tomcat源码分析之系统框架与启动流程

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，然后单步跟踪其启动过程。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！

1.Tomcat的整体框架结构

Tomcat的基本框架，分为4个层次。

TopLevelElements:

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：server.xml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：Tomcat-Standalone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httpconnectoer，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httpconnector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3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，既“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webapp的意思。

我们通常都会在server.xml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managercomponent.

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_log.time.txt以及localhost.time.txt和localhost_examples_log.time.txt。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。

2.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）。

2.1一些有意思的?疲?

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！

2.2

历史就是那么惊人的相似！tomcat的启动就是从org.apache.catalina.startup.Bootstrap这个类悍然启动的！

在Bootstrap里做了两件事：

1.指定了3种类型classloader:

commonLoader:common/classes、common/lib、common/endorsed

catalinaLoader:server/classes、server/lib、commonLoader

sharedLoader：

shared/classes、shared/lib、commonLoader

2.引导Catalina的启动。

用Reflection技术调用org.apache.catalina.startup.Catalina的process方法，并传递参数过去。

2.3Catalina.java

Catalina完成了几个重要的任务：

1.使用Digester技术装配tomcat各个容器与组件。

1.1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。

1.2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3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：

protectedstaticRegistryregistry=MBeanUtils.createRegistry();

会运行