只需一行命令，Spring Boot项目就能启动完整的Web服务，背后的魔法究竟是什么？

在日常开发中，我们经常使用java -jar app.jar启动Spring Boot应用。但你是否思考过，这行简单的命令背后，是如何完成内嵌Tomcat的启动的？今天我们就来揭秘这个神奇的过程！

一、从JAR文件到JVM启动的奇妙旅程

1. 入口的玄机：MANIFEST.MF文件

每个Spring Boot可执行JAR都藏着一个启动密码——位于META-INF/MANIFEST.MF的清单文件。当执行java -jar时，JVM会首先读取这个文件：

Main-Class: org.springframework.boot.loader.launch.JarLauncher
Start-Class: com.umzhang.springwebdemo.SpringWebDemoApplication

这里藏着一个巧妙的设计：JVM实际启动的并不是你的应用类，而是Spring Boot的JarLauncher！

2. 类加载器的魔法

JarLauncher会创建一个特殊的LaunchedURLClassLoader，这个类加载器具备超能力：

• 加载BOOT-INF/classes中的应用类
• 加载BOOT-INF/lib下的所有依赖JAR
• 加载Spring Boot自身的加载器类

// JarLauncher的核心启动逻辑
ClassLoader classLoader = createClassLoader();
Class<?> mainClass = classLoader.loadClass(getMainClass());
Method mainMethod = mainClass.getDeclaredMethod("main", String[].class);
mainMethod.invoke(null, new Object[] { args });

二、Spring Boot的启动交响曲

当控制权交到你的main方法时，真正的Spring魔法开始了：

@SpringBootApplication
public class SpringWebDemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        // 这是Spring Boot的起点
        SpringApplication.run(SpringWebDemoApplication.class, args);
    }
}

关键步骤分解：

1. 创建应用上下文：实例化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
2. 刷新上下文：调用refresh()方法触发初始化
3. 执行 onRefresh：Spring生命周期中的关键钩子

三、内嵌Tomcat的诞生时刻

在onRefresh()方法中，Spring完成了最神奇的操作——创建内嵌Web服务器：

protected void onRefresh() {
    super.onRefresh();
    createWebServer(); // 这里是魔法发生的地方！
}

Tomcat的创建流程（精要版）：

1. 获取服务器工厂：通过自动配置获取TomcatServletWebServerFactory
2. 创建Tomcat实例：配置基础目录和临时文件
3. 添加连接器：设置监听端口（默认8080）
4. 创建Context：初始化Web应用上下文
5. 注册关键组件：
   • 通过ServletContextInitializer注册DispatcherServlet
   • 配置Filter和Listener
6. 启动Tomcat：调用tomcat.start()启动服务

// Tomcat启动的核心代码
public WebServer getWebServer() {
    Tomcat tomcat = new Tomcat();
    // 配置Connector
    Connector connector = new Connector("HTTP/1.1");
    connector.setPort(8080);
    tomcat.getService().addConnector(connector);

    // 配置Context
    Context context = tomcat.addContext("", docBase);

    // 注册Spring MVC的DispatcherServlet
    Servlet servlet = new DispatcherServlet(applicationContext);
    Wrapper wrapper = Tomcat.addServlet(context, "dispatcher", servlet);
    wrapper.addMapping("/");

    // 启动！
    tomcat.start();
    return new TomcatWebServer(tomcat);
}

四、自动配置：Spring Boot的智能大脑

整个过程中最精妙的是自动配置机制，它通过条件注解智能判断：

@Configuration
@ConditionalOnClass({ Servlet.class, Tomcat.class })
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)
public class ServletWebServerFactoryAutoConfiguration {

    @Bean
    public TomcatServletWebServerFactory tomcatServletWebServerFactory() {
        return new TomcatServletWebServerFactory();
    }
}

这些注解的含义是：

• @ConditionalOnClass：当类路径存在Servlet和Tomcat类时生效
• @ConditionalOnWebApplication：当是Servlet类型的Web应用时生效

五、完整启动流程图解

六、为什么需要内嵌容器？

Spring Boot选择内嵌Tomcat的设计带来了革命性的优势：

1. 开发体验提升

   • 无需单独安装Tomcat
   • 无需打WAR包部署
   • 实现真正的"开箱即用"

2. 运维简化

   • 单个JAR文件包含所有依赖
   • 版本一致性保证（应用与容器版本匹配）
   • 方便容器化部署

3. 性能优化

   • 精简的容器配置
   • 与应用共享JVM资源
   • 快速启停

七、遇到问题怎么办？

当启动失败时，重点关注：

1. 清单文件检查
   unzip-p app.jar META-INF/MANIFEST.MF
   确保存在Main-Class和Start-Class
   2, 依赖完整性
   unzip-l app.jar |grep BOOT-INF/lib
   检查依赖是否完整
2. 启动日志分析
   java-jar app.jar --debug
   查看自动配置报告

结语：约定优于配置的哲学

Spring Boot内嵌Tomcat的启动流程，完美体现了约定优于配置的设计哲学。开发者只需关注业务代码，框架自动处理复杂的底层集成。

这种设计让Java Web开发进入了全新的时代——从繁琐的XML配置到零配置启动，从笨重的应用服务器部署到轻量的可执行JAR。

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扩展点

Spring Boot 可执行 JAR 的特殊结构

Spring Boot内嵌Tomcat整体架构图（运行时视角）

与传统WAR部署的关键区别

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