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TOMCAT源码分析(启动框架)


发布日期:2020年05月24日
 
TOMCAT源码分析(启动框架)

前言

本文是我阅读了TOMCAT源码后的一些心得 主要是讲解TOMCAT的系统框架 以及启动流程若有错漏之处敬请批评指教!

建议

毕竟TOMCAT的框架还是比较复杂的 单是从文字上理解 是不那么容易掌握TOMCAT的框架的 所以得实践实践再实践 建议下载一份TOMCAT的源码 调试通过 然后单步跟蹤其启动过程 如果有不明白的地方 再来查阅本文 看是否能得到帮助 我相信这样效果以及学习速度都会好很多!

Tomcat的整体框架结构

Tomcat的基本框架 分为个层次

Top Level Elements:

Server

Service

Connector

HTTP

AJP

Container

Engine

Host

Context

Component

manager

logger

loader

pipeline

valve

站在框架的顶层的是Server和Service

Server:其实就是BackGroud程序 在Tomcat里面的Server的用处是启动和监听服务端事件(诸如重启关闭等命令 在tomcat的标准配置文件serverxml里面 我们可以看到这里的SHUTDOWN就是server在监听服务端事件的时候所使用的命令字)

Service 在tomcat里面 service是指一类问题的解决方案通常我们会默认使用tomcat提供的TomcatStandalone 模式的service 在这种方式下的service既给我们提供解析jsp和servlet的服务 同时也提供给我们解析静态文本的服务

Connector: Tomcat都是在容器里面处理问题的 而容器又到哪里去取得输入信息呢?

Connector就是专干这个的 他会把从socket传递过来的数据 封装成Request 传递给容器来处理

通常我们会用到两种Connector一种叫http connectoer 用来传递http需求的 另一种叫AJP 在我们整合apache与tomcat工作的时候 apache与tomcat之间就是通过这个协议来互动的 (说到apache与tomcat的整合工作 通常我们的目的是为了让apache 获取静态资源 而让tomcat来解析动态的jsp或者servlet

Container: 当http connector把需求传递给顶级的container: Engin的时候 我们的视线就应该移动到Container这个层面来了

在Container这个层 我们包含了种容器 Engin Host Context

Engin: 收到service传递过来的需求 处理后 将结果返回给service( service 是通过 connector 这个媒介来和Engin互动的 )

Host: Engin收到service传递过来的需求后不会自己处理 而是交给合适的Host来处理

Host在这里就是虚拟主机的意思 通常我们都只会使用一个主机localhost本地机来处理

Context: Host接到了从Host传过来的需求后 也不会自己处理 而是交给合适的Context来处理

比如 <>

<>

前者交给foo这个Context来处理 后者交给bar这个Context来处理

很明显吧! context的意思其实就是一个web app的意思

我们通常都会在serverxml里面做这样的配置

这个context容器就是用来干我们该干的事儿的地方的

Compenent: 接下来 我们继续讲讲component是干什么用的

我们得先理解一下容器和组件的关系

需求被传递到了容器里面 在合适的时候 会传递给下一个容器处理

而容器里面又盛装着各种各样的组件 我们可以理解为提供各种各样的增值服务

manager: 当一个容器里面装了manager组件后这个容器就支持session管理了 事实上在tomcat里面的session管理 就是靠的在context里面装的manager component

logger: 当一个容器里面装了logger组件后 这个容器里所发生的事情 就被该组件记录下来啦! 我们通常会在logs/ 这个目录下看见 catalina_logtimetxt 以及 localhosttimetxt 和localhost_examples_logtimetxt 这就是因为我们分别为engin host以及context(examples)这三个容器安装了logger组件 这也是默认安装 又叫做标配

loader: loader这个组件通常只会给我们的context容器使用 loader是用来启动context以及管理这个context的classloader用的

pipline: pipeline是这样一个东西 当一个容器决定了要把从上级传递过来的需求交给子容器的时候 他就把这个需求放进容器的管道(pipeline)里面去 而需求傻呼呼得在管道里面流动的时候 就会被管道里面的各个阀门拦截下来 比如管道里面放了两个阀门 第一个阀门叫做access_allow_vavle 也就是说需求流过来的时候它会看这个需求是哪个IP过来的 如果这个IP已经在黑名单里面了 sure 杀! 第二个阀门叫做defaul_access_valve它会做例行的检查 如果通过的话OK 把需求传递给当前容器的子容器 就是通过这种方式 需求就在各个容器里面传递流动 最后抵达目的地的了

