关于SpringBoot的自动配置和启动过程

一、简介

Spring Boot简化了Spring应用的开发，采用约定大于配置的思想，去繁从简，很方便就能构建一个独立的、产品级别的应用。

1.传统J2EE开发的缺点

开发笨重、配置繁多复杂、开发效率低下、部署流程复杂、第三方技术集成难度大。

2.SpringBoot的优点

• 快速重建独立运行的Spring项目以及与主流框架集成。
• 使用嵌入式的Servlet容器，应用无需打成WAR包
• starters自动依赖与版本控制
• 大量的自动配置、简化开发，也可以修改其默认值
• 无需配置XML，无代码生成
• 准生产环境的运行时应用监控
• 与云计算的天然继承

3.SpringBoot helloworld说明

1.starters

• SpringBoot为我们提供了简化企业级开发绝大多数场景的starters pom(启动器)，只要引入了相应场景的starters pom，相关技术的绝大部分配置将会消除(字段配置)，从而简化我们的开发。业务中我们就会使用到SpringBoot为我们字段配置的Bean。
• 这些starters几乎涵盖了javaee所有常用场景，SpringBoot对这些场景依赖的jar也做了严格的测试和版本控制。
• spring-boot-dependencies里面定义了jar包的版本。

2.入口类和@SpringBootApplication

• 程序从main方法开始运行。
• 使用SpringApplication.run()加载主程序类
• 主程序类需标注@SpringBootApplication
• @EnableAutoConfiguration是核心注解
• @Import导入所有的自动配置场景
• @AutoConfigurationPackage定义默认的包扫描规则。
• 程序启动扫描主程序类所在的包以及下面所有子包的组件

3.自动配置

自动配置xxxAutoConfiguration

• SpringBoot中存现大量的这些类，这些类的作用就是帮我们进行自动装配
• 它会将这个场景需要的所有组件都注册到容器中，并配置好
• 他们在类路径下的META-INF/spring.factories文件中
• spring-boot-autoconfigure.jar中包含了所有场景的字段配置类代码
• 这些自动配置类是SpringBoot进行自动装配的关键。

二、SpringBoot配置

1.配置文件

• SpringBoot使用一个全局的配置文件。配置文件名是固定的。
  -application.properties或者application.yml

• 配置文件放在src/main/resources目录或者类路径/config下。

• 全局配置文件的作用是对一些默认配置进行修改

2.配置文件值注入

• @Value和@ConfigurationProperties为属性注入值进行对比

对比点	@ConfigurationProperties	@Value
功能	批量注入配置文件中的属性	一个个指定
松散绑定(松散语法)	支持	不支持
SpEL	不支持	支持
JSR303数据校验	支持	不支持
复杂类型封装	支持	不支持

• 属性名匹配规则
  -person.firstName 使用标准方式
  -person.first-name 使用-
  -person.first_name 使用_
  -PERSON_FIRST_NAME 推荐系统属性使用这种写法

• @PropertySource
  加载指定的配置文件

• ConfigurationProperties
  -与@Bean结合为属性赋值
  -与@PropertySource(只能用于properties文件)结合读取指定文件。

• ConfigurationProperties Validation
  -支持JSR303进行配置文件值校验。

@Component
@PropertySource(value={"classpath:person.properties"})
@ConfigurationProperties(prefix="person")
@Validated
public class Person{
    @Email
    @Value("${person.email}")
    private String email；
}

• ImportResource读取外部配置文件

3.配置文件占位符

• RandomValuePropertySource
  配置文件中可以使用随机数
  -${random.value}
  -${random.int}
  -${random.long}
  -${random.int(10)}
  -${random.int[1024,65536]}

• 属性配置占用符
  -可以在配置文件中引用前面配置过的属性(Y优先级前面配置过的这里都可以使用)。
  -${app.name:默认值}来指定找不到属性时的默认值。

app.name=MyApp    
app.description=${app.name} is a SpringBoot Application

4.profile

profile是Spring对不同环境提供不同配置功能的支持，可以通过激活指定参数的方式快速切换环境。

1.多profile文件形式

• 格式：application-{profile}.properties/yml
  application-dev.properties、application-prod.properties

2.多profile文档块模式

spring.profiles.active=prod #激活指定配置
spring.profiles=prod
server.port=80
# default表示未指定时的默认配置
spring.profiles=default
server.port=8080

3.激活方式

• 命令行：--spring.profiles.active=dev
• 配置文件：spring.profiles.active=dev
• jvm参数：-Dspring.profiles.active=dev

5.配置文件加载位置

SpringBoot启动会扫描一下位置的application.properties或者application.yml文件作为SpringBoot的默认配置文件。
- file:./config/
- file:./
- classpath:/config/
-classpath:/
-以上是按照优先级从高到低的顺序，所有位置的文件都会被加载，高优先级配置内容会覆盖低优先级配置内容。
-可以通过配置spring.config.location来改变默认配置。

