Spring 去除 web.xml，使用 Java 配置 Servlet 的原理，SPI

1. spring 使用 java 配置 Servlet 代码如下

import org.springframework.web.WebApplicationInitializer;
import org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext;
import org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet;

import javax.servlet.ServletContext;
import javax.servlet.ServletRegistration;

public class WebServletConfiguration implements WebApplicationInitializer {
    @Override
    public void onStartup(ServletContext ctx) {
        AnnotationConfigWebApplicationContext webCtx = new AnnotationConfigWebApplicationContext();
        // 注册context
        webCtx.register(ApplicationConfig.class);
        // 设置context
        webCtx.setServletContext(ctx);
        // 定义Servlet
        ServletRegistration.Dynamic servlet = ctx.addServlet("spring", new DispatcherServlet(webCtx));
        servlet.setLoadOnStartup(1);
        servlet.addMapping("/");
    }
}

这段代码配置了一个名为 spring 的 Servlet, 所有的请求（/）都映射到这个 Servlet 中。

2. spring 的源码

在上一点中，可以看到关键的代码是现实了 WebApplicationInitializer 这个接口，很容易的找到这个接口唯一被引用的地方，即 org.springframework.web.SpringServletContainerInitializer

// HandlesTypes注解再这里的作用是tomcat回去扫描所有的WebApplicationInitializer的实现类，包括抽象类。
@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)
public class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {

	@Override
    // webAppInitializerClasses参数返回的就是所有的WebApplicationInitializer的实现类
	public void onStartup(@Nullable Set<Class<?>> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext)
			throws ServletException {

		List<WebApplicationInitializer> initializers = new LinkedList<>();

		if (webAppInitializerClasses != null) {
			for (Class<?> waiClass : webAppInitializerClasses) {
				// Be defensive: Some servlet containers provide us with invalid classes,
				// no matter what @HandlesTypes says...
				if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) &&
						WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {
					try {
						initializers.add((WebApplicationInitializer)
								ReflectionUtils.accessibleConstructor(waiClass).newInstance());
					}
					catch (Throwable ex) {
						throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", ex);
					}
				}
			}
		}

		if (initializers.isEmpty()) {
			servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");
			return;
		}

		servletContext.log(initializers.size() + " Spring WebApplicationInitializers detected on classpath");
		AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);
        // 传入servletContext给WebApplicationInitializer的实现类，并调用onStartup方法，此方法又定义Servlet
		for (WebApplicationInitializer initializer : initializers) {
			initializer.onStartup(servletContext);
		}
	}
}

3. tomcat 源码

继续根据实现的接口 ServletContainerInitializer 追溯到 tomcat 源码中。
再 org.apache.catalina.startup.ContextConfig#processServletContainerInitializers 方法中对 ServletContainerInitializer 的实现类进行了扫描，也就是扫描到了 SpringServletContainerInitializer

/**
* Scan JARs for ServletContainerInitializer implementations.
*/
protected void processServletContainerInitializers() {

    List<ServletContainerInitializer> detectedScis;
    try {
        WebappServiceLoader<ServletContainerInitializer> loader = new WebappServiceLoader<>(context);
        detectedScis = loader.load(ServletContainerInitializer.class);
    } catch (IOException e) {
        log.error(sm.getString(
                "contextConfig.servletContainerInitializerFail",
                context.getName()),
            e);
        ok = false;
        return;
    }
    // 省略一堆源码
}

到这里需要知道 SPI(Service Provider Interface)，简单的说就是一个服务发现的解决方案，这个方案有 JDK 的实现和 tomcat 的实现，上面源码中的 WebappServiceLoader 就是 tomcat 的实现。
SPI 中不得不说的配置文件就是 spring-web 包下 META-INFO/services 目录下的 javax.servlet.ServletContainerInitializer 文件,内容如下

org.springframework.web.SpringServletContainerInitializer

原理是，文件名称是服务发现的接口全路径名称，内容是接口实现类的全路径名称。SPI 会创建这个实现类的实例，并通过接口调用 org.springframework.web.SpringServletContainerInitializer#onStartup 方法。

4.总结

整个过程就不再追溯到 tomcat 的再往上的源码了，我们已经可以了解到 tomcat 和 spring 是怎么样实现了不使用 web.xml 配置 Servlet 的了。
如果有继续想要了解 JDK 的 SPI 实现，可以看下 java.util.ServiceLoader
如果看完 spring 的这个实现还不是很懂，可以看 logback 日志框架的 ch.qos.logback.classic.servlet.LogbackServletContainerInitializer 实现。

Spring 去除 web.xml，使用 Java 配置 Servlet 的原理，SPI