从零手写实现 tomcat-08-tomcat 如何与 springboot 集成?

简介: 本文探讨了Spring Boot如何实现像普通Java程序一样通过main方法启动,关键在于Spring Boot的自动配置、内嵌Servlet容器(如Tomcat)以及`SpringApplication`类。Spring与Tomcat集成有两种方式:独立模式和嵌入式模式,两者通过Servlet规范、Spring MVC协同工作。Spring和Tomcat的生命周期同步涉及启动、运行和关闭阶段,通过事件和监听器实现。文章鼓励读者从实现Tomcat中学习资源管理和生命周期管理。此外,推荐了Netty权威指南系列文章,并提到了一个名为mini-cat的简易Tomcat实现项目。

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前言

开始之前,我们来一起思考下面 3 个问题:

  1. 我们在 springboot 中可以像 main 一样直接启动,如何实现的?

  2. 那么Spring是怎么和Tomcat容器进行集成?

  3. Spring和Tomcat容器的生命周期是如何同步?

1. springboot 中可以像 main 一样直接启动,如何实现的?

在Spring Boot中,应用程序可以像一个普通的Java程序一样,通过一个main方法直接启动,这背后其实是一个挺巧妙的设计。

咱们来接地气地聊聊这是怎么实现的。

首先,你得知道,任何Java程序运行起来,都是因为有一个main方法。这是Java虚拟机(JVM)启动程序时的入口点。

在传统的Java Web项目中,服务器(比如Tomcat)会负责启动和运行,而Spring Boot却可以让你用一个简单的main方法就跑起来。

实现这一点的关键在于Spring Boot的自动配置和内嵌的Servlet容器(比如Tomcat)。

  1. Spring Boot的自动配置:Spring Boot提供了大量的自动配置类,这些类会根据你添加的依赖和配置来自动设置你的Spring应用。比如,如果你添加了Spring Web的依赖,Spring Boot就会自动配置一个Web应用。

  2. 内嵌Servlet容器:Spring Boot允许你不用部署到外部的Servlet容器,而是直接内嵌一个Servlet容器到你的应用中。这意味着你的应用可以包含一个小型的服务器,比如Tomcat或Jetty,它们会在应用启动时自动启动。

  3. SpringApplication类:Spring Boot提供了一个SpringApplication类,它用来启动Spring应用。当你创建一个Spring Boot应用时,你的main方法通常会这样写:

public static void main(String[] args) {
   
    SpringApplication.run(YourApplicationClass.class, args);
}

这里的YourApplicationClass是你的Spring Boot应用的配置类,它通常会用@SpringBootApplication注解标注,这个注解是Spring Boot应用的标识,它包含了几个其他的注解,包括:

  • @SpringBootConfiguration:标识当前类是一个Spring Boot的配置类。
  • @EnableAutoConfiguration:告诉Spring Boot开启自动配置。
  • @ComponentScan:告诉Spring Boot在哪里查找其他的Bean。
  1. @SpringBootApplication注解:这个注解是启动Spring Boot应用的关键。它让Spring Boot知道这个类是用来启动整个应用的。

当你运行这个main方法时,Spring Boot会利用SpringApplication类来启动你的应用,同时它会根据@SpringBootApplication注解中的配置来自动设置你的应用,包括启动内嵌的Servlet容器。

所以,总结来说,Spring Boot之所以能像一个普通的Java程序一样直接启动,是因为它巧妙地利用了自动配置、内嵌容器和特定的注解来简化了整个启动过程。

这样,你就不需要复杂的部署步骤,只需要一个简单的main方法,就能运行一个完整的Web应用。

2. Spring 是怎么和 Tomcat 容器进行集成?

首先,得明白Spring和Tomcat是两个不同的技术,但它们可以一起工作,就像豆浆和油条,各自独立但又很搭配。

Tomcat 是一个Servlet容器,它的主要工作是处理HTTP请求,比如当你在浏览器里输入网址,Tomcat就会响应这个请求,给你返回网页。

Spring 是一个庞大的Java企业级应用框架,它提供了很多功能,比如依赖注入(DI)、事务管理、安全性等等。

在Web开发中,Spring也提供了对Web应用的支持,比如Spring MVC。

那么,Spring是怎么和Tomcat集成的呢?主要有两种方式:

  1. 独立模式:在这种模式下,Spring和Tomcat是分开的,各干各的活。Tomcat只负责接收HTTP请求,然后它把这些请求转交给Spring来处理。Spring会根据你的配置来决定怎么响应这些请求,比如调用哪个控制器(Controller)来处理请求,然后返回响应。

