SpringBoot启动嵌入式Tomcat的实现步骤
Spring Boot在内部启动了一个嵌入式Web容器。
Tomcat是组件化设计，所以就是启动这些组件。
Tomcat独立部署模式是通过startup脚本启动，Tomcat中的Bootstrap和Catalina会负责初始化类加载器，并解析server.xml和启动这些组件。
内嵌模式，Bootstrap和Catalina的工作由Spring Boot代劳，Spring Boot调用Tomcat API启动这些组件。
Spring Boot中Web容器相关接口
WebServer
为支持各种Web容器，Spring Boot抽象出嵌入式Web容器，定义WebServer接口：
Web容器比如Tomcat、Jetty去实现该接口
ServletWebServerFactory
创建Web容器，返回的就是上面提到的WebServer。
public interface ServletWebServerFactory {
WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers);
}
ServletContextInitializer入参表示ServletContext的初始化器，用于ServletContext中的一些配置：
public interface ServletContextInitializer {
void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException;
}
getWebServer会调用ServletContextInitializer#onStartup，即若想在Servlet容器启动时做一些事情，比如注册自己的Servlet，可以实现一个ServletContextInitializer，在Web容器启动时，Spring Boot会把所有实现ServletContextInitializer接口的类收集起来，统一调其onStartup。
WebServerFactoryCustomizerBeanPostProcessor
一个BeanPostProcessor，为定制化嵌入式Web容器，在postProcessBeforeInitialization过程中去寻找Spring容器中WebServerFactoryCustomizer类型的Bean，并依次调用WebServerFactoryCustomizer接口的customize方法做一些定制化。
public interface WebServerFactoryCustomizer<T extends WebServerFactory> {
void customize(T factory);
}
创建、启动嵌入式Web容器
Spring的ApplicationContext，其抽象实现类AbstractApplicationContext#refresh
用来新建或刷新一个ApplicationContext，在refresh中会调用onRefresh，AbstractApplicationContext的子类可以重写onRefresh实现Context刷新逻辑。
因此重写 ServletWebServerApplicationContext#onRefresh 创建嵌入式Web容器：
重写onRefresh方法，调用createWebServer创建和启动Tomcat。
createWebServer
private void createWebServer() {
// WebServer是Spring Boot抽象出来的接口，具体实现类就是不同Web容器
WebServer webServer = this.webServer;
ServletContext servletContext = this.getServletContext();
// 若Web容器尚未创建
if (webServer == null && servletContext == null) {
// 通过Web容器工厂创建
ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();
// 传入一个"SelfInitializer"
this.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()});
} else if (servletContext != null) {
try {
this.getSelfInitializer().onStartup(servletContext);
} catch (ServletException var4) {
...
}
}
this.initPropertySources();
}
getWebServer
以Tomcat为例，主要调用Tomcat的API去创建各种组件：
public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
// 1.实例化一个Tomcat【Server组件】
Tomcat tomcat = new Tomcat();
// 2. 创建一个临时目录
File baseDir = this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory : this.createTempDir("tomcat");
tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
// 3.初始化各种组件
Connector connector = new Connector(this.protocol);
tomcat.getService().addConnector(connector);
this.customizeConnector(connector);
tomcat.setConnector(connector);
tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
this.configureEngine(tomcat.getEngine());
// 4. 创建定制版的"Context"组件
this.prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
return this.getTomcatWebServer(tomcat);
}
prepareContext的Context指Tomcat的Context组件，为控制Context组件行为，Spring Boot自定义了TomcatEmbeddedContext类，继承Tomcat的StandardContext：
注册Servlet
有@RestController，为什么还要自己去注册Servlet给Tomcat?
