SpringBoot啟動原理-有解無憂

背景

1> 大家都知道SpringBoot是通過main函式啟動的，這里面跟蹤代碼到處都沒有找到while(true)，為什么啟動后可以一直跑？

2> SpringBoot默認使用tomcat作為web容器，大家也可以通過在pom檔案中exclusion掉tomcat，denpendency jetty 的方法來使用jetty，那SpringBoot是怎么做到在不同web容器之間切換的呢？

3> 傳統的web容器比如jetty本質上是直接通過java start.jar 來啟動，之后來加載spring背景關系的，SpringBoot通過main函式是怎么來啟動web容器的呢？

本文就這三個問題展開論述，

問題1分析

問題1很簡單，啟動后一直跑是因為啟動了執行緒池，原理就是有非deamon的執行緒在跑，Java虛擬機規范定義要等所有用戶執行緒都運行完才會退出，

所以這個原理就和下面啟動執行緒池一樣

程式員修煉之道教我們：不要假定，要證明，雖然jetty使用執行緒池是常識，我們也來跟蹤下原始碼，看看執行緒池是在哪里初始化的：

org.springframework.boot.web.embedded.jetty.JettyServletWebServerFactory類里，創建Server的使用使用執行緒池作為初始化引數，然后創建了socket連接來監聽埠，（對于socket連接有之前沒接觸過的，可以自己查一下，建議動手實踐，《Java例外處理總結》這篇文章里有不錯的簡單小例子可以實操下，）

到這里，大家應該都明白了為什么啟動后一直不停，但是又有疑問了：JettyServletWebServerFactory是個什么東東？

問題2分析

關于問題2，我們寫個最簡單的類來debug一下：

進入SpringAppication.run的原始碼可以看到，里面創建了一個context，默認是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，一初始化，在Bean定義里就加載了spring開天辟地的5個Bean，

繼續向下執行走到AbstractApplicationContext的refresh方法，執行到onRefresh時，你進入方法里發現實際上執行的是

ServletWebServerApplicationContext的onFresh

這里面實際只做了一件事：創建web服務，

進入這個方法，debug到getWebServerFactory

來看一下：

獲取的正式JettyServletWebServerFactory，為啥不是TomcatServlet呢？ServletWebServerFactoryAutoConfiguration的原始碼很好的說明了這個問題，原始碼的大意是當tomcat依賴存在就用tomcat，不然就按順序找jetty存不存在，不存在再找Undertow存不存在，找到了就回傳這個bean作為Servlet的工廠類，

@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);
            }

        }
    }
}

至此第二個問題也真相大白，

問題3分析

第三個問題是傳統的web容器比如jetty本質上是直接通過java start.jar 來啟動，之后來加載spring背景關系的，SpringBoot通過main函式是怎么來啟動web容器，

這個問題在前面問題分析程序中也給了很多線索，我們來回顧下：SpringApplication.run里會創建Spring的應用背景關系，默認是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，首先會加載Spring開天辟地的5個Bean，然后它初始化各種Bean工廠，

SpringBoot在ServletWebServerApplicationContext中多載了onRefresh方法，除了以前Spring默認的onRefresh方法外還增加了createWebServer方法，在這個方法中對Web容器進行了初始化作業，

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <version>${spring.boot.version}</version>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
        </exclusion>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
        <exclusion>
            <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
            <artifactId>jackson-databind</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>
    <version>${spring.boot.version}</version>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.eclipse.jetty.aggregate</groupId>
            <artifactId>jetty-all</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

因為選擇servlet容器是類似于使用基于條件的注解方式，因為當exclusion掉tomcat后，只有jetty滿足條件，所以會加載JettyServletWebServerFactory，

通過getWebServer方法會new一個WebServer物件，new物件的方法會呼叫initialize方法，在這個方法中會對容器進行初始化并啟動，

而容器啟動的基本原理就是創建個執行緒池和網路套接字，用執行緒去處理套接字讀寫的內容，

總結

文本用帶有少許說明的三個問題開場展開論述，實際是使用了麥肯錫大法中的SCQA架構，

SCQA架構是金字塔模型里面突出的一個論述方法，即“情境（Situation）、沖突（Complication）、問題（Question）、答案（Answer）”，可以幫助我們在陳述事實時條理更為清晰、有效，

SCQA其實只是麥肯錫做了總結，這個方法李清照都在用：

昨夜雨疏風驟，濃睡不消殘酒（情境）

試問卷簾人，卻道海棠依舊（沖突）

知否，知否（問題）

應是綠肥紅瘦（答案）

文章正文看似一步步回答問題，實際上在講述怎樣去看spring原始碼，了解spring原理的一個程序，即：帶著問題去看，debug跟蹤原始碼驗證的方法，

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