SpringBoot源码（自动装配、内嵌Tomcat）

文章目录

依赖管理
一、WebMvcAutoConfiguration
- [1.1 Filter](#1.1 Filter)
- [1.2 Interceptor](#1.2 Interceptor)
二、源码解析
- [2.1 SpringApplication](#2.1 SpringApplication)
- - [2.1.1 构造方法](#2.1.1 构造方法)
  - [2.1.2 run(args)](#2.1.2 run(args))
- [2.2 SpringApplicationRunListeners](#2.2 SpringApplicationRunListeners)
- [2.3 prepareEnvironment](#2.3 prepareEnvironment)
- [2.4 createApplicationContext](#2.4 createApplicationContext)
- [2.5 prepareContext](#2.5 prepareContext)
- [2.6 refreshContext](#2.6 refreshContext)
- - 自动装配
  - - - getAutoConfigurationMetadata
      - [去重 + 排除 + @conditional](#去重 + 排除 + @conditional)
      - 1、去重-getExclusions
        
        2、排除-getExclusions
        
        3、@conditional-filter
      - 自定义自动装配类
- [2.7 tomcat组件](#2.7 tomcat组件)
- - 2.7.1定义
  - [2.7.2 tomcat组件](#2.7.2 tomcat组件)
  - - Server
    - Service
    - Connector
    - - [3.1 Endpoint](#3.1 Endpoint)
      - [3.2 Processor](#3.2 Processor)
      - [3.3 Adapter](#3.3 Adapter)
    - Container
    - - **Engine**
      - [**Host 虚拟主机**](#Host 虚拟主机)
      - **Context上下文**
      - **Wrapper包装器**
  - [2.7.3 组件Lifecycle](#2.7.3 组件Lifecycle)
- [2.8 内嵌tomcat](#2.8 内嵌tomcat)
- - [2.8.1 getWebServerFactory](#2.8.1 getWebServerFactory)
  - [2.8.2 getWebServer](#2.8.2 getWebServer)
  - - tomcat-所有组件init
    - tomcat-engine-启动
- [2.9 finishRefresh](#2.9 finishRefresh)
- - [2.9.1 startWebServer-NioEndpoint启动](#2.9.1 startWebServer-NioEndpoint启动)
  - [2.9.2 publishEvent](#2.9.2 publishEvent)
- [2.10 stop-tomcat](#2.10 stop-tomcat)
注解
- @SpringBootApplication

依赖管理

pom依赖管理

1）在SpringBoot项目中，根pom内容

xml 复制代码

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.1.6.RELEASE</version>
</parent>

2）此spring-boot-starter-parent-2.1.6.RELEASE.pom中仍有父pom

xml 复制代码

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    <version>2.1.6.RELEASE</version>
    <relativePath>../../spring-boot-dependencies</relativePath>
</parent>

3）spring-boot-dependencies-2.1.6.RELEASE.pom

java 复制代码

<properties>
    <!-- 指定了我们常用中间件的版本号-->	
	<spring.version>5.1.8.RELEASE</spring.version>
	<byte-buddy.version>1.9.13</byte-buddy.version>
	<commons-lang3.version>3.8.1</commons-lang3.version>
    <elasticsearch.version>6.4.3</elasticsearch.version>
    <gson.version>2.8.5</gson.version>
    <jedis.version>2.9.3</jedis.version>
    <kafka.version>2.0.1</kafka.version>
    <lombok.version>1.18.8</lombok.version>
    <mysql.version>8.0.16</mysql.version>
    <netty.version>4.1.36.Final</netty.version>
    <rabbit-amqp-client.version>5.4.3</rabbit-amqp-client.version>
    <spring-amqp.version>2.1.7.RELEASE</spring-amqp.version>
    <spring-kafka.version>2.2.7.RELEASE</spring-kafka.version>
	----
</properties>
 

<!-- SpringBoot支持提供的场景启动器starter-->	
<dependencyManagement>
    <dependencies>
      <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot</artifactId>
        <version>2.1.6.RELEASE</version>
      </dependency>
    
      <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-test-autoconfigure</artifactId>
        <version>2.1.6.RELEASE</version>
      </dependency>
    
     <!-- 指定了我们常用中间件的版本号-->	
  </dependencies> 
</dependencyManagement>

这样我们在项目根pom中引入中间件时，就无需再指定version。当然如果指定version，则以我们指定的version版本为主

Web依赖

1、我们在项目根pom中，引入了web依赖

<dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
     <version>3.0.6</version>
</dependency>

2、spring-boot-starter-web-3.0.6.pom中

xml 复制代码

<dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
      <version>3.0.6</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-web</artifactId>
      <version>6.0.8</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
      <version>6.0.8</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    
  </dependencies>

又引入了tomcat 和 spring-webmvc

3、依赖传递

因为spring-boot-starter-web-3.0.6.pom中有spring-webmvc的依赖
又因为我们项目根pom中，依赖了spring-boot-starter-web-3.0.6
所以根pom有spring-webmvc的依赖
所以，在我们项目中，就可以使用@Controller注解（org.springframework.web.bind.annotation）是spring-web下的内容

4、其它场景的starter

除了spring-boot-starter-web引入Web，还可以引入其它场景的依赖启动器

地址：SpringBoot提供的常见依赖启动器

自定义starter

1、背景

有些中间件，SpringBoot没有为其提供启动器，如mybatis、Druid。这些中间件自己主动与SpringBoot完成整合，提供了启动器

java 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
    <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.1.4</version>
</dependency>