可能有些场景需要注册你自己写的一个Servlet提供辅助功能，与主程序分开。
Sprong Boot 不注册Servlet 给Tomcat 直接用 @Controller 就能实现Servlet功能是为啥呢？
因为Sprong Boot默认给我们注册了DispatcherSetvlet。
Servlet注解
在Spring Boot启动类上加上 @ServletComponentScan 注解后，使用@WebServlet、@WebFilter、@WebListener标记的Servlet、Filter、Listener就可以自动注册到Servlet容器。
在Web应用的入口类上加上@ServletComponentScan，并且在Servlet类上加上@WebServlet，这样Spring Boot会负责将Servlet注册到内嵌的Tomcat中。
ServletRegistrationBean
Spring Boot提供了
- ServletRegistrationBean
- FilterRegistrationBean
- ServletListenerRegistrationBean
分别用来注册Servlet、Filter、Listener。
假如要注册一个Servlet：
返回一个ServletRegistrationBean，并将它当作Bean注册到Spring，因此你需要把这段代码放到Spring Boot自动扫描的目录中，或者放到**@Configuration**标识的类中。
Spring会把这种类型的Bean收集起来，根据Bean里的定义向Tomcat注册Servlet。
动态注册
可以创建一个类去实现ServletContextInitializer接口，并把它注册为一个Bean，Spring Boot会负责调用这个接口的onStartup。
实现ServletContextInitializer接口的类会被spring管理，而不是被Servlet容器管理。
@Component
public class MyServletRegister implements ServletContextInitializer {
@Override
public void onStartup(ServletContext servletContext) {
// Servlet 3.0规范新的API
ServletRegistration myServlet = servletContext
.addServlet("HelloServlet", HelloServlet.class);
myServlet.addMapping("/hello");
myServlet.setInitParameter("name", "Hello Servlet");
}
}
ServletRegistrationBean也是通过ServletContextInitializer实现的，它实现了ServletContextInitializer接口。
注意到onStartup方法的参数是我们熟悉的ServletContext，可以通过调用它的addServlet方法来动态注册新的Servlet，这是Servlet 3.0以后才有的功能。
通过 ServletContextInitializer 接口可以向 Web 容器注册 Servlet，实现 ServletContextInitializer 接口的Bean被speing管理，但是在什么时机触发其onStartup()方法的呢？
通过 Tomcat 中的 ServletContainerInitializer 接口实现者，如TomcatStarter，创建tomcat时设置了该类，在tomcat启动时会触发ServletContainerInitializer实现者的onStartup()方法，在这个方法中触发ServletContextInitializer接口的onStartup()方法，如注册DispatcherServlet。
DispatcherServletRegistrationBean实现了ServletContextInitializer接口，它的作用就是向Tomcat注册DispatcherServlet，那它是在什么时候、如何被使用的呢？
prepareContext方法调用了另一个私有方法configureContext，这个方法就包括了往Tomcat的Context添加ServletContainerInitializer对象：
context.addServletContainerInitializer(starter, NO_CLASSES);
其中有DispatcherServletRegistrationBean。
定制Web容器
如何在Spring Boot中定制Web容器。在Spring Boot 2.0中可通过如下方式：
ConfigurableServletWebServerFactory
通用的Web容器工厂，定制Web容器通用参数：
@Component
public class MyGeneralCustomizer implements
WebServerFactoryCustomizer<ConfigurableServletWebServerFactory> {
public void customize(ConfigurableServletWebServerFactory factory) {
factory.setPort(8081);
factory.setContextPath("/hello");
}
}
TomcatServletWebServerFactory
通过特定Web容器工厂进一步定制。
给Tomcat增加一个Valve，这个Valve的功能是向请求头里添加traceid，用于分布式追踪。
class TraceValve extends ValveBase {
@Override
public void invoke(Request request, Response response) throws IOException, ServletException {
request.getCoyoteRequest().getMimeHeaders().
addValue("traceid").setString("1234xxxxabcd");
Valve next = getNext();
if (null == next) {
return;
}
next.invoke(request, response);
}
}
跟方式一类似，再添加一个定制器：
@Component
public class MyTomcatCustomizer implements
WebServerFactoryCustomizer<TomcatServletWebServerFactory> {
@Override
public void customize(TomcatServletWebServerFactory factory) {
factory.setPort(8081);
factory.setContextPath("/hello");
factory.addEngineValves(new TraceValve() );
}
}
