Spring Boot中Tomcat是怎么启动的

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2022-12-11
Kafka 官方设计文档
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标签   Tomcat SpringBoot

Spring Boot一个非常突出的优点就是不需要我们额外再部署Servlet容器，它内置了多种容器的支持。我们可以通过配置来指定我们需要的容器。

本文以我们平时最常使用的容器Tomcat为列来介绍以下两个知识点:

  • Spring Boot是怎么整合启动Tomcat容器的；
  • 在Spring Boot中，怎么进行Tomcat的深度配置。

Spring Boot整合启动Tomcat的流程

对于看源代码，每个人都有自己的方法。我自己在看源代码的时候喜欢结合IDEA的Debug功能一起看。比如说现在我们要研究Spring Boot是在哪个环节点启动Tomcat的， 我的思路是：Tomcat在启动时会调用各个组件的init方法和start方法，那么我只需要在这些方法上打上端点，然后就能在调用栈上看出Spring Boot是在哪个环节点启用 Tomcat的了。

按照这个思路，我在Tomcat的Connector组件的init方法上打了端点，通过调用栈能很清楚的看出Spring Boot是在容器的onRefresh方法中调用Tomcat的。

protected void onRefresh() {
    super.onRefresh();
    try {
        this.createWebServer();
    } catch (Throwable var2) {
        throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", var2);
    }
}

img

找到了调用点，那么一切都好办了。从上面的方法中可以看出，重点内容就在this.createWebServer()这个方法中。

在Spring Boot中使用的容器类是ServletWebServerApplicationContext系列的容器，这个系列的容器可以内嵌Web容器。这个我们 可以从这个容器的属性和方法中可以看出来。

public class ServletWebServerApplicationContext extends GenericWebApplicationContext implements ConfigurableWebServerApplicationContext {
    //...省略部分代码 
    public static final String DISPATCHER_SERVLET_NAME = "dispatcherServlet";
    //内嵌容器 
    private volatile WebServer webServer;
    private ServletConfig servletConfig;
   
    //...省略部分代码 
    //创建Web容器 
    private void createWebServer() {
        WebServer webServer = this.webServer;
        ServletContext servletContext = this.getServletContext();
        //webServer和servletContext都是null，表示还没创建容器，进入创建容器的逻辑 
        if (webServer == null && servletContext == null) {
            //获取创建容器的工厂，可以通过WebServerFactoryCustomizer接口对这个工厂进行自定义设置 
            ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();
            //具体的创建容器的方法，我们进去具体看下 
            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();
    }
}

下面是TomcatServletWebServerFactory的getWebServer方法。

public class TomcatServletWebServerFactory的getWebServer{
//...
 
@Override
public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
    //创建Tomcat容器 
    Tomcat tomcat = new Tomcat();
    File baseDir = (this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory
            : createTempDir("tomcat"));
    tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
    //创建连接器，默认NIO模式，可以通过WebServerFactoryCustomizer改变具体模式 
    Connector connector = new Connector(this.protocol);
    tomcat.getService().addConnector(connector);
    //自定义连接器
    customizeConnector(connector);
    tomcat.setConnector(connector);
    tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
    configureEngine(tomcat.getEngine());
    //可以通过WebServerFactoryCustomizer添加额外的连接器，这边将这些连接器绑定到Tomcat 
    for (Connector additionalConnector : this.additionalTomcatConnectors) {
        tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
    }
    //组测Listener、Filter和Servlet，自定义Context等操作 
    //这个方法可以重点看下
    prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
    //创建TomcatWebServer，并调用start方法 
    return getTomcatWebServer(tomcat);
}
 
//内嵌的Tomcat容器
public TomcatWebServer(Tomcat tomcat, boolean autoStart) {
    Assert.notNull(tomcat, "Tomcat Server must not be null");
    this.tomcat = tomcat;
    this.autoStart = autoStart;
        //这边触发Tomcat的启动流程，是Tomcat启动的入口点
    initialize();
}
//...省略部分代码
}

img

至此Spring Boot内嵌的Tomcat已将顺序启动了。那么Spring Boot是在什么时候注册DispatchServlet的呢？

配置Listener、Filter和Servlet

Spring Boot配置Listener、Filter和Servlet可以參考我之前写的文章Spring Boot使用嵌入式容器，那怎么配置自定义Filter呢

推荐使用ServletListenerRegistrationBean、FilterRegistrationBean和ServletRegistrationBean的方式注册Listener、Filter和Servlet。

Spring Boot注册DispatcherServlet

在传统的Spring MVC项目中，我们都会在web.xml中注册DispatcherServlet这个入口类，那么在Spring Boot中是在哪里注册的呢？

大家如果看Spring Boot的源代码，这边有个小技巧大家可以参考下。就是Spring Boot把之前传统项目中的配置项都通过AutoConfig的形式 做配置了。所以这边在寻找DispatcherServlet是在哪里配置的也可以顺着这个思路去寻找。

在IDEA的类查找功能中输入DispatcherServlet关键字，我们能看到一个DispatcherServletAutoConfiguration类。从名字上就能看出这个 类是DispatcherServlet的自动配置类，我们点进去看下是否是在这个类内部注册的DispatcherServlet？

@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
@Configuration
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)
@ConditionalOnClass(DispatcherServlet.class)
@AutoConfigureAfter(ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.class)
@EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class)
public class DispatcherServletAutoConfiguration {
 
