深入源码解析：Spring Boot 如何加载 Servlet 、Filter 与 Listener

  我们知道，Spring Boot 是在 Spring MVC 的基础上进行了封装，以简化开发者的工作量。尽管如此，Spring Boot 的底层架构依然离不开 Spring MVC 的核心组件，如 Servlet、Filter、Listener，以及RequestMappingHandlerMapping 和RequestMappingHandlerAdapter等。

  在传统的 Spring MVC项目中，我们可以通过web.xml文件、注解的方式，或通过 SPI 扩展机制来配置和初始化这些关键组件。然而，在 Spring Boot 项目中，我们默认是没有做这些操作的，那么其又是如何初始化这些关键组件呢？本帖我们着重探究Servlet、Filter、Listener。

  再探究Servlet、Filter、Listener初始化的过程前，我们需要了解两个概念，Web容器和Spring IOC容器，二者不是同一个概念。

  Web 容器（也称为 Servlet 容器）是用于处理 Web 应用程序的服务器环境。它负责管理 Web 应用程序的生命周期，并提供必要的服务来处理 HTTP 请求和响应，常见的 Web 容器有 Apache Tomcat、Jetty等。注意我们的Servlet、Filter、Listener组件就是存储在该容器中。

  Spring IOC 容器（Inversion of Control 容器）是 Spring 框架的核心部分，它负责管理 Java bean 对象的生命周期和依赖关系。

  从上面可以看出，Servlet、Filter、Listener的初始化离不开Web容器，而我们常用的就是Tomcat,再Spring Mvc中我们采用的外置Tomcat，但是再Spring Boot中采用了内置Tomcat，二者大同小异，所以再研究Spring Boot内置Tomcat如何初始化Servlet、Filter、Listener组件前，我们需要先大体了解一下Spring MVC外置Tomcat 如何加载这三个组件。

1.外置Tomcat

  外置Tomcat典型应用就是Spring MVC项目。首先我们需要先了解一下Tomcat的整体架构，如下图：

  注意：Spring IOC容器的创建是在上图中Context组件中执行servlert.init方法进行创建的，而Tomcat启动Spring MVC项目的时候，会按照server->service->Engine->host->context->wrapper（默认DispatcherServlet）的顺序进行对象的实例化，那么很明显我们的servlet是再Spring IOC容器创建之前就已经创建了，因此Spring IOC无法存储管理这些组件，所以用Web容器来存储管理这些组件。

  再外置Tomcat中，整个项目启动的时候会创建context实例（对应一个项目），而context实例的实现类为StandardContext，该类实现了Lifecycle接口，因此具有生命周期，再其生命周期中存在12中状态，每种状态均会发布不同的事件，其有一个非常重要的监听器即ContextConfig，该监听器针对context组件再不同的生命阶段发布的不同事件进行监听处理，其中就包括我们项目中web.xml的解析，这样就会帮我们创建三大组件，然后绑定到context组件中的属性中。如下图：

  通过上面流程，可以看出Servlet、Filter、Listener组件需要存储在Web容器中，且要和Tomcat中的context组件绑定对应的关系。

  但是再Spring Boot项目中，我们是通过内嵌Tomcat来实现项目的加载，而内嵌Tomcat的实现是再Spring源码中的refresh()方法中的onRefresh()方法来具体实现的，再执行onRefresh()方法之前Spring IOC容器就已经创建完成了，那么Spring Boot是如何实例化Servlet、Filter、Listener组件以及又是如何将这三个组件跟Web容器中的Context组件绑定关系呢？

2.内置Tomcat

  内置Tomcat的典型应用就是Spring Boot项目，而从Spring Boot的源码中可以看出，内嵌Tomcat的实现是在ServletWebServerApplicationContext中的onRefresh() 方法，但是该方法的调用比较靠后，此时Spring IOC容器已经创建而Web容器还未创建，那么Spring Boot项目是如何创建Servlet、Filter、Listener组件，又是如何将三大组件跟Web容器中的context绑定关系。

1.Spring Boot项目是如何创建Servlet、Filter、Listener

  Spring Boot再创建Servlet、Filter、Listener组件时原理相同，此处我们以Servlet为主进行介绍。Servlert的创建离不开Spring Boot的自动装配，而WebMvcAutoConfiguration自动配置类就显的比较重要，如下图：

  其会帮我们导入一个DispatcherServletAutoConfiguration，而该类则是DispatcherServlet创建的重中之重，如下图：

  经过上面Spring Boot的自动装配，默认的Servlet就已经注入到IOC容器中。

2.Spring Boot IOC容器中的servlet如何跟Web容器中的context绑定关系

  该过程是在内嵌Tomcat启动的过程中进行的，即Spring源码中的onRefresh() 方法中进行的。该流程的实现离不开一个关键类，即TomcatStarter，它实现了ServletContainerInitializer接口（jakarta.servlet），上面的DispatcherServletRegistrationBean也实现了ServletContainerInitializer接口（org.springframework.boot.web.servlet）。注意：两者只是名称相同，全类限定名不同哈。

  我们需要先看一下内嵌Tomcat是如何启动的，关键是ServletWebServerApplicationContext.createWebServer()方法，如下图：

  而真正实现Servlet与context组件绑定父子关系的是getWebServer(getSelfInitializer())方法的参数getSelfInitializer()方法，该方法是一个lambda，具体如下：

  我们接着看一下getWebServer方法，看看TomcatStart，如何被设置，如何被调用：

  接着看一下configureContext(context, initializersToUse)方法，如下：

  那么TomcatStarter又是何时被调用的，前面也说到了context的声明周期中存在多种状态，当该组件start的时候，会调用TomcatStarter，如下图：

 接下来看一下TomcatStarter，如下图：

  所以再调用TomcatStarter.onStartup方法的时候就相当于调用我们的lambda，接下来看一下lambda，如下图：

  而我们再自动配置类定义的DispatcherServletRegistrationBean就是实现了org.springframework.boot.web.servlet.ServletContextInitializer，所以此处可以拿到。

我们进一步按一下getServletContextInitializerBeans()方法，如下图：

  至此我们会调用关键类的DispatcherServletRegistrationBean.onStartup方法，来将封装在里面的DispatcherServlet跟context组件绑定父子关系，如下图：

  接着继续看一下register方法：如下图：

  接着继续看一下addRegistration方法：如下图：

  至此，Servlet、Filter、Listener组件就绑定到Tomcat中的context组件上，context组件start方法的后续就会调用三大组件的init方法：

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