SpringBoot 启动原理

背景

1> 大家都知道SpringBoot是通过main函数启动的，这里面跟踪代码到处都没有找到while(true)，为什么启动后可以一直跑？

2> SpringBoot默认使用tomcat作为web容器。大家也可以通过在pom文件中exclusion掉tomcat，denpendency jetty 的方法来使用jetty。那SpringBoot是怎么做到在不同web容器之间切换的呢？

3> 传统的web容器比如jetty本质上是直接通过java start.jar 来启动，之后来加载spring上下文的，SpringBoot通过main函数是怎么来启动web容器的呢？

本文就这三个问题展开论述。

问题1分析

问题1很简单，启动后一直跑是因为启动了线程池。原理就是有非deamon的线程在跑。Java虚拟机规范定义要等所有用户线程都运行完才会退出。

所以这个原理就和下面启动线程池一样





程序员修炼之道教我们：不要假定，要证明。虽然jetty使用线程池是常识，我们也来跟踪下源码，看看线程池是在哪里初始化的：

org.springframework.boot.web.embedded.jetty.JettyServletWebServerFactory类里，创建Server的使用使用线程池作为初始化参数。然后创建了socket连接来监听端口。（对于socket连接有之前没接触过的，可以自己查一下。建议动手实践。《Java异常处理总结》这篇文章里有不错的简单小例子可以实操下。）



到这里，大家应该都明白了为什么启动后一直不停。但是又有疑问了：JettyServletWebServerFactory是个什么东东？

问题2分析

关于问题2，我们写个最简单的类来debug一下：



进入SpringAppication.run的源码可以看到，里面创建了一个context，默认是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。一初始化，在Bean定义里就加载了spring开天辟地的5个Bean。



继续向下执行走到AbstractApplicationContext的refresh方法，执行到onRefresh时，你进入方法里发现实际上执行的是

ServletWebServerApplicationContext的onFresh



这里面实际只做了一件事：创建web服务。



进入这个方法，debug到getWebServerFactory





来看一下：





获取的正式JettyServletWebServerFactory。为啥不是TomcatServlet呢？ServletWebServerFactoryAutoConfiguration的源码很好的说明了这个问题。源码的大意是当tomcat依赖存在就用tomcat，不然就按顺序找jetty存不存在，不存在再找Undertow存不存在。找到了就返回这个bean作为Servlet的工厂类。

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@Configuration@AutoConfigureOrder(-2147483648)@ConditionalOnClass({ServletRequest.class})@ConditionalOnWebApplication(    type = Type.SERVLET)@EnableConfigurationProperties({ServerProperties.class})@Import({ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.BeanPostProcessorsRegistrar.class, EmbeddedTomcat.class, EmbeddedJetty.class, EmbeddedUndertow.class})public

 class ServletWebServerFactoryAutoConfiguration {

    public

 ServletWebServerFactoryAutoConfiguration() {

    }

    @Bean    public

 ServletWebServerFactoryCustomizer servletWebServerFactoryCustomizer(ServerProperties serverProperties) {

        return

 new ServletWebServerFactoryCustomizer(serverProperties);

    }

    @Bean    @ConditionalOnClass(        name = {"org.apache.catalina.startup.Tomcat"}    )    public

 TomcatServletWebServerFactoryCustomizer tomcatServletWebServerFactoryCustomizer(ServerProperties serverProperties) {

        return

 new TomcatServletWebServerFactoryCustomizer(serverProperties);

    }

    public

 static class BeanPostProcessorsRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, BeanFactoryAware {

        private

 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory;

        public

 BeanPostProcessorsRegistrar() {

        }

        public

 void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {

            if

 (beanFactory instanceof ConfigurableListableBeanFactory) {

                this.beanFactory = (ConfigurableListableBeanFactory)beanFactory;            }

        }

        public

 void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {

            if

 (this.beanFactory != null) {

                this.registerSyntheticBeanIfMissing(registry, "webServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor", WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor.class);                this.registerSyntheticBeanIfMissing(registry, "errorPageRegistrarBeanPostProcessor", ErrorPageRegistrarBeanPostProcessor.class);            }        }

        private

 void registerSyntheticBeanIfMissing(BeanDefinitionRegistry registry, String name, Class<?> beanClass) {

            if

 (ObjectUtils.isEmpty(this.beanFactory.getBeanNamesForType(beanClass, true, false))) {

                RootBeanDefinition beanDefinition = new

 RootBeanDefinition(beanClass);

                beanDefinition.setSynthetic(true);                registry.registerBeanDefinition(name, beanDefinition);            }

        }    }}

至此第二个问题也真相大白。

问题3分析

第三个问题是传统的web容器比如jetty本质上是直接通过java start.jar 来启动，之后来加载spring上下文的，SpringBoot通过main函数是怎么来启动web容器。

这个问题在前面问题分析过程中也给了很多线索。我们来回顾下：SpringApplication.run里会创建Spring的应用上下文，默认是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。首先会加载Spring开天辟地的5个Bean。然后它初始化各种Bean工厂。

SpringBoot在ServletWebServerApplicationContext中重载了onRefresh方法，除了以前Spring默认的onRefresh方法外还增加了createWebServer方法，在这个方法中对Web容器进行了初始化工作。

+ View Code

因为选择servlet容器是类似于使用基于条件的注解方式。因为当exclusion掉tomcat后，只有jetty满足条件，所以会加载JettyServletWebServerFactory。

通过getWebServer方法会new一个WebServer对象，new对象的方法会调用initialize方法，在这个方法中会对容器进行初始化并启动。

而容器启动的基本原理就是创建个线程池和网络套接字。用线程去处理套接字读写的内容。

总结

文本用带有少许说明的三个问题开场展开论述，实际是使用了麦肯锡大法中的SCQA架构。

SCQA架构是金字塔模型里面突出的一个论述方法，即“情境（Situation）、冲突（Complication）、问题（Question）、答案（Answer）”。可以帮助我们在陈述事实时条理更为清晰、有效。

SCQA其实只是麦肯锡做了总结。这个方法李清照都在用：

昨夜雨疏风骤，浓睡不消残酒 （情境）

试问卷帘人，却道海棠依旧（冲突）

知否，知否（问题）

应是绿肥红瘦（答案）

文章正文看似一步步回答问题，实际上在讲述怎样去看spring源码，了解spring原理的一个过程。即：带着问题去看，debug跟踪源码验证 的方法。