Tomcat整体架构

类图

组件关系

启动流程

Tomcat有三种启动方式

• From the command line
• From a Java program as an embedded server
• Automatically as a Windows service

Bootstrap初始化

1. 设置类加载器

   • commonLoader (common)-> System Loader
   • sharedLoader (shared)-> commonLoader -> System Loader
   • catalinaLoader(server) -> commonLoader -> System Loader
   • 默认情况下，commonLoader用于sharedLoader和serverLoader

2. 通过反射加载启动类

   • org.apache.catalina.startup.Catalina
   • setParentClassloader-> sharedLoader
   • Thread.contextClassloader-> catalinaLoader

3. 完成Bootstrap.daemon.init()，即完成初始化

输入命令行参数

假设命令为start

4. Catalina.setAwait(true)阻塞当前daemon

5. Catalina.load()

   • initDirs()

• initNaming()
  • createStartDigester()
• 加载server.xml并使用Digester对其解析
  • 将System.out和System.err分配给SystemLogHandler类
• 在所有组件上调用初始化，这使每个对象向JMX代理。在调用过程中，连接器还会初始化适配器（它是执行请求预处理的组件）。默认的适配器协议是Http1.1

6. Catalina.start()

   • 启动NamingContext并将所有JNDI引用绑定到其中

   • 启动Server下的services：
     $StandardService\rightarrow starts Engine(ContainerBase\rightarrow Realm, Cluster,etc)$StandardService→startsEngine(ContainerBase→Realm,Cluster,etc)

   • 在容器（StandardEngine）的生存期内，有一个后台线程继续检查上下文是否已更改。如果上下文发生变化（war，xml的时间戳），然后重新加载（停止/删除/部署/启动）

请求过程

Coyote负责Connector模块，Calatina负责容器模块

1. 该请求由正在ThreadPoolExecutor类中等待的单独线程接收
2. ThreadPoolExecutor分配一个TaskThread来处理请求。还会向Catalina容器提供JMX对象名
3. 一般情况下，会调用Coyote Http11Processor进行协议解析，并通过Processor读取数据。这个Processor还将继续检查socket的inputStream直到到达保持活动点或连接断开
   • 在调永Http11Processor解析Http请求的过程中，会通过缓冲区类Http11InputBuffer解析请求行，端口等相关协议内容
4. Processor中包含对CoyoteAdapter的引用。当Http11Processor解析完请求之后，会调用其引用的Adapter的service(request, response)方法。该方法负责唤醒所有的监听器。同时通过Mapper解析所有内容并将其与request，cookie，context进行关联
5. 之后，CoyoteAdapter通过connector.getService().getContainer()调用容器StandardEngine，并且调用其getPipeline().getFirst().invoke(request,response)方法从Engine级别启动HTTP请求到Catalina容器 (getFirst的返回值是Valve)
   • 从这里可以看出每次调用都借助了责任链模式
   • 默认的Engine只有一个Valve，即StandardEngineValve，即通过该valve的invoke去调用StandardEngine
6. tandardEngineValve.invoke()中会再次通过host.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);去调用Host类的管道去唤醒Host容器
   • StandardHost有两个默认valve，即StandardHostValve和ErrorrEportValve
   • StandardHostValve会关联当前线程的类加载器，同时也会检索与请求关联的Manager和Session，如果Session存在，则保持会话状态
7. 之后StandardHostValve.invoke()会再次通过context.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);唤醒在与request关联的context上的pipeline
   • 先唤醒FormAuthenticao这个Valve，再唤醒StandardContextValve
   • StandardContextValve调用与context关联的所有ContextListener
8. 接下来，通过wrapper.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);唤醒Wrapper组件(StandardWrapperValve)中的pipeline
   • 在这个过程中，调用Jsp Wrapper(Jasper)，实际编译JSP，然后调用实际的Servlet
     

参考资料

• Apache Tomcat
• Tomcat架构解析
• 深入剖析Tomcat