6.外部配置加载顺序

1. 命令行参数
2. 来自java：comp/env的JNDI属性
3. Java系统属性(System.getProperties())
4. 操作系统环境变量
5. RandomValuePropertySource配置的random.*属性值
6. jar包外部的application-{profile}.properties或application.yml(带spring.profile)配置文件
7. jar包内部的application-{profile}.properties或application.yml(带spring.profile)配置文件
8. jar包外部的application.properties或application.yml(不带spring.profile)配置文件
9. jar包内部的application.properties或application.yml(不带spring.profile)配置文件
10. @Configuration注解类上的@PropertySource。
11. 通过SpringApplication.setDefaultproperties指定的默认属性。

7.自动配置原理

1.SpringBoot启动的时候加载主配置类，开启了自动配置功能@EnableAutoConfiguration

2.@EnableAutoConfiguration作用

• 利用EnableAutoConfigurationImportSelector给容器中导入一些组件。
• 将类路径小META-INF/spring.factories里面配置的所有EnableAutoConfiguration的值加入到了容器中。

3.@Conditional派生注解

@Conditional扩展注解	作用(判断是否满足当期指定条件)
@ConditionalOnJava	系统的java版本是否符合要求
@ConditionalOnBean	容器中存在指定Bean
@ConditionalOnMissingBean	容器中不存在指定Bean
@ConditionalOnExpression	满足SpEL表达式指定
@ConditionalOnClass	系统中有指定的类
@ConditionalOnMissingClass	容器中没有指定类
@ConditionalOnSingleCandidate	容器中只有一个指定的Bean，或者这个Bean是首选Bean
@ConditionalOnProperty	系统中指定的属性是否有指定的值
@ConditionalOnResource	类路径下是否存在指定资源文件
@ConditionalOnWebApplication	当前是web环境
@ConditionalOnNotWebApplication	当前不是web环境
@ConditionalOnJndi	JNDI存在指定项

• 作用：必须是@Conditional指定的条件成立，才给容器中添加组件，配置配里面的所有内容才生效。

三、SpringBoot与日志

1.日志框架

市场上存在非常多的日志框架，JUL(java.util.logging)、JCL(Apache Commons Logging)、Log4J、Log4J2、Logback、SLF4j、jboss-logging等。

• SpringBoot早框架内部使用JCL。spring-boot-starter-logging采用了slf4j+logback的形式，SpringBoot也能自动配置(jul、log4j2、logback)并简化配置。

日志门面	日志实现
JCL、SLF4J、jboss-logging	log4j、JUL、Log4j2、Logback

日志系统	配置文件
Logback	logback-spring.xml、logback-spring.groovy、logback.xml或logback.groovy
Log4j2	log4j2-spring.xml、log4j2.xml
JUL	logging.properties

• 总结：
  1.SpringBoot底层也是使用slf4j+logback的方式进行日志记录。
  2.SpringBoot也把其他的日志都替换成了slf4j。
  3.如果要引入其他日志框架，要排除Spring框架的commons-logging依赖。

四、Web开发

1.SpringBoot对静态资源的映射规则

• 所有/webjars/**,都去classpath:/META-INF/resources/webjars/ 下面找资源。
• "/**" 访问当前项目的任何资源，都去(静态资源的文件夹)找映射。
• 欢迎页；静态资源文件夹下的所有index.html页面，被"/**" 映射。
• 所有的 **/favicon.ico都是在静态资源文件下找。

2.SpringMVC自动配置

1.SpringMVC auto-configuration

SpringBoot对SpringMVC的默认配置(WebMvcAutoConfiguration)如下：

• 包含了ContentNegotiatingViewResolver和BeanNameViewResolver。
  • 自动配置了ViewResolver
  • ContentNegotiatingViewResolver：组合所有的视图解析器

- 支持静态资源，包括支持Wenjars
- 静态首页访问
- 支持favicon.ico
- 自动注册了Converter、GenericConverter、Formatter。  
     - Converter：转换器。
     - Formatter：格式化器

• 支持HttpMessageConverters

  • HttpMessageConverter：SpringMVC用来转换Http请求和响应。
  • HttpMessageConverters：从容器中确定，获取所有的HttpMessageConverter；

• 自动注入MessageCodesResolver，定义错误码生成规则。

• 自动使用ConfigurableWebBindingInitializer。

2.扩展SpringMVC

编写一个配置类(@Configuration)，是WebMvcConfigurerAdapter类型，不能标注@EnableWebMvc注解

@Configuration
public class MyMvcConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {

