深入Spring Boot ：web.xml去哪了

红太狼 2024-03-23 14:48 23阅读 0赞

如今，开发基于Spring的web应用越来越少使用到web.xml，或者基本上已经看不到web.xml，那这个web.xml到底去哪了呢，接下来我们一起来探索一下。

## Servlet3前使用web.xml ##

在Servlet3.0之前，web.xml是开发web应用必须配置的文件，可以通过它配置DispatcherServlet、ContextLoaderListener和其它额外的Servlet、Filter、Listener，就像如下的web.xml配置。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <web-app version="2.5" 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_2_5.xsd">
    	<display-name>web-app</display-name>
    
    	<context-param>
    		<param-name>contextConfigLocation</param-name>
    		<param-value>classpath*:spring/*.xml</param-value>
    	</context-param>
    
        <listener>
            <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
        </listener>
    
        <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>
        </filter>
        <filter-mapping>
            <filter-name>characterEncodingFilter</filter-name>
            <url-pattern>/*</url-pattern>
        </filter-mapping>
    
    	<servlet>
    		<servlet-name>springMVC</servlet-name>
    		<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    		<init-param>
    			<param-name>contextConfigLocation</param-name>
    			<param-value>classpath*:springMVC.xml</param-value>
    		</init-param>
    		<load-on-startup>1</load-on-startup>
    	</servlet>
    
    	<servlet-mapping>
    		<servlet-name>springmvc</servlet-name>
    		<url-pattern>/</url-pattern>
    	</servlet-mapping>
    </web-app>

以上的web.xml在应用启动的时候会创建两个Spring上下文，一个由ContextLoaderListener创建的上下文，一个由DispatcherServlet创建的上下文。ContextLoaderListener创建的上下文用于装载非web功能相关的bean，例如Service、DAO等，而DispatcherServlet创建的上下文用于装载web功能相关的bean，例如Controller、ViewResolver等。ContextLoaderListener创建的上下文要装载的bean来自于web.xml中通过context-param标签配置的contextConfigLocation指定的xml，例如classpath *:spring/* .xml；而DispatcherServlet创建的上下文要装载的bean来自于web.xml中配置的DispatcherServlet中通过init-param标签配置的contextConfigLocation指定的xml，例如classpath\*:springMVC.xml，如果没有通过init-param标签配置contextConfigLocation，默认使用以DispatcherServlet在web.xml中配置的servlet-name为前缀，-servlet.xml为后缀的xml文件，例如springMVC-servlet.xml。

## Servlet3+弱化web.xml ##

Servlet3.0在Servlet2.5的基础上提供了若干新特性用于简化Web应用的开发和部署，在servlet-api.jar的javax.servlet.annotation包中新增了@WebServlet、@WebFilter和@WebListener注解，用于简化Servlet、过滤器和监听器的声明，也就是说从此之后开发web应用不一定非要使用web.xml了，例如如下代码声明了一个自定义Filter。

![85ff63f9050f8a2d970e7f213b2c5886.png][]

在Servlet3.0 API中提供了一个  
javax.servlet.ServletContainerInitializer接口，接口只有一个onStartup方法，在支持Servlet3.0的Web应用服务器中，例如Tomcat7或更高版本，服务器会在启动的时候在类路径下查找javax.servlet.ServletContainerInitializer接口的实现类，执行实现类的onStartup方法用于配置Servlet容器，例如注册Servlet、Filter或Listener。

![b680f57069421b2d2ece56424e0a90eb.png][]

onStartup方法有两个参数：Set<Class<?>> c和ServletContext ctx，ServletContext即Servlet上下文，它定义了一些方法用于和Servlet容器进行交流，也可以获取web应用的一些资源信息；如果 ServletContainerInitializer接口的实现类使用@HandlesTypes注解声明了感兴趣的类或接口，那么这个感兴趣的类及其子类或接口的实现类就会被设置到Set

ServletContainerInitializer接口的具体使用方法必须在代码的classpath下的META-INF/services/路径下定义一个名为javax.servlet.ServletContainerInitializer的文件，这个文件的内容是ServletContainerInitializer接口实现类的全路径，例如com.example.demo.MyServletContainerInitializer，下面实现一个简单的MyServletContainerInitializer。

![ac9dd98b1ca32a8282fde982ded092b6.png][]

从上图可以看到，ServletContext提供了可以注册Servlet、Filter和Listener的方法，下面动态注册一个Servlet和Filter。

![176ee8223aa9c797177a7a3473a087c8.png][]

Servlet3.0新增的这些特性在弱化web.xml，下面来看一下Spring是如何支持Servlet3的。

## Spring3+逐渐替换web.xml ##

Spring框架从3.1版本开始支持Servlet3.0，可以在基于Java的配置中声明Servlet、Filter和Listener，并且从3.2版本开始可以使用  
AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer的子类来配置DispatcherServlet，它会创建DispatcherServlet和ContextLoaderListener，真正实现不再需要使用web.xml，例如如下代码自定义了一个DispatcherServletInitializer，它继承了AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer。

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![0fb6b588d083d93fb620a020f381e151.png][]

