13、spring web启动流程(补)(spring笔记)

这里对spring web的启动流程做一个详细的说明。这一块内容比较复杂,后面需要持续研究。这里先记录一点。

一、DispatcherServlet 和 ContextLoaderListener

参考(http://blog.csdn.net/sadfishsc/article/details/51027873

  • DispatcherServletContextLoaderListener的初始化过程可以看出,二者分别会生成一个WebApplicationContext,且以不同的attrName注册到web容器中。

  • 根据web.xml的加载顺序,listener总是先于servlet进行加载,因此虽然DispatcherServletContextLoaderListenerWebApplicationContext不同,但是ContextLoaderListenerWebApplicationContext总是DispatcherServletWebApplicationContext的父ApplicationContext

  • 同一个web容器中,只允许存在一个ContextLoaderListener,但可以存在多个DispatcherServlet

  • 由于二者生成的WebApplicationContext不同,因而这两个WebApplicationContext会分别去加载它们的配置,生成不同的BeanFactory;获取spring Bean时,会先从DispatcherServletWebApplicationContext中查找,若不存在再通过父ApplicationContext,即ContextLoaderListenerWebApplicationContext进行查找。

  • 若二者的配置文件对Bean的定义存在交叉(即二者的配置文件中都定义了相同class且相同beanNamebean),则两个WebApplicationContext中都会保存一份该bean,但实际调用中只会用到DispatcherServlet中的beanContextLoaderListener中的bean无法调用到,成为内存泄漏。

  • DispatcherServlet除了与ContextLoaderListener一样,会加载用户配置的bean以外,还会自动加载与web mvc相关的spring bean,如RequestMapping、ViewResolver、ExceptionHandler等。

二、启动流程

参考:

http://www.cnblogs.com/RunForLove/p/5688731.html
http://blog.csdn.net/caomiao2006/article/details/51290494

这里我使用的是上一篇文章的代码进行的端点调试,相关代码这里就不再给出了。下面的一些内容是基于注解配置完成的,所以可能和XML方式配置会有一些不同,这里只是记录一个大致的流程,细节留待以后再给出。

首先给出一个整体启动的关键的日志信息:

五月 30, 2017 2:35:04 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocol init
信息: Initializing ProtocolHandler ["http-bio-8888"]
五月 30, 2017 2:35:04 下午 org.apache.catalina.core.StandardService startInternal
信息: Starting service Tomcat
五月 30, 2017 2:35:04 下午 org.apache.catalina.core.StandardEngine startInternal
信息: Starting Servlet Engine: Apache Tomcat/7.0.47
五月 30, 2017 2:35:07 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log

信息: Spring WebApplicationInitializers detected on classpath: [win.iot4yj.spittr.config.SpitterWebInitializer@707c7d89]
五月 30, 2017 2:35:08 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
信息: Initializing Spring root WebApplicationContext
五月 30, 2017 2:35:08 下午 org.springframework.web.context.ContextLoader initWebApplicationContext
信息: Root WebApplicationContext: initialization started
五月 30, 2017 2:35:08 下午 org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext prepareRefresh
信息: Refreshing Root WebApplicationContext: startup date [Tue May 30 14:35:08 CST 2017]; root of context hierarchy
五月 30, 2017 2:35:08 下午 org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext loadBeanDefinitions
信息: Registering annotated classes: [class win.iot4yj.spittr.config.RootConfig]
五月 30, 2017 2:35:08 下午 org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor <init>
信息: JSR-330 'javax.inject.Inject' annotation found and supported for autowiring
五月 30, 2017 2:35:09 下午 org.springframework.web.context.ContextLoader initWebApplicationContext
信息: Root WebApplicationContext: initialization completed in 1047 ms