    @Override
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
        registry.addViewController("/desperado").setViewName("success");
    }
}

原理

1. WebMvcAutoConfiguration是SpringMVC的自动配置类。
2. 在做其他自动配置时会导入。
3. 容器中所有的WebMvcConfigurer都会一起被注册。
4. 我们自定义的配置类也会被调用。

3.全面接管SpringMVC

如果想要使SpringMVC的自动配置失效，只需要在我们自定义的配置类中添加@EnableWebMvc注解即可。

@EnableWebMvc
@Configuration
public class MyMvcConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {

    @Override
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
        registry.addViewController("/desperado").setViewName("success");
    }
}

原理

1. @EnableWebMvc的注解

@Import(DelegatingWebMvcConfiguation.class)
public @interface EnableWebMvc{}

2. DelegatingWebMvcConfiguation

@Configuration
public class DelegatingWebMvcConfiguation extend WebMvcConfigurationSupport{}

3. WebMvcAutoConfiguration

@Configuration
@ConditionalOnWebApplication
@ConditionalOnClass({Servlet.class,DispatcherServlet.class,
                      WebMvcConfigurerAdapter.class})
//容器中没有这个组件，这个自动配置类才会生效
@ConditionalOnMissingBean(WebMvcConfigurationSupport.class)
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 10)
@AutoConfigureAfter({DispatcherServletAutoConfiguration.class,
                ValidationAutoConfiguration.class})
public class WebMvcAutoConfiguration{}

4. @EnableWebMvc会将WebMvcConfigurationSupport组件导入进来。
5. 导入的WebMvcConfigurationSupport只是SpringMVC最基本的功能。

4.修改默认配置

1. SpringBoot在自动配置很多组件的时候，显卡容器中有没有用户自己配置的(@Bean 、@Component),如果有就用用户配置的，如果没有，才会进行自动配置；如果某些组件可以有多个，将用户配置的和自己默认的组合起来。
2. 在SpringBoot中有许多的xxxConfigurer帮助我们进行扩展配置
3. 在SpringBoot中有许多的xxxCustomizer帮助我们进行定制配置

5.默认访问首页

使用自定义WebMvcConfigurationAdapter进行配置

//使用WebMvcConfigurationAdapter可以扩展SpringMVC的功能
@Configuration
public class MyMvcConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {

    @Override
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
        //浏览器发送/desperado 请求来到success
        registry.addViewController("/desperado").setViewName("success");
    }

    //所有的webMvcConfigurerAdapter组件都会一起起作用
    @Bean   //将组件注册到容器
    public WebMvcConfigurerAdapter webMvcConfigurerAdapter(){
        WebMvcConfigurerAdapter adapter = new WebMvcConfigurerAdapter() {
            @Override
            public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
                //配置默认路径的页面
                registry.addViewController("/").setViewName("login");
                registry.addViewController("/index.html").setViewName("login");
            }
        };
        return adapter;
    }
}

6.国际化

1.编写国际化配置文件
编写不同语言的配置文件，比如login.properties、login_en_US.properties、login_zh_CN.properties等。
2. SpringBoot自动配置好了管理国际化资源文件的组件。

@EnableConfigurationProperties
public class MessageSourceAutoConfiguration {
    private static final Resource[] NO_RESOURCES = new Resource[0];

    public MessageSourceAutoConfiguration() {
    }

    @Bean
    @ConfigurationProperties(
        prefix = "spring.messages"
    )
    public MessageSourceProperties messageSourceProperties() {
        return new MessageSourceProperties();
    }

    @Bean
    public MessageSource messageSource(MessageSourceProperties properties) {
        ResourceBundleMessageSource messageSource = new ResourceBundleMessageSource();
        if (StringUtils.hasText(properties.getBasename())) {
            //设置国际化资源文件的基础名(去掉语言国家代码)
      
                messageSource.setBasenames(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(StringUtils.trimAllWhitespace(properties.getBasename())));
        }

        if (properties.getEncoding() != null) {
            messageSource.setDefaultEncoding(properties.getEncoding().name());
        }

        messageSource.setFallbackToSystemLocale(properties.isFallbackToSystemLocale());
        Duration cacheDuration = properties.getCacheDuration();
        if (cacheDuration != null) {
            messageSource.setCacheMillis(cacheDuration.toMillis());
        }

        messageSource.setAlwaysUseMessageFormat(properties.isAlwaysUseMessageFormat());
        messageSource.setUseCodeAsDefaultMessage(properties.isUseCodeAsDefaultMessage());
        return messageSource;
    }