所以，从名称上看，mybaits不是spring-boot-starter-mybatis，而是mybatis-spring-boot-starter。

说明了mybaits不是SpringBoot本身就提供的启动器

注意：

SpringBoot提供的starter，在引入时，可以不指定版本号，因为parsent的parent：spring-boot-dependencies-2.1.6.RELEASE.pom中指定了默认版本号
但是SpringBoot没有提供的starter就必须自己指定版本号

2、整合redis

1）starter

xml 复制代码

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/spring-boot-starter-data-redis -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

<dependency>
     <groupId>org.springframework.data</groupId>
     <artifactId>spring-data-redis</artifactId>
     <version>2.1.9.RELEASE</version>
</dependency>

2）配置redis

applicaiton.properties

spring.redis.host=127.0.0.1
spring.redis.port=6379

3）测试

java 复制代码

@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;//或者RedisTemplate
  
@Test
public void t() {
    String name = "mjp";
    Integer age = 18;
    
    String key = stringRedisTemplate.opsForValue().get(name);
    if (StringUtils.isBlank(key)) {
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(name, String.valueOf(age));
    }
}

去redis客户端工具中

redis的安装，参考我另一篇：redis安装

java 复制代码

get name

一、WebMvcAutoConfiguration

在SpringBoot中主要作用于Web MVC的自动配置，包括视图解析器、静态资源配置、MVC配置、消息转换器和异常处理等。

1.1 Filter

1、背景

参考我设计模式：设计模式Java实战

2、使用

Filter1

java 复制代码

public class MyFilter1 implements Filter{
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        // 先拦截req
		System.out.println("======================filter-req");
        HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;
        String uri = httpRequest.getRequestURI();
        if (StringUtils.isNoneBlank(uri)) {
            String[] split = uri.split("/");
            if (split.length > 2) {
                String firstParam = split[2]; // 第一个参数
                //return;//终止执行业务逻辑
            }

        }
        chain.doFilter(request, response);//执行目标方法
        // 再拦截resp
        System.out.println("======================filter1-resp");
    }
}

Filter2

java 复制代码

public class MyFilter2 implements Filter{
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("===========================filter2-req");
        chain.doFilter(request, response);
        System.out.println("===========================filter2-resp");
    }
}

注入Spring

java 复制代码

@Configuration
public class WebConfig {

    @Bean
    public FilterRegistrationBean<MyFilter> myFilter1 (){
        FilterRegistrationBean<MyFilter> bean = new FilterRegistrationBean<>(new MyFilter());
        bean.setOrder(2);//指定生效顺序
        bean.setUrlPatterns(Sets.newHashSet("/query/*"));//指定拦截的请求路径
        return bean;
    }

    @Bean
    public FilterRegistrationBean<MyFilter2> myFilter2 (){
        FilterRegistrationBean<MyFilter2> bean = new FilterRegistrationBean<>(new MyFilter2());
        bean.setOrder(1);
        bean.setUrlPatterns(Sets.newHashSet("/query/*"));// 不指定，则默认"/*"
        return bean;
    }
}

3、补充

作用域是Tomcat容器级别的。所以默认对所有的Servlet进行Filter

1.2 Interceptor

1、作用域

MVC框架的一部分

2、自定义拦截器

java 复制代码

@Component
public class MyHandlerInterceptor implements HandlerInterceptor {
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
            throws Exception {
        // 为false会拦截请求，true会放行
        // 业务逻辑
        // eg：根据req内容查询，请求是否合法、用户是否存在等。如果不满足，则请求被拦截掉，return false
        System.out.println("=====================MyHandlerInterceptor-req符合，放行");
        return true;
    }

    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler,
                            @Nullable ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        System.out.println("=====================MyHandlerInterceptor-resp");
    }

    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler,
                                 @Nullable Exception ex) throws Exception {
        // 一定会执行，类似finally
        System.out.println("finally==============================");
    }
}

3、将自定义拦截器添加到拦截器链

java 复制代码

@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Resource
    private MyHandlerInterceptor myHandlerInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        // 添加自定义拦截器，并指定要拦截的路径
        registry.addInterceptor(myHandlerInterceptor)
//                .addPathPatterns("/**") // 拦截所有路径，或者指定具体的路径
                .addPathPatterns("/query/*") // 拦截所有路径，或者指定具体的路径
                .excludePathPatterns("/login"); // 排除某些路径
    }
}

4、Filter + HandlerInterceptor整体执行流程

java 复制代码

=====================filter-req
=====================MyHandlerInterceptor-req符合，放行
=====do业务方法=======
=====================MyHandlerInterceptor-resp
=====================MyHandlerInterceptor-finally
=====================filter-resp

1）http请求 -->> Filter1#doFilter

过滤req1
chain.doFilter -->> ApplicationFilterChain#doFilter ,找到下一个Filter2，Filter2#doFilter
过滤req2
chain.doFilter -->> ApplicationFilterChain#doFilter，找不到下一个Filter了，执行servlet.service

2）servlet.service

java 复制代码

父->子关系 以及 各自方法
    
HttpServlet(3.service、4.doGet)
	FrameworkServlet(2.service、5.doGet、6.processRequest 、7.doService)
		DispatcherServlet(1.service 、8.doService、9.doDispatch)

servlet.service-- >> DispatcherServlet#service -->>父类FrameworkServlet#service -->> super.service即HttpServlet#service

