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内嵌服务器

问题​

Spring Boot 内嵌 Web 服务器的原理是什么？如何切换和调优内嵌服务器？

答案​

内嵌服务器概述​

传统 Java Web 开发需要将应用打成 WAR 包部署到外部 Tomcat，Spring Boot 内嵌了 Web 服务器，应用打成可执行 JAR 即可直接运行。

支持的服务器​

服务器类型特点使用场景
TomcatServletSpring Boot 默认，社区成熟通用 Web 应用
JettyServlet轻量级，适合长连接WebSocket 密集场景
UndertowServlet高性能，低内存高并发场景
Netty非 Servlet异步非阻塞WebFlux 响应式应用

切换服务器​

pom.xml — 切换到 Undertow
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <!-- 排除默认的 Tomcat -->
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<!-- 引入 Undertow -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

内嵌服务器启动原理​

关键类：

启动核心流程（简化）
// ServletWebServerApplicationContext
@Override
protected void onRefresh() {
    super.onRefresh();
    // 创建并启动 Web 服务器
    createWebServer();
}

private void createWebServer() {
    // 1. 从容器中获取 WebServerFactory
    ServletWebServerFactory factory = getWebServerFactory();
    // 2. 创建并启动 Web 服务器
    this.webServer = factory.getWebServer(getSelfInitializer());
    this.webServer.start();
}

服务器调优​

application.yml — Tomcat 调优
server:
  port: 8080
  tomcat:
    # 最大工作线程数（默认 200）
    threads:
      max: 200
      min-spare: 20
    # 最大连接数（默认 8192）
    max-connections: 8192
    # 等待队列长度（默认 100）
    accept-count: 100
    # 连接超时（默认 20s）
    connection-timeout: 20000
    # 最大请求体大小
    max-http-form-post-size: 10MB
    # URI 编码
    uri-encoding: UTF-8

  # 开启优雅停机
  shutdown: graceful

spring:
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: 30s  # 优雅停机等待时间
线程数配置建议
  • CPU 密集任务：线程数 ≈ CPU 核心数 + 1
  • IO 密集任务：线程数 ≈ CPU 核心数 × 2（或更高）
  • 生产环境建议通过压测确定最佳值

优雅停机​

Spring Boot 2.3+ 内置优雅停机支持：

自定义 WebServerFactory​

自定义 Tomcat 配置
@Component
public class TomcatCustomizer implements WebServerFactoryCustomizer<TomcatServletWebServerFactory> {

    @Override
    public void customize(TomcatServletWebServerFactory factory) {
        factory.setPort(8080);
        factory.addConnectorCustomizers(connector -> {
            connector.setProperty("maxThreads", "300");
            connector.setProperty("acceptCount", "200");
        });
        // 添加 AJP 连接器（Nginx 反向代理场景）
        // factory.addAdditionalTomcatConnectors(createAjpConnector());
    }
}

常见面试问题​

Q1: Spring Boot 为什么使用内嵌服务器？​

答案：

  1. 简化部署：打成可执行 JAR，java -jar 直接运行，无需安装和配置外部 Tomcat
  2. 微服务友好：每个服务独立打包运行，适合容器化部署（Docker/K8s）
  3. 版本可控：服务器版本和应用一起管理，避免环境不一致问题
  4. 开发便捷：IDE 中直接启动 main 方法即可运行

Q2: Tomcat、Jetty、Undertow 怎么选？​

答案：

  • Tomcat：默认选择，社区最成熟，文档最全，适合大多数场景
  • Undertow：性能好、内存占用低，适合高并发场景
  • Jetty：擅长长连接（WebSocket），适合长连接密集场景
  • Netty：非 Servlet 容器，专用于 WebFlux 响应式应用

一般不需要特别切换，Tomcat 能满足绝大多数需求。

Q3: 什么是优雅停机？​

答案：

优雅停机是指应用收到停机信号（如 SIGTERM）后，不再接收新请求，等待正在处理的请求完成后再关闭。Spring Boot 2.3+ 通过 server.shutdown=graceful 开启，配合 spring.lifecycle.timeout-per-shutdown-phase 设置最大等待时间。这在 K8s 滚动更新时特别重要，避免用户请求被中断。

Q4: 如何修改内嵌 Tomcat 的默认端口？​

答案：

# 方式1：配置文件
server.port=9090

# 方式2：命令行参数
java -jar app.jar --server.port=9090

# 方式3：代码方式（WebServerFactoryCustomizer）

设置 server.port=0 会随机分配可用端口（适合测试场景）。

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