原理
根据请求头带来的区域信息获取Locale进行国际化。

五、错误处理机制

1.默认的错误处理机制

1. 浏览器，默认返回一个默认的错误页面。
2. 其他客户端，默认响应一个json数据。

原理

1. 在DefaultErrorAttributes中获取错误页面的信息

public class DefaultErrorAttributes implements ErrorAttributes {
 
    //获取错误页面的信息
    public Map<String, Object> getErrorAttributes(ServerRequest request, boolean includeStackTrace) {
        Map<String, Object> errorAttributes = new LinkedHashMap();
        errorAttributes.put("timestamp", new Date());
        errorAttributes.put("path", request.path());
        Throwable error = this.getError(request);
        HttpStatus errorStatus = this.determineHttpStatus(error);
        errorAttributes.put("status", errorStatus.value());
        errorAttributes.put("error", errorStatus.getReasonPhrase());
        errorAttributes.put("message", this.determineMessage(error));
        this.handleException(errorAttributes, this.determineException(error), includeStackTrace);
        return errorAttributes;
    }
}

2. 在BasicErrorController中处理/error请求

@Controller
@RequestMapping({"${server.error.path:${error.path:/error}}"})
public class BasicErrorController extends AbstractErrorController {
   
    //产生html类型的数据，浏览器发送的请求来打这个方法处理
    @RequestMapping(
        produces = {"text/html"}
    )
    public ModelAndView errorHtml(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        HttpStatus status = this.getStatus(request);
        Map<String, Object> model = Collections.unmodifiableMap(this.getErrorAttributes(request, this.isIncludeStackTrace(request, MediaType.TEXT_HTML)));
        response.setStatus(status.value());
       //去哪个页面作为错误页面。包含页面地址和页面内容
        ModelAndView modelAndView = this.resolveErrorView(request, response, status, model);
        return modelAndView != null ? modelAndView : new ModelAndView("error", model);
    }

   //产生json数据，其他客户端来到这个方法处理
    @RequestMapping
    public ResponseEntity<Map<String, Object>> error(HttpServletRequest request) {
        Map<String, Object> body = this.getErrorAttributes(request, this.isIncludeStackTrace(request, MediaType.ALL));
        HttpStatus status = this.getStatus(request);
        return new ResponseEntity(body, status);
    }
}

3. ErrorPageCustomizer进行错误配置

public class ErrorProperties {
    @Value("${error.path:/error}")
    private String path = "/error";
    private boolean includeException;
    private ErrorProperties.IncludeStacktrace includeStacktrace;
    private final ErrorProperties.Whitelabel whitelabel;
}

4. ErrorMvcAutoConfiguration生成错误页面

public class ErrorMvcAutoConfiguration {
    
    private static class StaticView implements View {
        private static final Log logger = LogFactory.getLog(ErrorMvcAutoConfiguration.StaticView.class);

        private StaticView() {
        }

        public void render(Map<String, ?> model, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {
            if (response.isCommitted()) {
                String message = this.getMessage(model);
                logger.error(message);
            } else {
                StringBuilder builder = new StringBuilder();
                Date timestamp = (Date)model.get("timestamp");
                Object message = model.get("message");
                Object trace = model.get("trace");
                if (response.getContentType() == null) {
                    response.setContentType(this.getContentType());
                }

                builder.append("<html><body><h1>Whitelabel Error Page</h1>").append("<p>This application has no explicit mapping for /error, so you are seeing this as a fallback.</p>").append("<div id='created'>").append(timestamp).append("</div>").append("<div>There was an unexpected error (type=").append(this.htmlEscape(model.get("error"))).append(", status=").append(this.htmlEscape(model.get("status"))).append(").</div>");
                if (message != null) {
                    builder.append("<div>").append(this.htmlEscape(message)).append("</div>");
                }

                if (trace != null) {
                    builder.append("<div style='white-space:pre-wrap;'>").append(this.htmlEscape(trace)).append("</div>");
                }

                builder.append("</body></html>");
                response.getWriter().append(builder.toString());
            }
        }

        private String htmlEscape(Object input) {
            return input != null ? HtmlUtils.htmlEscape(input.toString()) : null;
        }

        private String getMessage(Map<String, ?> model) {
            Object path = model.get("path");
            String message = "Cannot render error page for request [" + path + "]";
            if (model.get("message") != null) {
                message = message + " and exception [" + model.get("message") + "]";
            }

            message = message + " as the response has already been committed.";
            message = message + " As a result, the response may have the wrong status code.";
            return message;
        }

        public String getContentType() {
            return "text/html";
        }
    }

5.DefaultErrorViewResolver解析页面

public class DefaultErrorViewResolver implements ErrorViewResolver, Ordered {
  
    public ModelAndView resolveErrorView(HttpServletRequest request, HttpStatus status, Map<String, Object> model) {
        ModelAndView modelAndView = this.resolve(String.valueOf(status.value()), model);
        if (modelAndView == null && SERIES_VIEWS.containsKey(status.series())) {
            modelAndView = this.resolve((String)SERIES_VIEWS.get(status.series()), model);
        }

