在Java Web 應用開發中，Spring的IOC容器同樣扮演著核心角色。Spring IOC（控制反轉）容器的啟動過程需要與 Web 容器【Servlet容器】（如 Tomcat、Jetty）的生命周期集成。本文將深入剖析這一過程的核心機制。

一、Web 環境中的 Spring MVC 框架

在Web環境中，業內主流的是Spring MVC框架， 但它是建立在Spring IoC容器基礎上的。所以想要深入了解Spring MVC框架，首先要了解 Spring IoC 容器是如何在 Web 環境中被載入并生效的。

• Spring IoC是Spring框架的基石，是一個獨立的模塊，它并不能直接在 Web 容器中發揮作用；要在Web環境中使用IoC容器，則需要 Spring 為它設計一個啟動過程，好引導它在web環境中啟動。

• 具體說來，這個啟動過程是和 Web 容器【Servlet容器】（如 Tomcat、Jetty）的生命周期的啟動過程集成在一起的。在這個過程中，一方面處理 Web 容器的啟動，另一方面通過設計特定的Web容器過濾器，將IoC容器載人到Web環境中并將其初始化。

• 等啟動過程執行完成后Spring IoC容器就能正常工作；而Spring MVC是建立在IoC容器的基礎上的，這樣才能建立起完整MVC框架的運行機制，從而可以接收、響應從Web容器傳遞的HTTP請求。

下面就以 Tomcat 為 Web 容器的進行分析這個啟動過程

二、Web 應用部署描述配置

在 Tomcat 中，web.xml 是應用的部署配置文件。在Spring MVC項目中的 web.xml 中經常能看到與 Spring 相關的部署配置。

傳統配置（web.xml）：

<!-- DispatcherServlet配置 -->
<servlet><servlet-name>app</servlet-name><servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class><init-param><param-name>contextConfigLocation</param-name><param-value>/WEB-INF/app-context.xml</param-value></init-param><load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping><servlet-name>app</servlet-name><url-pattern>/*</url-pattern>
</servlet-mapping><context-param><param-name>contextConfigLocation</param-name><param-value>/WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>
</context-param>
<!-- 根容器初始化 -->
<listener><listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>

要點解析：
web.xml 這個部署描述文件中，定義了一些對象：

• DispatcherServlet：是 Spring MVC 的 DispatcherServlet，且是一個Servlet對象。起著分發請求的作用，是MVC框架中很重要的一個類。
• servlet > init-param：用來指定 Spring MVC 容器讀取Web Bean定義的XML文件路徑，這里配置文件指定為/WEB-INF/app-context.xml。
• servlet-mapping：為這個 DispatcherServlet 定義了對應的URL映射，以指定這個Servlet需要處理的HTTP請求范圍。
• context-param 參數用來指定 Spring IoC 容器讀取Bean定義的XML文件路徑，在這里，這個配置文件被定義為 WEB-INF/applicationContext.xml。
• ContextLoaderListener：核心類，是 Spring MVC 的啟動類，被定義為一個監聽器，它是與Web服務器的生命周期相關聯的，是它負責完成 IoC 容器在 Web 環境中的啟動工作。

核心機制：

1. 關鍵組件：通過DispatchServlet（請求轉發器）和ContextLoaderListener（容器初始化監聽器）實現與Web容器的對接。
2. 耦合機制：基于ServletContext實現與Web容器的解耦，ServletContext作為servlet規范的體現，既是容器與應用的橋梁，又為Spring IoC容器提供宿主環境。
3. 容器體系構建：ContextLoaderListener負責初始化建立IoC容器體系，隨后初始化DispatchServlet作為請求處理器。
4. 完整流程：這兩個組件協同工作，使基于IoC容器的Spring MVC能夠完成HTTP請求的接收、處理和響應。

下面是 Servlet 3.0+ 規范后我們可以直接使用Java配置類的方式實現web.xml相同功能；

Java配置類（Servlet 3.0+）：

public class WebInitializer extends AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer {@Overrideprotected Class<?>[] getRootConfigClasses() {return new Class[]{RootConfig.class}; }@Overrideprotected Class<?>[] getServletConfigClasses() {return new Class[]{WebConfig.class};  }@Overrideprotected String[] getServletMappings() {return new String[]{"/"};}
}

下面我們看一下IoC容器在Web環境中的啟動及代碼實現。

三、核心啟動流程詳解

1. 啟動流程圖

2. ★容器初始化入口：ContextLoaderListener

初始化入口類ContextLoaderListener，源碼位置：org.springframework.web.context.ContextLoaderListener

核心要點：

• 可以看到它實現了 ServletContextListener 接口，這個接口是 Servlet API 中定義的，提供了與 Servlet 生命周期相結合的回調；它是在Web容器中配置的監聽器，作為監聽器當監聽到Web服務器（Tomcat）啟動時，它的 contextInitialized()方法會被調用，從而在這觸發載入 IoC 容器。
• 另外，它還繼承了 ContextLoader，具體的載入 IoC 容器的過程是由 ContextLoader 來完成的。