获取方法类型GET（或Post） -->>doGet（或doPost） -->> 子类FrameworkServlet重写#doGet

-->>processRequest -->> doService

-->> 子类DispatcherServlet#doService -->> doDispatch

3）doDispatch

java 复制代码

// Determine handler for the current request.
// 1.找到我们的Controller
mappedHandler = getHandler(processedRequest);

// 2.适配
HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());

// 3.是否前置拦截applyPreHandle，ture则放行，false则拦截。不执行后续的业务方法
// 执行拦截器链的一系列applyPreHandle
if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
	return;
}

// 4.执行业务方法，即本次请求的方法
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());

// 5.后置方法
mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);

二、源码解析

2.1 SpringApplication

java 复制代码

SpringApplication.run(ApplicationLoader.class, args);

内部代码等价

java 复制代码

SpringApplication springApplication = new SpringApplication(ApplicationLoader.class);
springApplication.run(args);

SpringApplication类定义

执行以下步骤来启动Spring应用程序

创建ApplicationContext-Spring上下文
刷新应用上下文，加载所有单例bean

2.1.1 构造方法

1、填充webApplicationType

属性：REACTIVE、NONE、SERVLET（这里是SERVLET）

2、自动装配Initializers

1）读取spring.factories内容

spring-boot-2.1.6.RELEASE.jar!/META-INF/spring.factories，封装为map

补充：springboot中总共有2个spring.factories文件，一个为上述路径，还有一个路径为：

spring-boot-autoconfigure-2.1.6.RELEASE.jar!\META-INF\spring.factories，这个和自动装配@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)注解有关

2）根据key，获取val集合

key：ApplicationContextInitializer
val：spring.factories中key是ApplicationContextInitializer类对应的val

3）将val集合List<String全类名>实例化

通过ClassForName实例化

4)将上述自动装配map，存cache，便于下一此直接从缓存中读取，避免再次加载

3、自动装配Listeners

过程同2，不过map根据key获取val，此map注解从cache中获取。

key为：ApplicationListener

2.1.2 run(args)

java 复制代码

springApplication.run(args);

其中，可以定义args：在IDEA中设置方式如图3所示

这样在启动时，args就为"--debug"

作用：可以人为设置参数，比如"--debug"，可以打印自动装配过程日志信息

2.2 SpringApplicationRunListeners

1、内容

1）从spring-boot-2.1.6.RELEASE.jar!/META-INF/spring.factories中

获取key：SpringApplicationRunListener

对应的val：org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener

这里可以直接从cache中读取，无需从spring.factories中加载了

2）创建SpringApplicationRunListeners

将val：EventPublishingRunListener作为属性，通过构造方法，填充给SpringApplicationRunListeners

2、启动监听

java 复制代码

SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
listeners.starting();

-->> EventPublishingRunListener#starting

java 复制代码

this.initialMulticaster.multicastEvent(
	new ApplicationStartingEvent(this.application, this.args)
);

这里发布的第一个事件：1、ApplicationStartingEvent

Spring观察者模式内容参考我另一篇：Spring源码剖析-Spring观察者模式

创建一个事件：应用程序启动事件
获取多播器initialMulticaster
- 内含监听器listener
- 这些监听器就是SpringApplication构造方法中，自动装配Listeners
- 然后执行supportsEvent过滤，留下能够监听ApplicationStartingEvent事件的监听器
进行广播事件：multicastEvent
- 循环获取监听器
- 执行invokeListener(listener, event) -->> listener.onApplicationEvent(event)

多播器会循环调用监听器的处理方法，将应用程序启动此事件，进行了广播给监听器进行处理。

2.3 prepareEnvironment

方法内容：加载环境变量、配置文件等

java 复制代码

private ConfigurableEnvironment prepareEnvironment(SpringApplicationRunListeners listeners,ApplicationArguments applicationArguments) {
	//1.创建environment，加载propertySources
	ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment();
	
	//2.填充activeProfiles属性：spring.profiles.active
	configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs());
    
    // 3.读取properties、xml、yaml后缀文件
	listeners.environmentPrepared(environment);
    
	bindToSpringApplication(environment);
	if (!this.isCustomEnvironment) {
		environment = new EnvironmentConverter(getClassLoader())
		.convertEnvironmentIfNecessary(environment,deduceEnvironmentClass());
	}
	
	ConfigurationPropertySources.attach(environment);
	return environment;
}

加载propertySources

getOrCreateEnvironment

根据webApplicationType类型SERVLET，new StandardServletEnvironment()
调用其爷爷的构造方法，执行customizePropertySources --> 孙子StandardServletEnvironment#customizePropertySources
完成servletContextInitParams、servletConfigInitParams两个ProertySource的加载
再调用父类customizePropertySources ，完成systemEnvironment和systemProperties两个PropertySource的加载

至此environment中propertySources属性中有4和资源配置

填充activeProfiles属性

configureEnvironment

主要内容就是，填充activeProfiles属性。

假如我们在IDEA的在VM Options中：-Dspring.profiles.active = prod，则此时

environment中activeProfiles属性中有一个值"prod"