        return modelAndView;
    }

    private ModelAndView resolve(String viewName, Map<String, Object> model) {
        //默认去找一个页， error/404
        String errorViewName = "error/" + viewName; 
        //模板引擎可以解析这个页面地址就要模板引擎解析
        TemplateAvailabilityProvider provider = this.templateAvailabilityProviders.getProvider(errorViewName, this.applicationContext);
        //模板引擎可用的情况下返回到errorViewName指定的视图地址
        //模板引擎不可以，就在静态资源文件夹下找对应的页面
        return provider != null ? new ModelAndView(errorViewName, model) : this.resolveResource(errorViewName, model);
    }

2.错误页面的优先级(自定义错误页面)

1. 在模板引擎的情况下，error/状态码(将错误页面命名为 错误状态码.html 放在模板引擎文件夹里面的error文件夹下)，发生此状态码的错误就会来到对应的页面；
2. 没有模板引擎(模板引擎找不到错误页面),就在静态资源文件夹下找。
3. 以上都没有错误页面，就是默认来到SpringBoot默认的错误提示页面。

3.如何定制错误的json数据

1. 自定义异常处理&返回定制json数据(没有自适应效果)

@ControllerAdvice
public class MyExceptionHandler  {
    
    @ResponseBody
    @ExceptionHandler(CustomException.class)
    public Map<String,Object> handleException(Exception e){
        HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("code","错误信息");
        map.put("message",e.getMessage());
        return map;
    }
}

2.转发到/error进行自适应响应效果处理。

@ControllerAdvice
public class MyExceptionHandler  {

    @ResponseBody
    @ExceptionHandler(CustomException.class)
    public String handleException(Exception e, HttpServletRequest request){
        HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
        //传入我们自己的错误状态码，否则就不会进入定制错误页面的解析流程
        request.setAttribute("java.servlet.error.status_code","500");
        map.put("code","错误信息");
        map.put("message",e.getMessage());
        //转发到/error
        return "forward:/error";
    }
}

4.将定制的数据发送出去

出现错误之后，回来到/error请求，会被BasicErrorController处理，响应出去可以获取的数据是由getErrorAttributes得到的。

1. 编写一个ErrorController的实现类(或者是编写AbstractErrorController的子类)，放到容器中。
2. 页面上能用的数据，或者是json返回能用的数据都是通过errorAttributes.getErrorAttributes得到；容器中DefaultErrorAttributes.getErrorAttributes()默认进行数据处理.

//给容器中加入自定义的ErrorAttributes
@Component
public class MyErrorAttributes extends DefaultErrorAttributes {

    @Override
    public Map<String, Object> getErrorAttributes(WebRequest webRequest, boolean includeStackTrace) {
        //获取ErrorAttributes的map
        Map<String, Object> map = super.getErrorAttributes(webRequest, includeStackTrace);
        //加入自己属性字段
        map.put("name","desperado");
        return map;
    }
}

六、配置嵌入式Servlet容器

SpringBoot默认使用Tomcat作为内嵌的Servlet容器

1.修改Servlet容器的配置

在配置文件application文件中修改和server有关的配置。

server.port=8081
server.context_path=/crud
server.tomcat.uri-encoding=utf-8

2. 定制Servlet容器的相关配置

编写一个EmbeddedServletContainerCustomizer(2.x中使用WebServerFactoryCustomizer)，来修改Servlet容器的配置。

@Bean
	public WebServerFactoryCustomizer<ConfigurableWebServerFactory> webServerFactoryCustomizer(){
		return new WebServerFactoryCustomizer<ConfigurableWebServerFactory>(){
			@Override
			public void customize(ConfigurableWebServerFactory factory) {
				 factory.setPort(8081);
			}
		};
	}

3.注册Servlet三大组件

由于SpringBoot是默认以jar包的方式启动内嵌的Servlet容器来启动SpringBoot的web应用，没有web.xml文件。所以注册Servlet、Filter、Listener的方式也不同

1. 注入Servlet

    @Bean
	public ServletRegistrationBean<MyServlet> myServlet(){
		ServletRegistrationBean<MyServlet> registrationBean = 
				new ServletRegistrationBean<>(new MyServlet(), "/myServlet");
		return registrationBean;
	}

2. 注入Filter

	@Bean
	public FilterRegistrationBean<MyFilter> myFilter(){
		FilterRegistrationBean<MyFilter> registrationBean = new FilterRegistrationBean<>();
		registrationBean.setFilter(new MyFilter());
		registrationBean.setUrlPatterns(Arrays.asList("/hello","/myServlet"));
		return registrationBean;
	}

3. 注入Listener

	@Bean
	public ServletListenerRegistrationBean<MyListener> myListener(){
		ServletListenerRegistrationBean<MyListener> registrationBean =
				new ServletListenerRegistrationBean<>(new MyListener());
		return registrationBean;
	}

4.替换为其他嵌入式Servlet容器

替换为其他的Servlet非常简单，只需要在pom中引入其依赖，然后排除tomcat的依赖即可.