五月 30, 2017 2:35:09 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
信息: Initializing Spring FrameworkServlet 'dispatcher'
五月 30, 2017 2:35:09 下午 org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet initServletBean
信息: FrameworkServlet 'dispatcher': initialization started
五月 30, 2017 2:35:09 下午 org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext prepareRefresh
信息: Refreshing WebApplicationContext for namespace 'dispatcher-servlet': startup date [Tue May 30 14:35:09 CST 2017]; parent: Root WebApplicationContext
五月 30, 2017 2:35:09 下午 org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext loadBeanDefinitions
信息: Registering annotated classes: [class win.iot4yj.spittr.config.WebConfig]
五月 30, 2017 2:35:09 下午 org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor <init>
信息: JSR-330 'javax.inject.Inject' annotation found and supported for autowiring
五月 30, 2017 2:35:10 下午 org.springframework.web.servlet.handler.SimpleUrlHandlerMapping registerHandler
信息: Mapped URL path [/**] onto handler of type [class org.springframework.web.servlet.resource.DefaultServletHttpRequestHandler]
五月 30, 2017 2:35:10 下午 org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerMapping register
信息: Mapped "{[/],methods=[GET]}" onto public java.lang.String win.iot4yj.spittr.controller.HomeController.home()
五月 30, 2017 2:35:10 下午 org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter initControllerAdviceCache
信息: Looking for @ControllerAdvice: WebApplicationContext for namespace 'dispatcher-servlet': startup date [Tue May 30 14:35:09 CST 2017]; parent: Root WebApplicationContext
五月 30, 2017 2:35:10 下午 org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet initServletBean
信息: FrameworkServlet 'dispatcher': initialization completed in 1771 ms

说明:从上面信息可以很清晰的看到分为ContextLoaderListenerDispatcherServlet的初始化。而大致的流程也是如此:

1

其实整个启动流程是从SpringServletContainerInitializer这个类的onStartup方法开始的,下面首先给出其定义:

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

其继承结构图如下:

2

从定义中可以看到SpringServletContainerInitializer类实现了ServletContainerInitializer(javax.servlet),表示在容器启动的时候会自动扫描SpringServletContainerInitializer。而其使用了@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)表示SpringServletContainerInitializer会自动调用实现了WebApplicationInitializer的类,也就是会自动调用SpitterWebInitializer、AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer、AbstractDispatcherServletInitializer、AbstractContextLoaderInitializer。下面给出SpringServletContainerInitializeronStartup方法。

@Override
public void onStartup(Set<Class<?>> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext)
        throws ServletException {

    List<WebApplicationInitializer> initializers = new LinkedList<WebApplicationInitializer>();

    if (webAppInitializerClasses != null) {
        for (Class<?> waiClass : webAppInitializerClasses) {
            // Be defensive: Some servlet containers provide us with invalid classes,
            // no matter what @HandlesTypes says...
            if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) &&
                    WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {
                try {
                    initializers.add((WebApplicationInitializer) waiClass.newInstance());
                }
                catch (Throwable ex) {
                    throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", ex);
                }
            }
        }
    }

    if (initializers.isEmpty()) {
        servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");
        return;
    }

    AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);
    servletContext.log("Spring WebApplicationInitializers detected on classpath: " + initializers);

    for (WebApplicationInitializer initializer : initializers) {
        initializer.onStartup(servletContext);
    }
}

通过端点调试的时候,我们会发现Set<Class<?>> webAppInitializerClasses中的元素分别是SpitterWebInitializer、AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer、AbstractDispatcherServletInitializer、AbstractContextLoaderInitializer四个实现类。这里我们只看重点(其实我也没有完全看懂),主要看后面的代码:

servletContext.log("Spring WebApplicationInitializers detected on classpath: " + initializers);
for (WebApplicationInitializer initializer : initializers) {
    initializer.onStartup(servletContext);
}

其实只有遍历到SpitterWebInitializer的时候才会执行到此处,打印出来的内容我们在Console中是可以看到的。这里开始要调用SpitterWebInitializeronStartup方法,也就是调用其父类AbstractDispatcherServletInitializeronStartup方法:

public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
    super.onStartup(servletContext);
    registerDispatcherServlet(servletContext);
}

这里首先是调用AbstractDispatcherServletInitializer父类AbstractContextLoaderInitializeronStartup方法:

@Override
public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
    registerContextLoaderListener(servletContext);
}
protected void registerContextLoaderListener(ServletContext servletContext) {
    WebApplicationContext rootAppContext = createRootApplicationContext();
    if (rootAppContext != null) {
        ContextLoaderListener listener = new ContextLoaderListener(rootAppContext);
        listener.setContextInitializers(getRootApplicationContextInitializers());
        servletContext.addListener(listener);
    }
    else {
        logger.debug("No ContextLoaderListener registered, as " +
                "createRootApplicationContext() did not return an application context");
    }
}

首先是调用createRootApplicationContext方法,此方法的实现在其子类的子类AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer中实现:

