Tomcat原理系列之四：Tomat如何启动spring
在springboot盛行的今天，你是否还记得那，在xml文件中配置各种servlet, filter的日子。是否还记得那Tomat+spring+springmvc配置的组合。还有那熟悉的web.xml文件。不知你当时是否有过为何如此配置的疑惑？你又是否已经解惑。
不要带着疑惑让他们远去。我们一起回顾
熟悉的web.xml
ContextLoaderListener
为了使用spring我们常见在web.xml中做这样的配置. 配置一个ContextLoaderListener监听器。这个监听器是如何把Tomcat与spring关联的呢？
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app version="3.0" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd">
<filter>
<filter-name>characterEncodingFilter</filter-name>
<filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>encoding</param-name>
<param-value>UTF-8</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>forceEncoding</param-name>
<param-value>true</param-value>
</init-param>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>characterEncodingFilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
<!--启用spring-->
<listener>
<listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
<!--2、部署applicationContext的xml文件-->
<context-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring/applicationContext.xml</param-value>
</context-param>
<!--3、启用springmvc-->
<servlet>
<servlet-name>DispatcherServlet</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring/dispatcher-servlet.xml</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup><!--是启动顺序，让这个Servlet随Servletp容器一起启动。-->
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>DispatcherServlet</servlet-name>
<url-pattern>/</url-pattern> <!--会拦截URL中带“/”的请求。-->
</servlet-mapping>
<welcome-file-list><!--指定欢迎页面-->
<welcome-file>login.html</welcome-file>
</welcome-file-list>
<error-page> <!--当系统出现404错误，跳转到页面nopage.html-->
<error-code>404</error-code>
<location>/nopage.html</location>
</error-page>
<error-page> <!--当系统出现java.lang.NullPointerException，跳转到页面error.html-->
<exception-type>java.lang.NullPointerException</exception-type>
<location>/error.html</location>
</error-page>
<session-config><!--会话超时配置，单位分钟-->
<session-timeout>360</session-timeout>
</session-config>
</web-app>
Tomcat的初始化StandardContext.startInternal()
1.Tomcat对web.xml的加载.
要解开Tomcat与spring的关系，我们首先应该先搞懂，Tomcat是在什么位置，如何加载的web.xml文件。
说到这个问题，我们不得不提一下中的start()主线。
Tomcat 层级调用组件的start()方法,执行到StandardContext.startInternal() 时, 在startInternal()方法中调用fireLifecycleEvent()发布一个"configure_start" 事件.
public static final String CONFIGURE_START_EVENT = "configure_start";
// Notify our interested LifecycleListeners
fireLifecycleEvent(Lifecycle.CONFIGURE_START_EVENT, null);
//响应configure_start事件
protected void fireLifecycleEvent(String type, Object data) {
LifecycleEvent event = new LifecycleEvent(this, type, data);
for (LifecycleListener listener : lifecycleListeners) {
listener.lifecycleEvent(event);
}
}
web.xml之旅就此开始。
在众多监听器中，有一个ContextConfig监听器，在监听到"configure_start" 事件后, 会执行configureStart()方法. 在configureStart()方法中执行webConfig()开始web.xml解析.
lifecycleEvent()==》
if (event.getType().equals(Lifecycle.CONFIGURE_START_EVENT)) {
configureStart();//
} else if (event.getType().equals(Lifecycle.BEFORE_START_EVENT)) {
beforeStart();
} else if (event.getType().equals(Lifecycle.AFTER_START_EVENT)) {
configureStart()==》
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug(sm.getString("contextConfig.start"));
}
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug(sm.getString("contextConfig.xmlSettings",
context.getName(),
Boolean.valueOf(context.getXmlValidation()),
Boolean.valueOf(context.getXmlNamespaceAware())));
}
webConfig();
webConfig:就是Tomcat加载解析web.xml的地方
方法中注释标注了1,2…步骤,详细讲解web.xml加载，解析的过程.讲的很详细，我这里不一一讲了，强烈建议大家去看看源码。
这里主要提一个两个重要的点
parseWebXml(contextWebXml, webXml, false)方法:
这个方法中有一个Digester工具，在Tomcat加载server.xml配置文件的时候就是使用了此工具,解析原理异曲同工。 此处使用WebRuleSet规则，将web.xml文件中的配置读取出来设置到webXml对象中去.