valve: 就是上面所说的阀门啦

Tomcat里面大概就是这么些东西 我们可以简单地这么理解tomcat的框架它是一种自上而下 容器里又包含子容器的这样一种结构

Tomcat的启动流程

这篇文章是讲tomcat怎么启动的既然我们大体上了解了TOMCAT的框架结构了 那么我们可以望文生意地就猜到tomcat的启动 会先启动父容器然后逐个启动里面的子容器 启动每一个容器的时候 都会启动安插在他身上的组件 当所有的组件启动完毕 所有的容器启动完毕的时候 tomcat本身也就启动完毕了

顺理成章地 我们同样可以猜到 tomcat的启动会分成两大部分 第一步是装配工作 第二步是启动工作

装配工作就是为父容器装上子容器 为各个容器安插进组件的工作 这个地方我们会用到digester模式 至于digester模式什么 有什么用 怎么工作的 请参考

启动工作是在装配工作之后 一旦装配成功了 我们就只需要点燃最上面的一根导线 整个tomcat就会被激活起来 这就好比我们要开一辆已经装配好了的汽车的时候一样我们只要把钥匙插进钥匙孔一拧汽车的引擎就会发动起来空调就会开起来 安全装置就会生效 如此一来汽车整个就发动起来了(这个过程确实和TOMCAT的启动过程不谋而和 让我们不得不怀疑 TOMCAT的设计者是在GE做JAVA开发的)

一些有意思的名称

Catalina

Tomcat

Bootstrap

Engin

Host

Context

他们的意思很有意思

Catalina: 远程轰炸机

Tomcat: 熊猫轰炸机 轰炸机的一种(这让我想起了让国人引以为豪的熊猫手机是不是英文可以叫做tomcat??? 又让我想起了另一则广告 波导手机中的战斗机波音客机中的战斗机 )

Bootstap: 引导

Engin: 发动机

Host: 主机领土

Context: 内容 目标 上下文

在许多许多年后 现代人类已经灭绝 后现代生物发现了这些单词零落零落在一块 一个自以为聪明的家伙把这些东西翻译出来了

在地勤人员的引导(bootstrap)下 一架轰炸架(catalina)腾空跃起 远看是熊猫轰炸机(tomcat) 近看还是熊猫轰炸机! 凭借着优秀的发动机技术(engin) 这架熊猫轰炸机飞临了敌国的领土上空(host) 对准目标(context)投下了毁天灭地的核弹头波~ 现代生物就这么隔屁了~

综上所述 这又不得不让人联想到GE是不是也参与了军事设备的生产呢?

反对美帝国主义! 反对美霸权主义! 和平万岁! 自由万岁!

历史就是那么惊人的相似! tomcat的启动就是从orgapachecatalinastartupBootstrap这个类悍然启动的!

在Bootstrap里做了两件事

指定了种类型classloader:

commonLoader: common/classescommon/libcommon/endorsed

catalinaLoader: server/classesserver/libcommonLoader

sharedLoadershared/classesshared/libcommonLoader

引导Catalina的启动

用Reflection技术调用orgapachecatalinastartupCatalina的process方法 并传递参数过去

Catalinajava

Catalina完成了几个重要的任务

使用Digester技术装配tomcat各个容器与组件

装配工作的主要内容是安装各个大件 比如server下有什么样的servcie Host会容纳多少个context Context都会使用到哪些组件等等

同时呢 在装配工作这一步 还完成了mbeans的配置工作 在这里我简单地但不十分精确地描述一下mbean是什么干什么用的

我们自己生成的对象 自己管理 天经地义! 但是如果我们创建了对象了 想让别人来管 怎么办呢? 我想至少得告诉别人我们都有什么 以及通过什么方法可以找到吧! JMX技术给我们提供了一种手段 JMX里面主要有种东西Mbean agent connector

Mbean 用来映射我们的对象也许mbean就是我们创建的对象 也许不是 但有了它 就可以引用到我们的对象了

Agent:通过它 就可以找到mbean了

Connector: 连接Agent的方式 可以是http的 也可以是rmi的还可以直接通过socket

发生在tomcat 装配过程中的事情:GlobalResourcesLifecycleListener 类的初始化会被触发

protected static Registry registry = MBeanUtilscreateRegistry();会运行

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