读取properties、xml、yaml后缀文件

listeners.environmentPrepared

-->> EventPublishingRunListener#environmentPrepared -->> multicastEvent

获取所有listener，并过滤监留下听ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件的监听器

这里发布的第二个事件：2、ApplicationEnvironmentPreparedEvent

其中最重要的监听器ConfigFileApplicationListener

-- >>invokeListener(listener, event) -->> doInvokeListener -->> listener.onApplicationEvent(event)-->>onApplicationEnvironmentPreparedEvent

java 复制代码

private void onApplicationEnvironmentPreparedEvent(ApplicationEnvironmentPreparedEvent event) {
    // 从spring.factories中找到key：EnvironmentPostProcessor对应的val集合
	List<EnvironmentPostProcessor> postProcessors = loadPostProcessors();
    // 将ConfigFileApplicationListener监听器本身也加入val集合
	postProcessors.add(this);
	AnnotationAwareOrderComparator.sort(postProcessors);
    // 遍历val集合，最重要的是：执行ConfigFileApplicationListener#postProcessEnvironment
	for (EnvironmentPostProcessor postProcessor : postProcessors) {
		postProcessor.postProcessEnvironment(event.getEnvironment(), event.getSpringApplication());
	}
}

-->> ConfigFileApplicationListener#postProcessEnvironment -->> addPropertySources

java 复制代码

new Loader(environment, resourceLoader).load()

1、new Loader

java 复制代码

this.propertySourceLoaders = SpringFactoriesLoader.loadFactories(
	PropertySourceLoader.class,getClass().getClassLoader()
);

从spring.factories读取key：PropertySourceLoader对应的val集合

java 复制代码

# PropertySource Loaders
org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=\
org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,\
org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader

PropertiesPropertySourceLoader：读取.properties文件和 .xml文件
YamlPropertySourceLoader：读取.yaml文件和 .yml文件

2、laod

-->> addLoadedPropertySources

将application.properties文件中内容加载到propertySources集合中（同理加载yml），至此propertySources中有五个元素

servletContextInitParams
servletConfigInitParams
systemEnvironment
systemProperties
classpath:/application.properties

2.4 createApplicationContext

1、方法内容

根据webApplicationType类型获取对应的上下文class类：Class.forName（AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext）
通过反射ctor.newInstance()，创建上下文对象

2、构造函数

java 复制代码

public AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext() {
	this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);
	this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
}

创建DefaultListableBeanFactory

java 复制代码

父子关系
GenericApplicationContext
	GenericWebApplicationContext
		ServletWebServerApplicationContext
			AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext

执行AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext构造方法之前，会先调用父类的构造方法，一层一层直到GenericApplicationContext

java 复制代码

public GenericApplicationContext() {
    // 创建了beanFactory
	this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
}

AnnotationBeanDefinitionReader

加载5个internalXxxProcessor（bfpp）到bdMap中，如图1所示

ClassPathBeanDefinitionScanner

后续invokeBfpp时，会使用此Scanner，对配置类进行解析，生成对应的beanDefinition

2.5 prepareContext

方法内容：为context上下文对象填充属性

applyInitializers

获取模块2.1中Initializers，即从spring.factories中读取到的7个Initializer
依次遍历执行他们的initialize
完成对context上下文的属性填充

主要填充了context的BeanFactoryPostProcessors属性、applicationListeners属性

为beanFactory设置属性

allowBeanDefinitionOverriding = false

Spring 容器中有相同名称的多个 Bean 定义时，是否允许后续的 Bean 定义覆盖先前的定义

false：如果尝试注册一个已经存在的 Bean 定义，将会抛出一个异常

创建启动类beanDefinition

java 复制代码

// 获取primarySource，即启动类
Set<Object> sources = getAllSources();

// 将启动类抽取为BeanDefinition，存入bdMap
load(context, sources.toArray(new Object[0]));

listeners.contextLoaded

这里发布的第三个事件：3、ApplicationPreparedEvent

至此三个事件：

ApplicationStartingEvent
ApplicationEnvironmentPreparedEvent
ApplicationPreparedEven

均被多播器SimpleApplicationEventMulticaster广播了出去，对此三个事件感兴趣的监听器，也完成了监听处理动作

2.6 refreshContext

对应Spring中的refresh方法。即IOC

此部分的源码剖析，参考我另一篇：Spring源码剖析

自动装配

具体流程参考我的另一篇：Spring源码剖析中第二章节IOC的法五中的@Import注解解析

这里只补充下，自动装配后的过滤逻辑：

java 复制代码

getAutoConfigurationEntry(getAutoConfigurationMetadata(), annotationMetadata)

getAutoConfigurationMetadata

1、方法内容

从META-INF/spring-autoconfigure-metadata.properties路径下读取配置类的依赖类信息，封装成map

文件内容如图15所示
封装的map即autoConfigurationMetadata（自动装配类.条件=值）

2、方法作用

为了后续将自动装配的类，进行Filter操作，只留下符合项目需要的自动装配类

1）autoConfigurationMetadata中内容

k1：org.springframework.boot.autoconfigure.aop.AopAutoConfiguration.ConditionalOnClass

v1：

org.aspectj.lang.annotation.Aspect,
org.aspectj.lang.reflect.Advice,
org.aspectj.weaver.AnnotatedElement,
org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy

2）我们看下AopAutoConfiguration此自动装配类的内容

java 复制代码

@Configuration
@ConditionalOnClass({ EnableAspectJAutoProxy.class, Aspect.class, Advice.class, AnnotatedElement.class })
public class AopAutoConfiguration {
}

@ConditionalOnClass注解中属性：EnableAspectJAutoProxy、Aspect、Advice。

去重 + 排除 + @conditional

java 复制代码

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata,
			AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    
	AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
    //1.自动装配-120个
	List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
    //2.去重后，仍为120个
	configurations = removeDuplicates(configurations);
    