@Override
protected WebApplicationContext createRootApplicationContext() {
    Class<?>[] configClasses = getRootConfigClasses();
    if (!ObjectUtils.isEmpty(configClasses)) {
        AnnotationConfigWebApplicationContext rootAppContext = new AnnotationConfigWebApplicationContext();
        rootAppContext.register(configClasses);
        return rootAppContext;
    }
    else {
        return null;
    }
}

首先对AnnotationConfigWebApplicationContext进行说明:
这里使用的是AnnotationConfigWebApplicationContext类完成配置注册的,这是和以前的XML方式配置中使用的XmlApplicationContext类对应的一个类。

3

这里的getRootConfigClasses方法是在SpitterWebInitializer中实现的,就是读取RootConfig类中相关的配置,具体是如何读取这里先不管,此方法执行完之后回到AbstractContextLoaderInitializerregisterContextLoaderListener方法中,在方法中可以看到使用刚才读取到的配置实例化了一个ContextLoaderListener。在之前我们就说过,容器启动的时候最先加载此监听器,此监听器是一个ContextLoader代理,完成了WebApplicationContext的初始化,同时注册到ServletContext容器中去。这个监听器很重要,一般我们使用web.xml配置的话都会配置此监听器。

4

此监听器能够监听ServletContext对象(Servlet容器)的声明周期,实际上就是监听web应用的生命周期。当Servlet容器启动或终止web应用时,会触发ServletContextEvent事件,该事件由ServletContextListener来处理。在ServletContextListener中定义了两个方法来处理相关事件。ContextLoaderListener监听器的作用就是启动web容器时,自动装配ApplicationContext的配置信息。其具体使用ContextLoader来实际完成加载配置的过程。这里具体的装载过程先不管(这里分为注解方式和XML方式两种,具体的我还没弄清)。这里注册完之后就已经存在一个ApplicationContext了。然后回到AbstractDispatcherServletInitializer类的onStartup方法:

@Override
public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
    super.onStartup(servletContext);
    registerDispatcherServlet(servletContext);
}

现在开始执行registerDispatcherServlet方法:

public static final String DEFAULT_SERVLET_NAME = "dispatcher";
protected String getServletName() {
    return DEFAULT_SERVLET_NAME;
}
protected void registerDispatcherServlet(ServletContext servletContext) {
    String servletName = getServletName();
    Assert.hasLength(servletName, "getServletName() must not return empty or null");

    WebApplicationContext servletAppContext = createServletApplicationContext();
    Assert.notNull(servletAppContext,
            "createServletApplicationContext() did not return an application " +
            "context for servlet [" + servletName + "]");

    FrameworkServlet dispatcherServlet = createDispatcherServlet(servletAppContext);
    dispatcherServlet.setContextInitializers(getServletApplicationContextInitializers());

    ServletRegistration.Dynamic registration = servletContext.addServlet(servletName, dispatcherServlet);
    Assert.notNull(registration,
            "Failed to register servlet with name '" + servletName + "'." +
            "Check if there is another servlet registered under the same name.");

    registration.setLoadOnStartup(1);
    registration.addMapping(getServletMappings());
    registration.setAsyncSupported(isAsyncSupported());

    Filter[] filters = getServletFilters();
    if (!ObjectUtils.isEmpty(filters)) {
        for (Filter filter : filters) {
            registerServletFilter(servletContext, filter);
        }
    }
    customizeRegistration(registration);
}
5

很明显可以看到这里是在对DispatcherServlet进行初始化,首先我们看到:

WebApplicationContext servletAppContext = createServletApplicationContext();

这个方法是在AbstractDispatcherServletInitializer的子类AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer中实现的:

protected WebApplicationContext createServletApplicationContext() {
    AnnotationConfigWebApplicationContext servletAppContext = new AnnotationConfigWebApplicationContext();
    Class<?>[] configClasses = getServletConfigClasses();
    if (!ObjectUtils.isEmpty(configClasses)) {
        servletAppContext.register(configClasses);
    }
    return servletAppContext;
}

这里首先实例化了一个AnnotationConfigWebApplicationContext,然后使用getServletConfigClasses方法,而此方法是我们自己在SpitterWebInitializer类中实现的,也就是读取相关DispatcherServlet的配置信息。读取完之后也就又创建了一个WebApplicationContext,这和之前由ContextLoaderListener创建的WebApplicationContext是父子关系(这里创建的是子)。接下来就是创建DispatcherServlet,然后注册到ServletContext容器中去。这里面还有很多细节没有完全弄懂,比如是如何读取相关的配置信息(WebConfig)的,暂时先记录这些,在后面再研究细节。

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