      <dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
			<exclusions>
				<exclusion>
					<groupId>org.springframework.boot</groupId>
					<artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
				</exclusion>
			</exclusions>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>
		</dependency>

5. 嵌入式Servlet容器自动配置原理

1. EmbeddedServletContainerAutoConfiguration(2.x对应ServletWebServerFactoryConfiguration)：嵌入式容器的自动配置

@Configuration
class ServletWebServerFactoryConfiguration {
    ServletWebServerFactoryConfiguration() {
    }

    @Configuration
    @ConditionalOnClass({Servlet.class, Undertow.class, SslClientAuthMode.class})
    @ConditionalOnMissingBean(
        value = {ServletWebServerFactory.class},
        search = SearchStrategy.CURRENT
    )
    public static class EmbeddedUndertow {
        public EmbeddedUndertow() {
        }

        @Bean
        public UndertowServletWebServerFactory undertowServletWebServerFactory() {
            return new UndertowServletWebServerFactory();
        }
    }

    @Configuration
    @ConditionalOnClass({Servlet.class, Server.class, Loader.class, WebAppContext.class})
    @ConditionalOnMissingBean(
        value = {ServletWebServerFactory.class},
        search = SearchStrategy.CURRENT
    )
    public static class EmbeddedJetty {
        public EmbeddedJetty() {
        }

        @Bean
        public JettyServletWebServerFactory JettyServletWebServerFactory() {
            return new JettyServletWebServerFactory();
        }
    }

    @Configuration
   //判断当前是否引入了tomcat依赖
    @ConditionalOnClass({Servlet.class, Tomcat.class, UpgradeProtocol.class}) 
    ///判断当前容器没有用户自己定义ServletWebServerFactory：
    //嵌入式的Servlet容器工厂；作用：创建嵌入式的Servlet容器

    @ConditionalOnMissingBean(
        value = {ServletWebServerFactory.class},
        search = SearchStrategy.CURRENT
    )
    public static class EmbeddedTomcat {
        public EmbeddedTomcat() {
        }

        @Bean
        public TomcatServletWebServerFactory tomcatServletWebServerFactory() {
            return new TomcatServletWebServerFactory();
        }
    }
}

2. 嵌入式Servlet容器工厂

3. 嵌入式的Servlet容器

4.以tomcat为例

public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
        Tomcat tomcat = new Tomcat();
        File baseDir = this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory : this.createTempDir("tomcat");
        tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
        Connector connector = new Connector(this.protocol);
        tomcat.getService().addConnector(connector);
        this.customizeConnector(connector);
        tomcat.setConnector(connector);
        tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
        this.configureEngine(tomcat.getEngine());
        Iterator var5 = this.additionalTomcatConnectors.iterator();

        while(var5.hasNext()) {
            Connector additionalConnector = (Connector)var5.next();
            tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
        }

        this.prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
        return thisb.getTomcatWebServer(tomcat);
    }

5. 容器中导入 WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor

public class WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor, BeanFactoryAware {
  
     //初始化之前   
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        //如果当前初始化的是一个WebServerFactory类型的组件
        if (bean instanceof WebServerFactory) {
            this.postProcessBeforeInitialization((WebServerFactory)bean);
        }

        return bean;
    }

    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        return bean;
    }

    private void postProcessBeforeInitialization(WebServerFactory webServerFactory) {
       //  获取所有的定制器，调用每一个定制器的customize方法来给servlet容器进行属性赋值
        ((Callbacks)LambdaSafe.callbacks(WebServerFactoryCustomizer.class, this.getCustomizers(), webServerFactory, new Object[0]).withLogger(WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor.class)).invoke((customizer) -> {
            customizer.customize(webServerFactory);
        });
    }

    private Collection<WebServerFactoryCustomizer<?>> getCustomizers() {
        if (this.customizers == null) {
            // 定制Servlet容器，给容器中可以添加一个WebServerFactoryCustomizer类型的组件
            this.customizers = new ArrayList(this.getWebServerFactoryCustomizerBeans());
            this.customizers.sort(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);
            this.customizers = Collections.unmodifiableList(this.customizers);
        }

        return this.customizers;
    }

    private Collection<WebServerFactoryCustomizer<?>> getWebServerFactoryCustomizerBeans() {
      //从容器中获取所有这个类型的组件：WebServerFactoryCustomizer
        return this.beanFactory.getBeansOfType(WebServerFactoryCustomizer.class, false, false).values();
    }
}