  /*
   * The bean name for a DispatcherServlet that will be mapped to the root URL "/"
   */ 
  public static final String DEFAULT_DISPATCHER_SERVLET_BEAN_NAME = "dispatcherServlet";
 
  /*
   * The bean name for a ServletRegistrationBean for the DispatcherServlet "/"
   */ 
  public static final String DEFAULT_DISPATCHER_SERVLET_REGISTRATION_BEAN_NAME = "dispatcherServletRegistration";
 
  @Configuration 
  @Conditional(DefaultDispatcherServletCondition.class) 
  @ConditionalOnClass(ServletRegistration.class) 
  @EnableConfigurationProperties(WebMvcProperties.class) 
  protected static class DispatcherServletConfiguration {
 
    private final WebMvcProperties webMvcProperties;
 
    public DispatcherServletConfiguration(WebMvcProperties webMvcProperties) {
      this.webMvcProperties = webMvcProperties;
    }
 
    @Bean(name = DEFAULT_DISPATCHER_SERVLET_BEAN_NAME) 
    public DispatcherServlet dispatcherServlet() {
      DispatcherServlet dispatcherServlet = new DispatcherServlet();
      dispatcherServlet.setDispatchOptionsRequest(
          this.webMvcProperties.isDispatchOptionsRequest());
      dispatcherServlet.setDispatchTraceRequest(
          this.webMvcProperties.isDispatchTraceRequest());
      dispatcherServlet.setThrowExceptionIfNoHandlerFound(
          this.webMvcProperties.isThrowExceptionIfNoHandlerFound());
      return dispatcherServlet;
    }
 
    @Bean 
    @ConditionalOnBean(MultipartResolver.class) 
    @ConditionalOnMissingBean(name = DispatcherServlet.MULTIPART_RESOLVER_BEAN_NAME) 
    public MultipartResolver multipartResolver(MultipartResolver resolver) {
      // Detect if the user has created a MultipartResolver but named it incorrectly 
      return resolver;
    }
 
  }
 
  @Configuration 
  @Conditional(DispatcherServletRegistrationCondition.class) 
  @ConditionalOnClass(ServletRegistration.class) 
  @EnableConfigurationProperties(WebMvcProperties.class) 
  @Import(DispatcherServletConfiguration.class) 
  protected static class DispatcherServletRegistrationConfiguration {
 
    private final ServerProperties serverProperties;
 
    private final WebMvcProperties webMvcProperties;
 
    private final MultipartConfigElement multipartConfig;
 
    public DispatcherServletRegistrationConfiguration(
        ServerProperties serverProperties, WebMvcProperties webMvcProperties,
        ObjectProvider<MultipartConfigElement> multipartConfigProvider) {
      this.serverProperties = serverProperties;
      this.webMvcProperties = webMvcProperties;
      this.multipartConfig = multipartConfigProvider.getIfAvailable();
    }
 
        //很熟悉的代码有没有，ServletRegistrationBean就是我们上一节中介绍的注册Servlet的方式 
        //只不过这边注册的是DispatcherServlet这个特殊的Servlet 
    @Bean(name = DEFAULT_DISPATCHER_SERVLET_REGISTRATION_BEAN_NAME) 
    @ConditionalOnBean(value = DispatcherServlet.class, name = DEFAULT_DISPATCHER_SERVLET_BEAN_NAME) 
    public ServletRegistrationBean<DispatcherServlet> dispatcherServletRegistration(
        DispatcherServlet dispatcherServlet) {
      ServletRegistrationBean<DispatcherServlet> registration = new ServletRegistrationBean<>(
          dispatcherServlet,
          this.serverProperties.getServlet().getServletMapping());
      registration.setName(DEFAULT_DISPATCHER_SERVLET_BEAN_NAME);
      registration.setLoadOnStartup(
          this.webMvcProperties.getServlet().getLoadOnStartup());
      if (this.multipartConfig != null) {
        registration.setMultipartConfig(this.multipartConfig);
      }
      return registration;
    }
 
  }
 
//...省略部分代码
}

好了通过这边的介绍，我们直到DispatcherServlet是通过DispatcherServletAutoConfiguration这个自动配置类注册的。

Spring Boot中关于Tomcat的一些其他配置

img

img

img

img

这边给出一个配置的列子

server: 
  port: ${port:9999} 
  tomcat: 
    accept-count: 200 
    #最好进行这段配置，默认会在tmp目录下创建，Linux有时会有定时任务删除tmp目录下的内容 
    basedir: my-tomcat 
    accesslog: 
      enabled: true 
      pattern: '%t %a "%r" %s %S (%b M) (%D ms)' 
      max-http-post-size: 2MB 
      max-swallow-size: 2M 
    uri-encoding: GBK 
    threads: 
      max: 100 
      min-spare: 10

具体使用时可以参考Spring Boo官网关于Tomcat的配置。

一些其他类

Spring Boot还提供了很多自定义类，让用户对Tomcat的组件做自定义配置。这个符合Spring的设计哲学：只提供选择，而不是强制用户使用某项技术。

关于Tomcat的自定义配置类还有以下几个，大家可以按需使用。

  • WebServerFactoryCustomizer接口：自定义Web容易工厂
  • WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor处理类：WebServerFactoryCustomizer类通过WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor类生效
  • TomcatConnectorCustomizer：连接器自定义处理类
  • TomcatContextCustomizer：Context自定义接口
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