configureContext(StandardContext context)方法：
将web.xml文件解析出来的各个组件设置到标准servlet上下文StandardContext中去。 其中就包括我们的filter ,servlet， listener
parseWebXml()===>
Digester digester;
WebRuleSet ruleSet;
if (fragment) {
digester = webFragmentDigester;
ruleSet = webFragmentRuleSet;
} else {
digester = webDigester;
ruleSet = webRuleSet;
}
configure()===>
private void configureContext(WebXml webxml) {
for (FilterDef filter : webxml.getFilters().values()) {
if (filter.getAsyncSupported() == null) {
filter.setAsyncSupported("false");
}
context.addFilterDef(filter);
}
for (FilterMap filterMap : webxml.getFilterMappings()) {
context.addFilterMap(filterMap);
}
....
for (ServletDef servlet : webxml.getServlets().values()) {
Wrapper wrapper = context.createWrapper();
}
...
for (String listener : webxml.getListeners()) {
context.addApplicationListener(listener);
}
}
至此StandardContext已经有了我们配置的listener，fitler,servlet
2.Tomcat 执行了listener.
在加载并将filter,servlet，listener设置到contxt中后，接下来就是执行了。
还是StandardContext.startInternal()方法, 在方法的下半部分按顺序有如下操作:
listenerStart() 启动所有的listener.
filterStart() 启动所有的filter
loadOnStartup(findChildren()) 启动所持有的servlet
listenerStart() 启动众多listener，其中就包括我们配置的ContextLoaderListener监听器。
// Configure and call application event listeners
if (ok) {
if (!listenerStart()) {
log.error(sm.getString("standardContext.listenerFail"));
ok = false;
}
}
...
// Configure and call application filters
if (ok) {
if (!filterStart()) {
log.error(sm.getString("standardContext.filterFail"));
ok = false;
}
}
...
// Load and initialize all "load on startup" servlets
if (ok) {
if (!loadOnStartup(findChildren())){
log.error(sm.getString("standardContext.servletFail"));
ok = false;
}
}
3.ContextLoaderListener.contextInitialized(event) spring的初始化.
listenerStart() 方法其实就是调用Listener的contextInitialized（）方法
public boolean listenerStart() {
...
for (int i = 0; i < instances.length; i++) {
if (!(instances[i] instanceof ServletContextListener))
continue;
ServletContextListener listener =
(ServletContextListener) instances[i];
try {
fireContainerEvent("beforeContextInitialized", listener);
if (noPluggabilityListeners.contains(listener)) {
listener.contextInitialized(tldEvent);
} else {
//执行listener的初始。传递ServletContextEvent参数
listener.contextInitialized(event);//
}
fireContainerEvent("afterContextInitialized", listener);
} catch (Throwable t) {
ExceptionUtils.handleThrowable(t);
fireContainerEvent("afterContextInitialized", listener);
getLogger().error
(sm.getString("standardContext.listenerStart",
instances[i].getClass().getName()), t);
ok = false;
}
}
...
}
来到ContextLoaderListener.contextInitialized(ServletContextEvent event)方法中，开始初始化web应用下的IO容器。
public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
this.initWebApplicationContext(event.getServletContext());
}
initWebApplicationContext方法中，调用了createWebApplicationContext方法来构建一个上下文类，createWebApplicationContext方法中首先调用determineContextClass（）来判断上下文类型决定创建哪种上下文， 通常会使用默认策略，根据ContextLoader.properties文件中配置的WebApplicationContext值创建上下文XmlWebApplicationContext对象
至此web容器实例就创建出来了
org.springframework.web.context.WebApplicationContext=org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext
紧接着调用configureAndRefreshWebApplicationContext（）方法来初始化bean.就开始了spring的著名的初始化方法refresh()
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
this.prepareRefresh();
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();
this.prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
this.postProcessBeanFactory(beanFactory);
this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);
this.initMessageSource();
this.initApplicationEventMulticaster();
this.onRefresh();
this.registerListeners();
this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
this.finishRefresh();
} catch (BeansException var9) {
if (this.logger.isWarnEnabled()) {
this.logger.warn("Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: " + var9);
}
this.destroyBeans();
this.cancelRefresh(var9);
throw var9;
} finally {
this.resetCommonCaches();
}
}
}
总结：ContextLoaderListener通过实现ServletContextListener接口，继承ContextLoader加载器。 把Tomcat与spring连接到了一起。
看懂了Tomcat与spring的关系， 想想配置的DispatcherServlet。其中原理是否有门道了
Spring分别提供了用于启动WebApplicationContext的Servlet和Web容器监听器:
org.springframework.web.context.ContextLoaderServlet;
org.springframework.web.context.ContextLoaderListener.
ContextLoaderListener，ContextLoaderServlet 其实区别不大。流程是一样的