    // 3.排除后，119个
	Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
    configurations.removeAll(exclusions);//排除

	// 4.自动装配类@conditional注解修饰后，还剩下
	configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);

    // 返回最终剩下的
	return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
}

在自动装配完成后，key：，对应的val集合中有装配类 120个，如图4所示

1、去重-getExclusions

2、排除-getExclusions

java 复制代码

// 这个要被排除的类的全路径org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.类名;
@SpringBootApplication(exclude = DataSourceAutoConfiguration.class)
public class ApplicationLoader {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication springApplication = new SpringApplication(ApplicationLoader.class);
        springApplication.run(args);
    }
}

排除前：自动装配类，如图5所示
排除后：自动装配，没有此类了，剩下119个自动装配类，如图6所示

3、@conditional-filter

3.1 步骤一：从spring.factories中获取key：AutoConfigurationImportFilter对应的val集合：用于filter

java 复制代码

g.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportFilter=\

org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnBeanCondition,\
org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnClassCondition,\
org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnWebApplicationCondition

三折共同的父类FilteringSpringBootCondition 实现了Condition接口，重写了match方法，用于匹配

3.2 使用这三个Filter，过滤候选的119个自动装配类

java 复制代码

//依次遍历Filter
// 使用Filter，在autoConfigurationMetadata内容下，判断候选装配类在classpath路径下是否有指定的(Condition)的bean、class等
// 需要的，则留下，不需要的则skipped = true
for (AutoConfigurationImportFilter filter : getAutoConfigurationImportFilters()) {
	invokeAwareMethods(filter);
	boolean[] match = filter.match(candidates, autoConfigurationMetadata);
	for (int i = 0; i < match.length; i++) {
		if (!match[i]) {
			skip[i] = true;
			candidates[i] = null;
			skipped = true;
		}
	}
}

filter.match(candidates, autoConfigurationMetadata)

1）candidates：就119个候选装配类

2）autoConfigurationMetadata，即map：自动装配的类.条件 = 值

根据下面的条件注解@ConditionalOnXxx和元数据autoConfigurationMetadata进行筛选，如果其条件满足（即所有条件注解和元数据条件都通过），则将其标记为匹配成功。

3.3这里以2个自动装配类为例，

(这里参考2.1.2 run(args)，配置--debug参数，便于观察自动装配filter日志信息）
@ConditionalOnXxx相关注解含义如图2所示：即系统中满足指定的条件，才会去实例化此对象

作用：配置类中某些地方会使用到Xxx.方法，这就要求Xxx必须存在，否则npe

其中

类org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration因符合条件被留下来

java 复制代码

matched:
      - @ConditionalOnClass found required classes 'javax.sql.DataSource', 'org.springframework.jdbc.datasource.embedded.EmbeddedDatabaseType' (OnClassCondition)

类org.springframework.boot.autoconfigure.kafka.KafkaAutoConfiguration因为不符合条件被过滤掉

java 复制代码

Did not match:
    - @ConditionalOnClass did not find required class 	'org.springframework.kafka.core.KafkaTemplate' (OnClassCondition)

3.1）DataSourceAutoConfiguration

java 复制代码

// 和@Conditional相关注解如下
@Configuration
@ConditionalOnClass({ DataSource.class, EmbeddedDatabaseType.class })
public class DataSourceAutoConfiguration {
    
}

自动装配类DataSourceAutoConfiguration被@ConditionalOnClass注解修饰
此注解的作用：系统中有指定的类时，自动装配生效
获取@ConditionalOnClass注解内容：DataSource和EmbeddedDatabaseType
我pom文件中，引入了mysql-connector-java相关依赖，所以beanFactory中有DataSource类

3.2）KafkaAutoConfiguration

java 复制代码

// 和@Conditional相关注解如下
@Configuration
@ConditionalOnClass(KafkaTemplate.class)
public class KafkaAutoConfiguration {

}

自动装配类KafkaAutoConfiguration被@ConditionalOnClass注解修饰
此注解的作用：系统中有指定的类时，自动装配生效
我的pom文件中，未引入任何与kafak相关的依赖
所以filter.match(candidates, autoConfigurationMetadata) -->>

filter.match(KafkaAutoConfiguration, autoConfigurationMetadata)不符合条件，会过滤掉

自定义自动装配类

java 复制代码

@Configuration
@ConditionalOnBean(UserController.class)
public class MyAutoConfig {
}

@Configuration
@ConditionalXxx相关注解

java 复制代码

MyAutoConfig matched:
      - @ConditionalOnBean (types: com.mjp.tx.UserController; SearchStrategy: all) found bean 'userController' (OnBeanCondition)

自定义的装配类被加载了

2.7 tomcat组件

因为Springboot内嵌了tomcat。这里前置先分析下tomcat的源码，为后续getWebServer方法剖析作铺垫

2.7.1定义

tomcat是web服务器，本质是Servlet容器
Servlet容器是一个接口规则，定义了Java类被Tomcat服务器识别的规则

2.7.2 tomcat组件

整体组件架构图如图7所示

Server

1、定义

表示一个Tomcat实例

2、结构

包括多个Service服务

Service

1、定义

提供服务来处理请求的组件

2、结构

包括多个Connector和一个Container

Connector

1、定义

是客户端连接到Tomcat容器的服务点，使得客户端可以通过Connector与服务器建立连接、发送请求并接收响应
每个连接器监控一个指定的IP及端口，并通过指定的协议做出响应

java 复制代码

<Service name="Catalina">
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443"/>
    
