内嵌服务器

一句话定位：Spring Boot 将 Tomcat、Jetty、Undertow 等 Servlet 容器直接嵌入应用内部，通过 java -jar 即可启动完整 Web 服务，彻底省去外部 WAR 部署和容器管理的繁琐步骤。

定义与作用

在传统的 SSM（Spring + Spring MVC + MyBatis）开发模式中，应用必须打包为 WAR 文件，然后部署到外部 Tomcat 的 webapps 目录中，再启动 Tomcat 服务。这一过程涉及：修改 server.xml、处理上下文路径、解决类加载冲突、管理容器版本等重复劳动。

Spring Boot 的**内嵌服务器（Embedded Server）**机制将 Servlet 容器作为普通依赖引入，使其随 Spring 应用上下文一同创建和销毁。应用从"部署到容器"变为"容器即应用"。

适用范围：Spring Boot 2.7.x 默认内嵌 Tomcat 9.x（支持 Servlet 4.0）。可通过替换 Starter 切换为 Jetty 或 Undertow，无需修改业务代码。

适用位置与常用属性

内嵌服务器由 spring-boot-starter-web 自动引入，开发者无需手动编写代码触发。所有配置通过 application.yml 完成。

常用配置属性

切换容器的依赖方式

<!-- 默认：Tomcat（无需额外配置） -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

<!-- 切换为 Jetty：排除 Tomcat，引入 Jetty Starter -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>
</dependency>

<!-- 切换为 Undertow：高性能、低内存占用 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

核心原理

内嵌服务器启动时序

Spring Boot 应用在 SpringApplication.run() 过程中，通过 ServletWebServerApplicationContext 自动探测并创建内嵌 Web 服务器。以下是关键时序：

时序解读：

1. 当 Spring Boot 探测到类路径存在 ServletWebServerFactory（由 spring-boot-starter-web 引入）时，自动判定为 Web 应用类型。
2. 在上下文刷新阶段，触发 onRefresh() 钩子，向容器索取 WebServerFactory Bean。
3. TomcatServletWebServerFactory 负责实例化 Tomcat 对象，配置 Connector（端口、协议）、Host、Context。
4. DispatcherServlet 被自动注册到 Servlet 容器中，映射路径为 /。
5. 服务器启动后，应用进入就绪状态，即可接收 HTTP 请求。

三种容器的层次对比

选型建议：

• Tomcat：默认选择，生态最成熟，社区资料最多。
• Jetty：适合长连接、WebSocket 场景，线程模型更灵活。
• Undertow：基于 XNIO 的非阻塞 IO，内存占用最低，吞吐量高，适合高并发微服务。

完整示例

场景说明

飞翔科技的学生成绩管理系统需要独立部署到一台测试服务器上。架构师白歌要求后端开发小崔：应用必须以可执行 JAR 运行，监听 8080 端口，上下文路径为 /student，且支持响应压缩。小崔需要验证内嵌 Tomcat 的启动效果。

操作前：无配置状态

# 操作前：application.yml（空文件或仅有数据库配置）
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/student_db
    username: root
    password: root

此时启动应用，Spring Boot 使用全部默认值：端口 8080、上下文路径 /、无压缩。访问 http://localhost:8080/ 直接命中根路径。

启动日志：

Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''

使用该特性的完整代码

小崔在 application.yml 中补充服务器配置：

# application.yml
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/student_db
    username: root
    password: root

server:
  port: 8080
  servlet:
    context-path: /student
  compression:
    enabled: true
    mime-types: application/json,application/xml,text/html
  tomcat:
    threads:
      max: 100
      min-spare: 10

业务代码无需任何改动。启动类保持标准写法：

package com.feixiang.student;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class StudentManagementApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StudentManagementApplication.class, args);
    }
}

操作后运行结果及分析

启动日志：

Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path '/student'
Started StudentManagementApplication in 2.456 seconds

验证端口监听：

$ curl http://localhost:8080/student/actuator/health
{"status":"UP"}

分析：

1. server.port=8080 生效：Tomcat 在 8080 端口启动监听。
2. server.servlet.context-path=/student 生效：所有端点前缀自动变为 /student，实现应用级隔离。
3. server.compression.enabled=true 生效：返回大于阈值的 JSON/HTML 响应时自动使用 Gzip 压缩。
4. server.tomcat.threads.max=100 生效：Tomcat 线程池上限被限制为 100，避免资源耗尽。

易错场景与面试考点

易错场景一：端口冲突导致启动失败

小崔在本地同时启动了两个 Spring Boot 服务，第二个应用报错：

Web server failed to start. Port 8080 was already in use.

错误处理：小崔直接修改代码中的 server.port 为固定值，但提交时不小心将这段配置推到了 Git，导致测试环境也用了非标准端口。

正确做法：开发环境使用临时命令行参数覆盖，不改动代码：

java -jar student-app.jar --server.port=8081

或在 application.yml 中利用随机端口做本地测试：

server:
  port: ${random.int[8080,8090]}

易错场景二：切换 Jetty 时未排除 Tomcat 导致冲突

<!-- 错误示范：同时存在 Tomcat 和 Jetty Starter -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>
</dependency>

后果：类路径中同时存在两个 ServletWebServerFactory 实现（Tomcat 和 Jetty），Spring Boot 无法判断应使用哪个，启动时抛出 IllegalStateException: Multiple ServletWebServerFactory beans found。

正确做法：切换容器时必须使用 <exclusions> 排除默认的 spring-boot-starter-tomcat。

面试考点

Q：Spring Boot 内嵌 Tomcat 是如何启动的？

SpringApplication.run() 创建 ServletWebServerApplicationContext，在上下文刷新阶段通过 onRefresh() 方法从容器中获取 WebServerFactory Bean（如 TomcatServletWebServerFactory），由工厂创建并启动内嵌服务器，同时自动注册 DispatcherServlet。

Q：内嵌服务器和传统外置 Tomcat 有什么区别？

内嵌服务器的生命周期由 Spring 容器管理，随应用启停；应用与容器版本绑定在 JAR 中，一个应用一个进程。外置 Tomcat 多应用共享同一容器，版本由运维统一控制，部署需手动复制 WAR。

Q：server.port=0 有什么效果？

启动时由操作系统分配一个临时可用端口，适合并行测试或多实例启动。实际端口值可通过 Environment 或 @LocalServerPort 注入获取。

Q：Spring Boot 2.7.x 默认内嵌的是 Tomcat 几？

默认内嵌 Tomcat 9.x（对应 Servlet 4.0 规范）。若切换 Jetty 则对应 Jetty 9.4.x，切换 Undertow 则对应 Undertow 2.2.x。