    这个过程就像是Tomcat是门卫,它负责接待来访的客人(HTTP请求),然后告诉Spring:“有人找你。”Spring再根据具体情况来接待这些客人。

  2. 嵌入式模式:在这种模式下,Spring把Tomcat嵌入到自己的应用中。这意味着你的Spring应用里会包含一个小型的Tomcat服务器。当你运行Spring应用时,这个内嵌的Tomcat服务器也会启动,然后直接处理HTTP请求,而不需要一个单独的Tomcat服务器。

    这种方式就像是Spring自己开了个小店,它不仅负责内部管理,还直接面对客户,处理所有的事务。

无论是哪种模式,Spring和Tomcat的集成都依赖于一些关键的技术:

  • Servlet规范:Java Servlet规范是一个标准,它定义了Java Web应用的运行方式。Spring和Tomcat都遵循这个规范,所以它们可以一起工作。

  • Spring MVC:这是Spring提供的一个Web框架,它遵循MVC(模型-视图-控制器)设计模式。在Spring MVC中,Tomcat的作用主要是接收HTTP请求,然后由Spring MVC的控制器来处理这些请求。

  • Spring Boot:这是Spring的一个子项目,它让Spring应用的配置和部署变得更加简单。在Spring Boot中,你可以很容易地集成Tomcat,因为Spring Boot已经为你做好了大部分配置。

总的来说,Spring和Tomcat的集成就是通过遵循Java Servlet规范,利用Spring MVC和Spring Boot等技术,让Spring应用能够运行在Tomcat上,处理HTTP请求,从而提供Web服务。

3. Spring 和 Tomcat 容器的生命周期是如何同步?

首先,生命周期就是指一个东西从开始到结束的整个过程。

对于软件来说,就是从启动到关闭的这段时间。

PS: 就是我们常说的钩子函数。

Tomcat的生命周期:Tomcat作为一个服务器,它的生命周期很简单。当你启动Tomcat,它就开始监听网络请求,然后你就可以通过浏览器等客户端访问你的网站了。当你关闭Tomcat,它就会停止监听,不再处理任何请求。

Spring的生命周期:Spring的生命周期稍微复杂一些,因为它涉及到很多组件,也就是Spring管理的Bean。Spring的生命周期包括Bean的创建、初始化、使用和销毁。

那么,Spring和Tomcat是如何同步它们的生命周期的呢?这主要通过以下几个步骤:

  1. 启动阶段:当你启动Tomcat时,它会加载Spring的配置文件,然后创建Spring的上下文(ApplicationContext)。这个上下文就是Spring管理所有Bean的地方。在这个过程中,Spring会创建所有的Bean,然后调用它们的初始化方法。

  2. 运行阶段:在Tomcat运行期间,它会不断地接收HTTP请求,并将这些请求转发给Spring处理。Spring会根据配置,找到合适的Bean来处理这些请求。在这个阶段,Bean会被使用,但它们不会被销毁。

  3. 关闭阶段:当你关闭Tomcat时,它会告诉Spring的上下文是时候关闭了。收到这个信号后,Spring会执行一系列的关闭操作,包括调用Bean的销毁方法,然后关闭上下文。这样,所有的Bean都会被正确地销毁,资源会被释放。

在这个过程中,Tomcat和Spring通过一系列的事件和监听器来同步它们的生命周期。Tomcat会发出启动和关闭的事件,而Spring会监听这些事件,并在适当的时候执行自己的生命周期操作。

举个例子,Spring提供了几个生命周期相关的接口,比如InitializingBeanDisposableBean。通过实现这些接口,你可以自定义Bean的初始化和销毁逻辑。当Tomcat启动或关闭时,Spring会调用这些方法,从而实现生命周期的同步。

此外,Spring还提供了一些生命周期相关的事件,比如ContextRefreshedEventContextClosedEvent。这些事件会在Spring上下文刷新和关闭时发出,你可以在Spring应用中监听这些事件,然后执行一些特定的操作。

总的来说,Spring和Tomcat通过监听对方的生命周期事件,并执行相应的操作,实现了它们的生命周期同步。

这样,无论Tomcat何时启动或关闭,Spring都能保证自己的Bean被正确地创建和销毁,从而保证了应用的稳定性和资源的有效利用。

4. 对我们实现 tomcat 的启发?

Spring Boot应用启动时,会创建Spring上下文(ApplicationContext),加载所有的Bean,并初始化它们。

Tomcat启动时,会加载Web应用,初始化Servlet和Listener。

实现自己的Tomcat时,要设计一个清晰的启动流程,确保所有的资源都能被正确加载和初始化。

从零手写例子

 /\_/\  
( o.o ) 
 > ^ <

mini-cat 是简易版本的 tomcat 实现。别称【嗅虎】(心有猛虎,轻嗅蔷薇。)

开源地址:https://github.com/houbb/minicat

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