    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443"/>
    ...
<Service/>

2、具体实现

Coyote

3、结构

如图8所示

3.1 Endpoint

1）定义

通信端点即通信监听的接口，是具体的Socket接收处理类

2）具体实现

Tomcat并没Endpoint接口，而是一个抽象类AbstractEndpoint其默认实现类NioEndpoint

3）AbstractEndpoint(具体实现Nio2Endpoint)结构

属性Acceptor（默认实现）：用于监听请求
内部接口Handler（默认实现ConnectionHandler）：用于处理接收到的Socket，在内部调用Processor进行处理。

3.2 Processor

1）定义

Processor是协议处理接口

2）具体实现类

Http11Processor

3）功能

将tcp/IP请求转为http1.1协议请求
将http请求封装成request对象

3.3 Adapter

1）定义

适配器，request对象转换为ServletRequest交给Container进行处理

4、总结

http://127.0.0.1:8080/xxx

Nio2Endpoint中Acceptor监听请求
ConnectionHandler处理接收到的Socket，交由Processor
Processor将tcp/ip协议转为http1.1请求，并封装request
Adapter将request换为ServletRequest，交由Container

Container

Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求；

整体结构如图9所示

Container-Engine：

host1：127.0.0.1
- context1：/login
  - Wrapper
- context2：/query
  - Wrapper
host2：123.456.78.90

Engine

将传入请求委托给适当的虚拟主机处理

Host 虚拟主机

一个虚拟主机下都可以部署一个或者多个Web App，每个Web App对应于一个Context
当Host获得一个请求时，将把该请求匹配到某个Context上

Context上下文

表示Web应用程序本身，即Servlet上下文

Wrapper包装器

代表一个 Servle。负责管理一个 Servlet的装载、初始化、执行以及资源回收：如init()、service()和destroy()方法。

总结

来自客户的请求为：http://localhost:8080/user/login 请求被发送到本机端口8080

1、Connection

Nio2Endpoint中Acceptor监听请求
ConnectionHandler处理接收到的Socket，交由Processor
Processor将tcp/ip协议转为http1.1请求，并封装request
Adapter将request换为ServletRequest，交由Container

2、Container

Engine来处理，并等待Engine的回应

Engine获得请求localhost:8080/user/login，匹配到名为localhost的Host
localhost Host获得请求/user/login，匹配它所拥有的所有Context
Context获得请求，寻找对应的servlet

匹配到HttpServlet类，构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象
调用HttpServlet的doGet或doPost方法

2.7.3 组件Lifecycle

1、内容

将所有组件的生命周期抽象为一个接口

2、生命周期以及结构

java 复制代码

父子关系以及方法图
Lifecycle(全抽象方法init、start、stop、destroy、getState)
    LifecycleBase（init、抽象initInternal、start、抽象startInternal）
    	LifecycleMBeanBase（initInternal、destroyInternal）
			StandardServer（操作Server相关方法、initInternal、startInternal）
			StandardService（操作Container、Connector相关方法、initInternal、	startInternal、destroyInternal）

2.8 内嵌tomcat

onFeresh

2.8.1 getWebServerFactory

1、方法作用

根据ServletWebServerFactory.class找到对应的WebServerFactory：tomcatServletWebServerFactory

2、方法调用流程

onRefresh -->> createWebServer -->> getWebServerFactory -->> getBeanNamesForType -->> DefaultListableBeanFactory#getBeanNamesForType -->> doGetBeanNamesForType -->>

3、bdMap中为什么会存在tomcatServletWebServerFactory

1）SpringBoot自动装配，将ServletWebServerFactoryAutoConfiguration类从spring.factories文件中读取出来。

类结构如下

java 复制代码

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

	@Bean
	@ConditionalOnClass(name = "org.apache.catalina.startup.Tomcat")
	public TomcatServletWebServerFactoryCustomizer tomcatServletWebServerFactoryCustomizer(
			ServerProperties serverProperties) {
		return new TomcatServletWebServerFactoryCustomizer(serverProperties);
	}
}

内含TomcatServletWebServerFactoryCustomizer此bean

2）pom中引入了starter-web依赖

java 复制代码

<dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
     <version>3.0.6</version>
</dependency>

所以，在自动装配过滤的时候，不会将ServletWebServerFactoryAutoConfiguration此装配类过滤掉。

原因：

@ConditionalOnClass(ServletRequest.class)：web服务

@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)：从2.1.1中可知，类型为SERVLET

4、getBean("tomcatServletWebServerFactory", ServletWebServerFactory.class)

创建tomcatServletWebServerFactory此bean对象

2.8.2 getWebServer

tomcat-所有组件init

java 复制代码

public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
    // 1.创建tomcat
	Tomcat tomcat = new Tomcat();
	File baseDir = (this.baseDirectory != null) ? this.baseDirectory : createTempDir("tomcat");
	tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
    
    // 2.创建connector
	Connector connector = new Connector(this.protocol);//Http11NioProtocol
	tomcat.getService().addConnector(connector);
	customizeConnector(connector);
	tomcat.setConnector(connector);
    
    // 3.创建Engine、Host、Service
	tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
	configureEngine(tomcat.getEngine());
    