DispatcherServletInitializer分别实现了getRootConfigClasses、getServletConfigClasses和getServletMappings方法。getRootConfigClasses方法返回使用@Configuration标注的类用于ContextLoaderListener创建Spring上下文装载非web相关的bean。getServletConfigClasses方法返回使用@Configuration标注的类用于DispatcherServlet创建Spring上下文装载web相关的bean。getServletMappings方法返回的字符串数组用于告诉DispatcherServlet处理那些url的请求。到这里这三个方法的用途是不是很熟悉，其实就是web.xml中配置的DispatcherServlet和ContextLoaderListener替代方案。

Spring3.1中的SpringServletContainerInitializer实现了ServletContainerInitializer接口，同时在相应的jar包META-INF/services/路径下定义了javax.servlet.ServletContainerInitializer文件，它的内容是org.springframework.web.SpringServletContainerInitializer。

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![5ba04f1e2cdffbf504dea286d7b3740d.png][]

根据上面对javax.servlet.ServletContainerInitializer接口分析可知，SpringServletContainerInitializer的onStartup方法会在web应用启动的时候被调用。在分析onStartup方法之前，关注到SpringServletContainerInitializer类上使用@HandlesTypes注解标注，这个注解的value是WebApplicationInitializer，所以，支持Servlet3.0+的容器在启动时会自动扫描classpath下WebApplicationInitializer接口的实现类，并将这些实现类传递给onStartup方法的第一个参数。

![766c47df34818fa40f186e1540ef26e0.png][]

上面代码做了简单的注释，可以看到onStartup会遍历执行WebApplicationInitializer接口实现类的onStartup方法。现在，我们在回过来看一下AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer类结构。

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![54b2cac7608a4fcd48e5ab98c7883bea.png][]

![145d6d6cf92a68beca37b8692b15b400.png][]

AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer继承自AbstractDispatcherServletInitializer，而AbstractDispatcherServletInitializer又继承自AbstractContextLoaderInitializer，AbstractContextLoaderInitializer实现了WebApplicationInitializer接口，所以AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer子类的onStartup方法会在web应用启动的时候被调用，创建DispatcherServlet和ContextLoaderListener，进而创建Spring上下文，完成应用初始化操作。

## SpringBoot不再使用web.xml ##

既然Spring框架从3.1开始逐步使用Java Config替换web.xml，那么SpringBoot作为快速、简便使用Spring框架的脚手架，必然也不会再继续使用web.xml了。

在基于SpringBoot开发的代码中依然可以继续使用servlet-api中javax.servlet.annotation包中新增的@WebServlet、@WebFilter和@WebListener注解，用于简化Servlet、过滤器和监听器的声明，不过需要注意别忘记使用SpringBoot提供的@ServletComponentScan注解开启对这三注解的扫描。

SpringBoot提供了ServletRegistrationBean、FilterRegistrationBean和ServletListenerRegistrationBean，用于动态注册Servlet、过滤器和监听器，例如如下代码。

![cebcf2de7a4dffef39bd479ba37a9da4.png][]

上面代码虽然创建了三个bean，但这三个bean仅托管到了Spring上下文中，并没有注册到ServletContext中，那什么时候被注册到ServletContext中呢？查看ServletRegistrationBean、FilterRegistrationBean和ServletListenerRegistrationBean源码会发现，它们都间接继承自RegistrationBean，而RegistrationBean实现了ServletContextInitializer接口。

![d0f0b30ba3af1670b152a5d25e1e272b.jpeg][]

注意看RegistrationBean实现的是ServletContextInitializer接口，它是SpringBoot提供的接口，和我们上面说到的ServletContainerInitializer接口不是同一个，一定不要混淆。ServletContextInitializer接口使用编程的方式配置Servlet3.0+的ServletContext，它不会被Servlet容器启动时自动调用，它的生命周期由Spring管理。

下面以代码运行在Tomcat7+的版本为例，当SpringBoot项目代码运行的时候，无论是内嵌Tomcat还是将代码打成war部署到外部Tomcat，代码都会运行到SpringApplication.run方法，创建Spring上下文装载bean，做初始化操作，在这一过程中会创建一个TomcatStarter对象，然后会执行TomcatStarter中的onStartup方法，下面是TomcatStarter源码。

![e1e15a92362f3bf5820e5ad78ec9c17b.png][]

通过源码发现TomcatStarter也实现了ServletContainerInitializer接口，不过它没有使用和SpringServletContainerInitializer一样的实现机制，而是采用硬编码的方式，直接new了一个TomcatStarter，在创建TomcatStarter对象的时候，传入了一个ServletContextInitializer数组，这个数组里的内容是从Spring上下文搜索到的ServletContextInitializer接口实现类的bean，也就是说我们上面通过ServletRegistrationBean、FilterRegistrationBean和ServletListenerRegistrationBean创建的bean(myServlet、myFilter和myListener)都会注入到这个数组中，其实这个数组里面还有一个很重要的bean，就是dispatcherServlet，它是由SpringBoot自动配置功能通过DispatcherServletRegistrationBean创建的bean。

TomcatStarter对象创建完成后，在接下来的初始化过程中会回调它的onStartup方法，在这个方法的内部可以看到，它依然是执行了各个ServletContextInitializer接口实现类的onStartup，进而将Servlet、Filter和Listener注册到ServletContext。

## **总结** ##

至此，我们已经了解了web.xml是如何被替换的，我们也发现框架封装的东西越来越多，集成度也越来越高，框架虽好，如果我们不了解来龙去脉，只做一个工具的使用者，时间久了，我们也就是一个工具人，所以，研究一下why、what和how很有必要。

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