分析SpringBoot的啟動原理
背景
1> 大家都知道SpringBoot是通過main函數(shù)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(rèn)使用tomcat作為web容器。大家也可以通過在pom文件中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(tǒng)的web容器比如jetty本質(zhì)上是直接通過java start.jar 來啟動,之后來加載spring上下文的,SpringBoot通過main函數(shù)是怎么來啟動web容器的呢?
本文就這三個(gè)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?yàn)閱恿司€程池。原理就是有非deamon的線程在跑。Java虛擬機(jī)規(guī)范定義要等所有用戶線程都運(yùn)行完才會退出。
所以這個(gè)原理就和下面啟動線程池一樣
程序員修煉之道教我們:不要假定,要證明。雖然jetty使用線程池是常識,我們也來跟蹤下源碼,看看線程池是在哪里初始化的:
org.springframework.boot.web.embedded.jetty.JettyServletWebServerFactory類里,創(chuàng)建Server的使用使用線程池作為初始化參數(shù)。然后創(chuàng)建了socket連接來監(jiān)聽端口。(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(shí)踐。《Java異常處理總結(jié)》這篇文章里有不錯(cuò)的簡單小例子可以實(shí)操下。)
到這里,大家應(yīng)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(gè)什么東東?
問題2分析
關(guān)于問題2,我們寫個(gè)最簡單的類來debug一下:
進(jìn)入SpringAppication.run的源碼可以看到,里面創(chuàng)建了一個(gè)context,默認(rèn)是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。一初始化,在Bean定義里就加載了spring開天辟地的5個(gè)Bean。
繼續(xù)向下執(zhí)行走到AbstractApplicationContext的refresh方法,執(zhí)行到onRefresh時(shí),你進(jìn)入方法里發(fā)現(xiàn)實(shí)際上執(zhí)行的是
ServletWebServerApplicationContext的onFresh
這里面實(shí)際只做了一件事:創(chuàng)建web服務(wù)。
進(jìn)入這個(gè)方法,debug到getWebServerFactory
來看一下:
獲取的正式JettyServletWebServerFactory。為啥不是TomcatServlet呢?ServletWebServerFactoryAutoConfiguration的源碼很好的說明了這個(gè)問題。源碼的大意是當(dāng)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。找到了就返回這個(gè)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(gè)問題也真相大白。
問題3分析
第三個(gè)問題是傳統(tǒng)的web容器比如jetty本質(zhì)上是直接通過java start.jar 來啟動,之后來加載spring上下文的,SpringBoot通過main函數(shù)是怎么來啟動web容器。
這個(gè)問題在前面問題分析過程中也給了很多線索。我們來回顧下:SpringApplication.run里會創(chuàng)建Spring的應(yīng)用上下文,默認(rèn)是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。首先會加載Spring開天辟地的5個(gè)Bean。然后它初始化各種Bean工廠。
SpringBoot在ServletWebServerApplicationContext中重載了onRefresh方法,除了以前Spring默認(rèn)的onRefresh方法外還增加了createWebServer方法,在這個(gè)方法中對Web容器進(jìn)行了初始化工作。
<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?yàn)檫x擇servlet容器是類似于使用基于條件的注解方式。因?yàn)楫?dāng)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(gè)WebServer對象,new對象的方法會調(diào)用initialize方法,在這個(gè)方法中會對容器進(jìn)行初始化并啟動。
而容器啟動的基本原理就是創(chuàng)建個(gè)線程池和網(wǎng)絡(luò)套接字。用線程去處理套接字讀寫的內(nèi)容。
總結(jié)
文本用帶有少許說明的三個(gè)問題開場展開論述,實(shí)際是使用了麥肯錫大法中的SCQA架構(gòu)。
SCQA架構(gòu)是金字塔模型里面突出的一個(gè)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(shí)時(shí)條理更為清晰、有效。
SCQA其實(shí)只是麥肯錫做了總結(jié)。這個(gè)方法李清照都在用:
昨夜雨疏風(fēng)驟,濃睡不消殘酒 (情境)
試問卷簾人,渠道海棠依舊(沖突)
知否,知否(問題)
應(yīng)是綠肥紅瘦(答案)
文章正文看似一步步回答問題,實(shí)際上在講述怎樣去看spring源碼,了解spring原理的一個(gè)過程。即:帶著問題去看,debug跟蹤源碼驗(yàn)證 的方法。
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