    // 4.创建Wrapper、Servlet
	prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
    
    // 5.创建TomcatWebServer：完成组件的init
	return getTomcatWebServer(tomcat);
}

1、tomcalt属性

hostname："localhost"
port：8080

2、connector属性

protocolHandler：Http11NioProtocol

maxHttpHeaderSize：8192
endpoint
- handler：ConnectionHandler
  - proto：Http11NioProtocol
- acceptor：在最后2.9.1中完成创建
- selectorPool
  - maxSelector:200
- nioChannel：
- maxConnection：10000
- port：8080
- maxThreads：200
**adapter：**init时会创建CoyoteAdapter

3、Engine属性

children：standardHost
- contextClass：standardContext
- appBase：webApps
defaultHost："localhost"
service：standardService
- connectors：Connector[HTTP/1.1-8080]
- engineer：StandardEngine[Tomcat]
state：LifeCycleState：new

4、Wrapper属性

new StandardWrapper

servletClass：org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet

5、创建TomcatWebServer：完成组件的init初始化

new TomcatWebServer -->> initialize -->> this.tomcat.start() -->>

Tomcat#start -->> server.start（StandardServer）-- >> LifecycleBase#start

java 复制代码

if (state.equals(LifecycleState.NEW)) {//显然Engine属性state是NEW
    // 步骤一：init
    init();
}

// 步骤二：启动
startInternal();

=======================步骤一：init开始-=------------------------------

LifecycleBase#init -- initInternal -->> 孙子StandardServer #initInternal -->> services[i].init() -->>LifecycleBase#init

engineer#init
connector#init
- adapter完成初始化
java 复制代码
```
adapter = new CoyoteAdapter(this);
protocolHandler.setAdapter(adapter);
```
- protocolHandler#init
- endpoint#init

=======================步骤一：init结束-=------------------------------

tomcat-engine-启动

=======================步骤二：启动-=------------------------------

java 复制代码

父子关系以及方法图
Lifecycle(全抽象方法init、start、stop、destroy、getState)
    LifecycleBase（init、抽象initInternal、start、抽象startInternal）
    	LifecycleMBeanBase（initInternal、destroyInternal）
			StandardServer（操作Server相关方法、initInternal、startInternal）
			StandardService（操作Container、Connector相关方法、initInternal、	startInternal、destroyInternal）

LifecycleBase#startInternal-->>StandardServer#startInternal -->> services[i].start()

-- >> LifecycleBase#start -->> startInternal -->> StandardService#startInternal

java 复制代码

engine.start();//child.start,一系列Host、Context等start

2.9 finishRefresh

2.9.1 startWebServer-NioEndpoint启动

webServer.start -->> TomcatWebServer#start -->> addPreviouslyRemovedConnectors -->>

service.addConnector -->> connector.start -->>LifecycleBase#start -->> startInternal -->>

Connector#startInternal -->>

AbstractProtocol#start -->>

AbstractEndpoint#start -->>

java 复制代码

public final void start() throws Exception {
	// 步骤一.创建Socket
    if (bindState == BindState.UNBOUND) {
        bindWithCleanup();
        bindState = BindState.BOUND_ON_START;
    }
    // 步骤二.NioEndpoint#startInternal
    startInternal();
}

步骤一：bindWithCleanup

java 复制代码

ServerSocketChannel serverSock = ServerSocketChannel.open();
serverSock.socket().bind(addr,getAcceptCount());//绑定8081端口，acceptCount = 100

// NioSelectorPool==》》BlockPoller.start阻塞轮询器启动
selectorPool.open(getName());

步骤二：NioEndpoint#startInternal

java 复制代码

// 1.创建Executor
createExecutor()

// 2.创建Poller
poller = new Poller();

Thread pollerThread = new Thread(poller, getName() + "-ClientPoller");
pollerThread.setPriority(threadPriority);
pollerThread.setDaemon(true);
pollerThread.start();

// 3.创建Thread并start-Acceptor！！！
startAcceptorThread();

1、createExecutor

keepAlive：60000000000ns即60s
workers：10个ThreadPoolExecutor
coolPoolSize：10
maximumPoolSize：200

2、创建poller

selector
同步队列

3、startAcceptorThread

java 复制代码

protected void startAcceptorThread() {
    // 3.1 创建acceptor
    acceptor = new Acceptor<>(this);
    String threadName = getName() + "-Acceptor";
    acceptor.setThreadName(threadName);
    // 3.2 创建线程
    Thread t = new Thread(acceptor, threadName);
    t.setPriority(getAcceptorThreadPriority());
    t.setDaemon(getDaemon());
    // 3.3启动
    t.start();
}

name：http-nio-8080-Acceptor
tid：
target：Acceprot
- endpoint：nioEndpoint
group
- name："main"
- nThreads：16
如图10所示

至此整个tomcat容器完成启动，控制台打印日志：Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path。SpringBoot启动完成

4、Thread.run：Acceptor监听

Acceptor会一直监听，随时准备accept请求

-->> target.run -->> Acceptor#run -->>

java 复制代码

Acceptor implements Runnable{
}

run方法内容

java 复制代码

public void run() {
    int errorDelay = 0;
    // 一直循环监听
    while (endpoint.isRunning()) {
    	// 1.当前状态设置为Running
        state = AcceptorState.RUNNING;
        try {
            //if we have reached max connections, wait
            // 2.当到达了最大连接，则等待
            endpoint.countUpOrAwaitConnection();

            // Endpoint might have been paused while waiting for latch
            // If that is the case, don't accept new connections
            if (endpoint.isPaused()) {
                continue;
            }

