TOMCAT源碼分析(啟動框架)

2019-11-18 13:07:17

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供稿：網友

　　前言：
　　本文是我閱讀了TOMCAT源碼后的一些心得。主要是講解TOMCAT的系統框架，以及啟動流程。若有錯漏之處，敬請批評指教！
　　
　　建議：
　　究竟TOMCAT的框架還是比較復雜的，單是從文字上理解，是不那么輕易把握TOMCAT的框架的。所以得實踐、實踐、再實踐。建議下載一份TOMCAT的源碼，調試通過，然后單步跟蹤其啟動過程。假如有不明白的地方，再來查閱本文，看是否能得到幫助。我相信這樣效果以及學習速度都會好很多！
　　
　　1. Tomcat的整體框架結構
　　Tomcat的基本框架，分為4個層次。
　　Top Level Elements:
　　Server
　　Service
　　Connector
　　HTTP
　　AJP
　　Container
　　Engine
　　Host
　　Context
　　Component
　　manager
　　logger
　　loader
　　pipeline
　　valve
　　...
　　站在框架的頂層的是Server和Service
　　Server:　其實就是BackGroud程序，在Tomcat里面的Server的用處是啟動和監聽服務端事件（諸如重啟、關閉等命令。在tomcat的標準配置文件：server.xml里面，我們可以看到“”這里的"SHUTDOWN"就是server在監聽服務端事件的時候所使用的命令字）
　　Service：在tomcat里面， service是指一類問題的解決方案?！⊥ǔＮ覀儠J使用tomcat提供的：Tomcat-Standalone 模式的service。在這種方式下的service既給我們提供解析jsp和servlet的服務，同時也提供給我們解析靜態文本的服務。
　　
　　Connector: Tomcat都是在容器里面處理問題的，而容器又到哪里去取得輸入信息呢？
　　Connector就是專干這個的。他會把從socket傳遞過來的數據，封裝成Request, 傳遞給容器來處理。
　　通常我們會用到兩種Connector,一種叫http connectoer，用來傳遞http需求的。另一種叫AJP，在我們整合apache與tomcat工作的時候， apache與tomcat之間就是通過這個協議來互動的。（說到apache與tomcat的整合工作，通常我們的目的是為了讓apache 獲取靜態資源，而讓tomcat來解析動態的jsp或者servlet。）
　　Container: 當http connector把需求傳遞給頂級的container: Engin的時候，我們的視線就應該移動到Container這個層面來了。
　　在Container這個層，我們包含了3種容器： Engin, Host, Context.
　　Engin: 收到service傳遞過來的需求，處理后，將結果返回給service( service 是通過 connector 這個媒介來和Engin互動的 ).
　　Host: Engin收到service傳遞過來的需求后，不會自己處理，而是交給合適的Host來處理。
　　Host在這里就是虛擬主機的意思，通常我們都只會使用一個主機，既“localhost”本地機來處理。
　　Context: Host接到了從Host傳過來的需求后，也不會自己處理，而是交給合適的Context來處理。
　　比如：
　　
　　前者交給foo這個Context來處理，后者交給bar這個Context來處理。
　　很明顯吧！ context的意思其實就是一個web app的意思。
　　我們通常都會在server.xml里面做這樣的配置
　　
　　這個context容器，就是用來干我們該干的事兒的地方的。
　　
　　Compenent: 接下來，我們繼續講講component是干什么用的。
　　我們得先理解一下容器和組件的關系。
　　需求被傳遞到了容器里面，在合適的時候，會傳遞給下一個容器處理。
　　而容器里面又盛裝著各種各樣的組件，我們可以理解為提供各種各樣的增值服務。
　　manager: 當一個容器里面裝了manager組件后，這個容器就支持session治理了，事實上在tomcat里面的session治理，就是靠的在context里面裝的manager component.
　　logger: 當一個容器里面裝了logger組件后，這個容器里所發生的事情，就被該組件記錄下來啦！我們通常會在logs/ 這個目錄下看見 catalina_log.time.txt 以及 localhost.time.txt 和localhost_examples_log.time.txt。這就是因為我們分別為：engin, host以及context(examples)這三個容器安裝了logger組件，這也是默認安裝，又叫做標配：）
　　loader: loader這個組件通常只會給我們的context容器使用， loader是用來啟動context以及治理這個context的classloader用的。
　　pipline: pipeline是這樣一個東西，當一個容器決定了要把從上級傳遞過來的需求交給子容器的時候，他就把這個需求放進容器的管道(pipeline)里面去。而需求傻呼呼得在管道里面流動的時候，就會被管道里面的各個閥門攔截下來。比如管道里面放了兩個閥門。第一個閥門叫做“access_allow_vavle”，也就是說需求流過來的時候，它會看這個需求是哪個IP過來的，假如這個IP已經在黑名單里面了， sure, 殺！第二個閥門叫做“defaul_access_valve”它會做例行的檢查，假如通過的話，OK，把需求傳遞給當前容器的子容器。就是通過這種方式，需求就在各個容器里面傳遞，流動，最后抵達目的地的了。