总结

1. SpringBoot根据导入的依赖情况，给容器中添加相应的WebServerFactory【TomcatServletWebServerFactory】。
2. 容器中某个组件要创建对象就会使用WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor后置处理器，只要是嵌入式的Servlet工厂，后置处理器就会进行处理。
3. 后置处理器从容器中获取所有的WebServerFactoryCustomizer，调用定制器的定制方法

6.嵌入式Servlet容器启动过程

1. SpringBoot启动运行run方法。
2. 调用refreshContext(context);刷新IOC容器【创建IOC容器，并初始化容器，创建容器中的每一个组件】；如果是web应用创建AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，如果是reactive应用创建AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext，否则创建AnnotationConfigApplicationContext。

 protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
        Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
        if (contextClass == null) {
            try {
                switch(this.webApplicationType) {
                case SERVLET:
                    contextClass = Class.forName("org.springframework.boot.web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext");
                    break;
                case REACTIVE:
                    contextClass = Class.forName("org.springframework.boot.web.reactive.context.AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext");
                    break;
                default:
                    contextClass = Class.forName("org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext");
                }
            } catch (ClassNotFoundException var3) {
                throw new IllegalStateException("Unable create a default ApplicationContext, please specify an ApplicationContextClass", var3);
            }
        }

        return (ConfigurableApplicationContext)BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
    }

3. 调用refresh(context);刷新上面创建好的IOC容器

 public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        Object var1 = this.startupShutdownMonitor;
        synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
            //准备刷新的context
            this.prepareRefresh();
            //调用子类去刷新内部的实例工厂
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();
            //准备在这个context中要使用的实例工厂
            this.prepareBeanFactory(beanFactory);

            try {
                
                // 允许在上下文子类中对bean工厂进行后置处理。
                this.postProcessBeanFactory(beanFactory);
                //在context中调用注册为bean的工厂处理器。
                this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
                //注册拦截bean创建的bean处理器。      
                this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);
                //初始化此context的消息源
                this.initMessageSource();
                //初始化此上下文的事件多播器。
                this.initApplicationEventMulticaster();
                //在特定的context子类中初始化其他特殊bean。
                this.onRefresh();
                // 检查监听器bean并注册它们。
                this.registerListeners();
                // 实例化所有剩余（非延迟初始化）单例。
                this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
                //最后一步：发布相应的事件。
                this.finishRefresh();
            } catch (BeansException var9) {
                if (this.logger.isWarnEnabled()) {
                    this.logger.warn("Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: " + var9);
                }

                //摧毁已经创建的单例以避免占用资源。
                this.destroyBeans();
                //重置 ‘active’ 标志
                this.cancelRefresh(var9); 
                //Propagate exception to caller.
                throw var9;
            } finally {
              //从我们开始，重置Spring核心中的常见内省缓存
              //可能不再需要单例bean的元数据了...
                this.resetCommonCaches();
            }

        }
    }

4. 调用onRefresh();web的IOC容器重写了onRefresh方法。
5. Web IOC容器创建嵌入式的Servlet容器。

private void createWebServer() {
        WebServer webServer = this.webServer;
        ServletContext servletContext = this.getServletContext();
        if (webServer == null && servletContext == null) {
            ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();
            this.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()});
        } else if (servletContext != null) {
            try {
                this.getSelfInitializer().onStartup(servletContext);
            } catch (ServletException var4) {
                throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context", var4);
            }
        }

        this.initPropertySources();
    }

6. 获取嵌入式的Servlet容器工厂： ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();从IOC容器中获取ServletWebServerFactory组件；

7. 使用容器工厂获取嵌入式的Servlet容器：his.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()})；

public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
        Tomcat tomcat = new Tomcat();
        File baseDir = this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory : this.createTempDir("tomcat");
        tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
        Connector connector = new Connector(this.protocol);
        tomcat.getService().addConnector(connector);
        this.customizeConnector(connector);
        tomcat.setConnector(connector);
        tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
        this.configureEngine(tomcat.getEngine());
        Iterator var5 = this.additionalTomcatConnectors.iterator();

        while(var5.hasNext()) {
            Connector additionalConnector = (Connector)var5.next();
            tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
        }

        this.prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
        return this.getTomcatWebServer(tomcat);
    }