3. ★容器創建核心：ContextLoader

創建核心類ContextLoader，源碼位置：org.springframework.web.context.ContextLoader

核心要點：

1. 創建Web根上下文容器實例：
   • 創建在 ServletContext 中存儲的Web根上下文容器（Spring IOC容器）；會根據ServletContext中獲取contextClass參數的配置來創建指定的IoC容器，默認使用XmlWebApplicationContext作為在Web環境中使用的IoC容器。
   • 直接通過反射實例化需要的IoC容器
2. 載入根上下文的雙親上下文：
   • 判斷當前Web根上下文的Parent context為null時為當前 Web 應用的根上下文設置一個父上下文，從而支持上下文的繼承和共享，適用于需要分層或共享資源的復雜應用場景。
3. 核心初始化方法（配置并刷新容器）：
   • 為當前Web應用容器配置容器Web環境
   • 加載配置文件（從web.xml的contextConfigLocation參數）；
   • 將 ServletContext 和 ServletConfig 中的屬性添加到容器環境中，以便在后續的應用上下文初始化過程中使用；
   • 擴展點，可對 ConfigurableWebApplicationContext 進行自定義配置，在上下文刷新（refresh()）之前被調用；
   • IoC容器的初始化（調用AbstractApplicationContext.refresh()）

四、擴展：Web容器中的上下文設計

Spring框架為Web應用提供了專用的上下文（IOC容器）的擴展接口類 WebApplicationContext 來滿足Web環境中啟動過程的需要，其主要繼承關系如下：

WebApplicationContext

核心功能點：

WebApplicationContext 作為 Spring 框架中一個核心接口，主要用于為 Web 應用程序提供配置。它擴展了 ApplicationContext 接口，增加了與 Web 環境相關的功能。以下是其主要作用：

1. 提供Web容器 ServletContext 的訪問：
   允許訪問標準的 Servlet API 的 ServletContext 對象，用于與底層 Web 容器交互。
2. 支持 Web 特定的作用域：
   定義了 Web 特定的作用域標識符，例如：
   • SCOPE_REQUEST：請求作用域。
   • SCOPE_SESSION：會話作用域。
   • SCOPE_APPLICATION：全局 Web 應用作用域。
3. 與 Web 環境相關的 Bean 定義：
   提供了與 ServletContext 和初始化參數相關的 Bean 名稱，例如：
   • SERVLET_CONTEXT_BEAN_NAME：ServletContext 的 Bean 名稱。
   • CONTEXT_PARAMETERS_BEAN_NAME：ServletContext 初始化參數的 Bean 名稱。
   • CONTEXT_ATTRIBUTES_BEAN_NAME：ServletContext 屬性的 Bean 名稱。
4. 支持層次化上下文：
   Web 應用程序上下文是分層的，整個應用程序有一個根上下文，每個 Servlet（如 Spring MVC 的 DispatcherServlet）有自己的子上下文。
5. 與 ServletContextAware 的集成：
   自動檢測實現了 ServletContextAware 接口的 Bean，并調用其 setServletContext 方法。

源碼解析

XmlWebApplicationContext

從前面類繼承關系圖中，可以看到前面了解到的默認Web容器實現XmlWebApplicationContext，它繼承自實現了擴展接口類 WebApplicationContext的類 。在 ApplicationContext 的基礎上，增加了對 Web 環境 和 XML 配置定義 的處理。

在 XmlWebApplicationContext 的初始化過程中，Web容器（Servlet容器）中的IoC容器隨之被建立起來，具體過程則是從 refresh() 方法入口的， 這里不做過多解析。

下面主要針對XmlWebApplicationContext源碼了解學習下。

源碼解析

從上面的源代碼中可以看到，在 XmlWebApplicationContext 中并沒有多少功能點，主要處理了如何在Web環境中獲取BeanDefinition信息，這是因為其繼承的父類已經具備基礎上下文功能（IOC容器的能力）。
總結一下就是：

• ?繼承體系基礎
  • 通過繼承AbstractRefreshableConfigApplicationContext等父類已具備基礎上下文功能
  • 核心挑戰轉為Web環境下BeanDefinition資源的定位與加載
• 資源獲取機制
  • 解析web.xml中配置的contextConfigLocation參數確定配置文件路徑
  • 將ServletContext路徑轉換為Spring可識別的Resource對象
• 定義加載流程
  • 使用XmlBeanDefinitionReader讀取XML配置并解析BeanDefinition
  • 加載過程與XmlFileSystemBeanFactory類似，但需適配Web資源路徑格式
• 初始化完成
  • 通過refresh()方法觸發完整的容器初始化生命周期
  • 最終形成包含所有BeanDefinition的可運行上下文環境

該上下文（IOC容器）的設計完美的實現了Web環境與標準IoC容器初始化流程的無縫銜接。

五、總結與最佳實踐

通過源碼分析，我們揭示以下關鍵機制：

1. Web上下文容器啟動：由ContextLoaderListener監聽Web容器（Tomcat）的啟動來創建初始化web應用的根上下文（父IOC容器）
2. Web上下文容器刷新：refresh()方法是容器初始化的核心入口，繼承自父類的功能實現，包含12個關鍵步驟（BeanFactory創建、后處理器注冊、單例初始化等）
3. Web上下文父子容器交互：子容器通過setParent()方法引用父容器；Bean查找時通過getParentBeanFactory()實現委托

深入理解這些底層機制，將幫助開發者更好地診斷啟動問題、優化應用性能，并為復雜場景（如動態注冊Bean）提供解決方案。

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ContextLoaderListener Diagram

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End!