我们一起学学嵌入式Web容器

开始之前呢，我们带着几个问题去学习：,1、Spring Boot 嵌入式Web容器是什么？,2、整体流程或结构是怎样的？,3、核心部分是什么？,4、怎么实现的？,在当今的互联网场景中，与终端用户交互的应用大多数是 Web 应用，其中 Java Web 应用尤为突出，其对应的 Java Web 容器发展至今也分为 Servlet Web 容器和 Reactive Web 容器，前者的使用率大概占比是百分之九十左右，其具体的实现有 Tomcat、Jetty 和 Undertow；而后者出现较晚，且技术栈体系并未完全成熟，还有待时间验证可行性，它的默认实现为 Netty Web Server。其中的 Servlet 规范与三种 Servlet 容器的版本关系如下：,以上 Web 容器均被 Spring Boot 嵌入至其中作为其核心特性，来简化 Spring Boot 应用启动流程。Spring Boot 通过 Maven 依赖来切换应用的嵌入式容器类型，其对应的 Maven jar 分别是：,前三者是 Servlet Web 实现，最后则是 Reactive Web 的实现。值得注意的是，当我们引用的是 Servlet Web 功能模块时，它会自动集成 Tomcat ，里面包含了 Tomcat 的 Maven 依赖包，也就是说 Tomcat 是默认的 Servlet Web 容器。Servlet Web 模块的 Maven 依赖如下：,而如果引用的是 Reactive Web 功能模块时，则会默认集成 netty Web Server 。Reactive Web 模块的依赖如下：,不过，上面的三种 Servlet Web 容器也能作为 Reactive Web 容器 ，并允许替换默认实现 Netty Web Server，因为 Servlet 3.1+容器同样满足 Reactive 异步非阻塞特性。,接下来，我们重点讨论嵌入式 Web 容器的启动流程。,Spring Boot 嵌入式容器启动时会先判断当前的应用类型，是 Servlet Web 还是 Reactive Web ，之后会创建相应类型的 ApplicationContext 上下文，在该上下文中先获取容器的工厂类，然后利用该工厂类创建具体的容器。接下来，我们进行详细讨论。,从 Spring Boot 启动类开始：,先来看看，获取应用类型的过程，进入 run 的重载方法：,以上，在 SpringApplication 的构造阶段确定了当前应用的类型，该类型名称存储在 webApplicationType 字段中。,接着进入容器启动流程，进入重载的 run 方法中：,AbstractApplicationContext 是 Spring 应用上下文的核心启动类，Spring 的 ioc 从这里就开始进入创建流程。在后续在 Spring 系列的文章中会进行详细讨论，我们这里只关注容器创建的部分。,这里以 Servlet web 为例，具体上下文对象是
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，该类实现了 ServletWebServerApplicationContext 类，onRefresh 方法由该类进行重写。,TomcatServletWebServerFactory 是创建 Tomcat 的 Web 容器工厂类，但这个工厂类是如何被创建的呢？这里将会在文章的第三部分进行详细讨论。,TomcatWebServer 是具体的容器对象，在其对应的工厂类中进行创建，其实现了 WebServer 接口，并在该对象中进行 Tomcat 的启动流程。,到这里，Web 容器的启动流程就结束了，以上是以 Servlet Web 及其具体的 Tomcat 容器为例子进行的讨论，这也是大部分开发者常用的体系。接着来对整个过程做一个总结。,上面说过， Web 容器对象是由其对应的工厂类进行创建的，那容器工厂类又是怎么创建呢？我们这里就来看一看。在《Spring Boot 自动装配（二）》的 1.2 小节说过， Spring Boot 启动时，会读取所有 jar 包中 META-INF 文件夹下的 spring.factories 文件，并加载文件中定义好的类，如：,其中有一个
ServletWebServerFactoryAutoConfiguration 类：,该类通过 @Import 导入了
ServletWebServerFactoryConfiguration 中的三个内部类，这三个内部类就是用来创建容器工厂，我们进入其中查看具体实现：,可以看到，主要是通过引入相应 Web 容器的 Maven 依赖，来判断容器对应的 Class 是否存在，存在则创建相应的容器工厂类。,最后，来对 Spring Boot 嵌入式 Web 容器做一个整体的总结。Spring Boot 支持的两大 Web 容器体系，一个是 Servlet Web ，另一个是 Reactive Web ，它们都有其具体的容器实现，相信大多数开发者使用的都是前者，且最常用的容器实现也是 Tomcat，所以这篇文章主要讨论的也是 Spring Boot 启动 Tomcat 嵌入式容器的流程。