8. 嵌入式的Servlet容器创建并启动Servlet容器。

9.先启动嵌入式的Servlet容器，再将IOC容器中剩余的没有创建出来的对象获取出来、IOC容器启动就会创建嵌入式的Servlet容器。

7.使用外置的Servlet容器

1. 嵌入式Servlet容器优缺点

优点：简单、便捷。
缺点：默认不支持JSP，优化定制比较复杂。

2.使用外部Servlet容器步骤

1. 必须创建一个war项目。
2. 将嵌入式的Tomcat指定为provided。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring‐boot‐starter‐tomcat</artifactId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

3. 必须编写一个SpringBootServletInitializer的子类，并调用configure方法。

public class ServletInitializer extends SpringBootServletInitializer {
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder application) {
        //传入SpringBoot应用的主程序
        return application.sources(SpringBoot04WebJspApplication.class);
  }
}

4. 启动服务器就可以了。

3.原理与规则

原理
启动服务器，服务器启动SpringBoot应用[SpringBootServletInitializer],启动IOC容器。

规则

1. 服务器启动会创建当前web应用里面每一个jar包里面的ServletContainerInitializer实例。
2. ServletContainerInitializer的实现放在jar包的META-INF/services文件下，有一个名为javax.servlet.ServletContainerInitializer的文件，内容就是ServletContainerInitializer实现类的全类名。
3. 还可以使用@HandlerType，在启动应用时加载指定的类。

4. 启动流程

1. 启动tomcat。
2. 加载spring-web包下META-INF/services下面的javax.servlet.ServletContainerInitializer文件。

3. SpringServletContainerInitializer将@HandlerType标注的所有这个类型的类都传入搭配onStartup方法的Set中，为这些WebApplicationInitializer类型的类创建实例。

@HandlesTypes({WebApplicationInitializer.class})
public class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {
    public SpringServletContainerInitializer() {
    }

    public void onStartup(@Nullable Set<Class<?>> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext) throws ServletException {
        List<WebApplicationInitializer> initializers = new LinkedList();
        Iterator var4;
        if (webAppInitializerClasses != null) {
            var4 = webAppInitializerClasses.iterator();

            while(var4.hasNext()) {
                Class<?> waiClass = (Class)var4.next();
                if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) && WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {
                    try {
                        initializers.add((WebApplicationInitializer)ReflectionUtils.accessibleConstructor(waiClass, new Class[0]).newInstance());
                    } catch (Throwable var7) {
                        throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", var7);
                    }
                }
            }
        }

        if (initializers.isEmpty()) {
            servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");
        } else {
            servletContext.log(initializers.size() + " Spring WebApplicationInitializers detected on classpath");
            AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);
            var4 = initializers.iterator();

            while(var4.hasNext()) {
                WebApplicationInitializer initializer = (WebApplicationInitializer)var4.next();
                initializer.onStartup(servletContext);
            }

        }
    }
}

4. 每个WebApplicationInitializer到调用自己的onStartup()方法。

5. 相当于SpringBootServletInitializer的类会被创建对象，并执行onStartup()方法。

6. SpringBootServletInitializer实例执行onStartup的时候会crateRootApplicationContext创建容器。

protected WebApplicationContext createRootApplicationContext(ServletContext servletContext) {
        // 1.创建SpringApplicationBuilder
        SpringApplicationBuilder builder = this.createSpringApplicationBuilder();
        builder.main(this.getClass());
        ApplicationContext parent = this.getExistingRootWebApplicationContext(servletContext);
        if (parent != null) {
            this.logger.info("Root context already created (using as parent).");
            servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, (Object)null);
            builder.initializers(new ApplicationContextInitializer[]{new ParentContextApplicationContextInitializer(parent)});
        }

        builder.initializers(new ApplicationContextInitializer[]{new ServletContextApplicationContextInitializer(servletContext)});
        builder.contextClass(AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext.class);
        // 2.调用configure方法，子类重新了这个方法，将SpringBoot的主程序类传入
        builder = this.configure(builder);
        builder.listeners(new ApplicationListener[]{new SpringBootServletInitializer.WebEnvironmentPropertySourceInitializer(servletContext)});
        // 3.使用builder创建一个Spring应用
        SpringApplication application = builder.build();
        if (application.getAllSources().isEmpty() && AnnotationUtils.findAnnotation(this.getClass(), Configuration.class) != null) {
            application.addPrimarySources(Collections.singleton(this.getClass()));
        }

        Assert.state(!application.getAllSources().isEmpty(), "No SpringApplication sources have been defined. Either override the configure method or add an @Configuration annotation");
        //确保错误页被注册
        if (this.registerErrorPageFilter) {
            application.addPrimarySources(Collections.singleton(ErrorPageFilterConfiguration.class));
        }
        // 4. q启动Spring应用
        return this.run(application);
    }

7. Spring的应用启动并且创建IOC容器。

8. 先启动Servlet容器，再启动SpringBoot应用。