            U socket = null;
            try {
                // Accept the next incoming connection from the server
                // socket
                //！！！接收来自客户端的请求
                socket = endpoint.serverSocketAccept();
            } catch (Exception ioe) {
 
            }
            // Successful accept, reset the error delay
            errorDelay = 0;

            // 其它closeSocket、destroySocket
    }
}

-- >> endpoint.serverSocketAccept -->> NioEndpoint#serverSocketAccept -->>accept -->> ServerSocketChannelImpl#accept -->> accept -->> accept0

java 复制代码

private native int accept0() {
}

5.处理请求：Handler处理请求

1、客户端发起请求：http://localhost:8080/query/18

2、服务器端

Thread#run -->> target.run -->> TaskThread内部类WrappingRunnable#run-->>wrappedRunnable.run

-->> ThreadPoolExecutor#run -->> runWorker -->> task.run -->> SocketProcessorBase#run -->> doRun -->> NioEndpoint#doRun -->> getHandler().process -->> AbstractProtocol(继承ProtocolHandler)#process

java 复制代码

// 创建Processor，new Http11Processor
Processor processor = getProtocol().createProcessor();

6、processor.process

-- AbstractProcessorLight#process -->> service -->> Http11Processor#service

将tcp/IP请求转为http1.1协议请求
将http请求封装成request对象

Request对象属性如图11所示

getAdapter().service(request, response)

获取CoyoteAdapter
执行service

7、CoyoteAdapter.service

1、方法作用

适配器，request对象转换为ServletRequest交给Container进行处理

2、内容

java 复制代码

connector.getService().getContainer().getPipeline().getFirst().invoke(
                        request, response);

getContainer获取container即StandardEngineer

-- >> StandardEngineValve#invoke

8、Container-Engineer

StandardEngineer -->> StandardEngineValve#invoke -->>

java 复制代码

host.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);

9、Container-Host

StandardHost -->> ErrorReportValve#invoke -->> StandardHostValve#invoke

java 复制代码

context.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);

10、Container-Context

-->> AuthenticatorBase#invoke -->> getNext().invoke(request, response) -->>StandardContextValve#invoke

java 复制代码

wrapper.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);

pipleLine结构图如图12所示

11、Container-Wrapper

-->> StandardWrapperValve#invoke -->>

属性requestCount，用于记录请求次数

java 复制代码

// 步骤一.获取Servlet
Servlet servlet = wrapper.allocate();

DispatcherServlet属性如图13所示

java 复制代码

//步骤二：为本次请求，创建Filter过滤器链
ApplicationFilterChain filterChain =
               ApplicationFilterFactory.createFilterChain(request, wrapper, servlet);

filterChain = new ApplicationFilterChain()
filterChain .add(系统自带的和用户定义的)

java 复制代码

// 步骤三：执行Filter过滤器链
filterChain.doFilter
          (request.getRequest(), response.getResponse());

过滤器链如图14所示

其中MyFilter和MyFilter2是模块一中1.1 我们自定义的Filter

12、后续内容

-->> XxxFilter#doFilter

上接模块一中1.1 Filer，具体执行流程可参考1.2 Interceptor中执行流程

2.9.2 publishEvent

广播第四个事件：ServletWebServerInitializedEvent。ServletWeb容器已经完成实例化了，至此四个事件都已广播出去，并被相关监听器监听处理

2.10 stop-tomcat

java 复制代码

private void refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {
	//1.spring的refresh方法
	refresh(context);
	//2.注册钩子函数
	context.registerShutdownHook();	
	}

上文执行完成整个Spring的refresh方法后，会注册一个钩子函数

1、钩子函数

refreshContext -->> AbstractApplicationContext#registerShutdownHook

java 复制代码

public void registerShutdownHook() {
		if (this.shutdownHook == null) {
			this.shutdownHook = new Thread() {
				@Override
				public void run() {
					synchronized (startupShutdownMonitor) {
						doClose();
					}
				}
			};
			Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
		}
	}

1、将shutdownHook此线程注入hooks

2、当上下文AbstractApplicationContext关闭时，则会

执行ApplicationShutdownHooks#静态代码块

java 复制代码

class ApplicationShutdownHooks {

    private static IdentityHashMap<Thread, Thread> hooks;
    
    static {
        try {
            Shutdown.add(1 /* shutdown hook invocation order */,
                false /* not registered if shutdown in progress */,
                new Runnable() {
                    public void run() {
                        runHooks();
                    }
                }
            );
            hooks = new IdentityHashMap<>();
        }
     }
}

3、runHooks

java 复制代码

for (Thread hook : threads) {
    hook.start();
}

遍历所有的钩子线程，执行start。此时我们AbstractApplicationContext中的shutdownHook线程就会执行run

-->> doClose

java 复制代码

// Destroy all cached singletons in the context's BeanFactory.
destroyBeans();

// Close the state of this context itself.
closeBeanFactory();

// Let subclasses do some final clean-up if they wish...
// stop-tomcat
onClose();

onClose -->>ServletWebServerApplicationContext#onClose -->> stopAndReleaseWebServer -->> webServer.stop -->> TomcatWebServer#stop

java 复制代码

stopTomcat();//停止
this.tomcat.destroy();//销毁

注解

@SpringBootApplication

使用@SpringBootApplication注解后，就无需使用@ComponentScan注解。因为@SpringBootApplication默认会扫描同级别下的所有包

如果想单独指定扫描路径，则可以使用@ComponentScan