter>();
registrationBean.setFilter(new MyFilter());
registrationBean.addUrlPatterns("/*");
return registrationBean;
}
}

1. 测试

最后编写Controller测试一下，如下所示：

java
@RestController
public class SampleController {
@GetMapping("/hello")
public String hello() {
return "Hello World!";
}
}

启动应用后，在浏览器中访问 http://localhost:8080/hello，页面会输出 Hello World!，并且控制台会输出以下日志信息：

Initializing Spring embedded WebApplicationContext
Root WebApplicationContext: initialization completed in xxx ms
MyFilter starts...
MyFilter ends...