　　valve: 就是上面所說的閥門啦。
　　Tomcat里面大概就是這么些東西，我們可以簡單地這么理解tomcat的框架，它是一種自上而下，容器里又包含子容器的這樣一種結構。
　　2. Tomcat的啟動流程
　　這篇文章是講tomcat怎么啟動的，既然我們大體上了解了TOMCAT的框架結構了，那么我們可以望文生意地就猜到tomcat的啟動，會先啟動父容器，然后逐個啟動里面的子容器。啟動每一個容器的時候，都會啟動安插在他身上的組件。當所有的組件啟動完畢，所有的容器啟動完畢的時候， tomcat本身也就啟動完畢了。
　　順理成章地，我們同樣可以猜到， tomcat的啟動會分成兩大部分，第一步是裝配工作。第二步是啟動工作。
　　裝配工作就是為父容器裝上子容器，為各個容器安插進組件的工作。這個地方我們會用到digester模式，至于digester模式什么，有什么用，怎么工作的. 請參考
　　啟動工作是在裝配工作之后，一旦裝配成功了，我們就只需要點燃最上面的一根導線，整個tomcat就會被激活起來。這就好比我們要開一輛已經裝配好了的汽車的時候一樣，我們只要把鑰匙插進鑰匙孔，一擰，汽車的引擎就會發動起來，空調就會開起來，安全裝置就會生效，如此一來，汽車整個就發動起來了。（這個過程確實和TOMCAT的啟動過程不謀而和，讓我們不得不懷疑 TOMCAT的設計者是在GE做java開發的）。
　　2.1 一些有意思的名稱：
　　Catalina
　　Tomcat
　　Bootstrap
　　Engin
　　Host
　　Context
　　他們的意思很有意思：
　　Catalina: 遠程轟炸機
　　Tomcat: 熊貓轟炸機 -- 轟炸機的一種（這讓我想起了讓國人引以為豪的熊貓手機，是不是英文可以叫做tomcat??? ，又讓我想起了另一則廣告：波導-手機中的戰斗機、波音-客機中的戰斗機）
　　Bootstap: 引導
　　Engin: 發動機
　　Host: 主機，領土
　　Context: 內容，目標，上下文
　　
　　... 在許多許多年后，現代人類已經滅絕。后現代生物發現了這些單詞零落零落在一塊。一個自以為聰明的家伙把這些東西翻譯出來了：
　　在地勤人員的引導(bootstrap)下，一架轟炸架(catalina)騰空躍起，遠看是熊貓轟炸機(tomcat)，近看還是熊貓轟炸機！憑借著優秀的發動機技術(engin)，這架熊貓轟炸機飛臨了敵國的領土上空(host)，對準目標(context)投下了毀天滅地的核彈頭，波~ 現代生物就這么隔屁了~
　　
　　綜上所述，這又不得不讓人聯想到GE是不是也參與了軍事設備的生產呢？
　　反對美帝國主義！反對美霸權主義！和平萬歲！自由萬歲！
　　
　　2.2　歷史就是那么驚人的相似！ tomcat的啟動就是從org.apache.catalina.startup.Bootstrap這個類悍然啟動的！
　　在Bootstrap里做了兩件事：
　　1. 指定了3種類型classloader:
　　commonLoader: common/classes、common/lib、common/endorsed
　　catalinaLoader: server/classes、server/lib、commonLoader
　　sharedLoader：　shared/classes、shared/lib、commonLoader
　　2. 引導Catalina的啟動。
　　用Reflection技術調用org.apache.catalina.startup.Catalina的PRocess方法，并傳遞參數過去。
　　
　　2.3 Catalina.java
　　Catalina完成了幾個重要的任務：
　　1. 使用Digester技術裝配tomcat各個容器與組件。
　　1.1 裝配工作的主要內容是安裝各個大件。比如server下有什么樣的servcie。 Host會容納多少個context。 Context都會使用到哪些組件等等。
　　1.2 同時呢，在裝配工作這一步，還完成了mbeans的配置工作。在這里，我簡單地但不十分精確地描述一下mbean是什么，干什么用的。
　　我們自己生成的對象，自己治理，天經地義！但是假如我們創建了對象了，想讓別人來管，怎么辦呢？我想至少得告訴別人我們都有什么，以及通過什么方法可以找到　吧！ JMX技術給我們提供了一種手段。 JMX里面主要有3種東西。Mbean, agent, connector.
　　Mbean：用來映射我們的對象。也許mbean就是我們創建的對象，也許不是，但有了它，就可以引用到我們的對象了。
　　Agent:　通過它，就可以找到mbean了。
　　Connector: 連接Agent的方式。可以是http的，也可以是rmi的，還可以直接通過socket。
　　發生在tomcat 裝配過程中的事情:　GlobalResourcesLifecycleListener 類的初始化會被觸發：
　　protected static Registry registry = MBeanUtils.createRegistry();　會運行

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