知识小罐头08（tomcat8启动源码分析 上）

Posted 2021-01-30 java小新人

　　前面好几篇都说的是一个请求是怎么到servlet中的service方法的，这一篇我们来看看Tomcat8是怎么启动并且初始化其中的组件的？

　　相信看了前面几篇的小伙伴应该对Tomcat中的各个组件不陌生了，所以我们就可以加快一点速度；

　　简单说一下Tomcat启动流程，首先是设置一下各种类加载器，然后加载server.xml配置文件，然后初始化Container各个容器，最后就是连接器Connector。

 

1.批处理文件　　

　　双击startup.bat文件启动tomcat，其实内部就是跳转到catalina.bat文件（.bat文件时windows系统用的，那些.sh配置文件是Unix、Linux系统使用的）

 

　　startup.bat文件内部其实就是一些指令从上到下顺序执行，作用是进行一些目录的判断，并找到catalina.bat文件的位置，如下图所示

 　 注意：.bat文件其实就是一个批处理文件，里面一条条的命令都有自己独特的语法，你知需要百度“startup.bat详解”可以看到很多博客，其实就我感觉很像mysql的触发器吧，里面封装了很多命令，有自己独特的语法，只要一触发就会一连串的执行，这里就不多说，不是我们的重点，用到的时候再去仔细研究，这里粗略提一下。

　 

　　 我们再看看catalina.bat文件　

 　　由于tomcat是用java语言开发出来的，所以启动Tomcat本质上就是运行一个java程序的main方法，然后后续就会初始化一系列的东西。

 

2.看看Bootstrap类的main方法

　　我们就看看main方法内核心部分，在下图中标识了三步：

 

　　总结一下，main方法内部核心就是创建一个Bootstrap对象，然后调用这个对象的init、load、start方法，看名字就应该大概猜出一点东西了：

　　init：大概是初始化一些类加载器什么的；

　　load：应该是加载什么配置文件，还记得我说过最重要的配置文件是哪个吗？对，就是server.xml文件，其实就是加载这个文件；

　　start：内部差不多初始化完了所有的容器和连接器，等待连接；

　　我们分别对这三个方法加断点进行调试，理解其中的原理之后整个Tomcat的启动流程也就清楚了！

 

3.init方法

　　还是只看核心的逻辑，至于怎么实例化类加载器和设置类加载器，感兴趣的小伙伴就自己去研究走走源码。

 

 4.load方法

　　通过看源码，其实可以看到Bootstrap的load方法，就是通过反射调用Catalina的load方法

 

　　我们断点进入最后的那个invoke方法，看看Catalina的load方法是加载了些什么东西

 　　这个Digester就是为了解析servler.xml定义了很多的解析规则，真要搞懂这个东西，肯定要花一定的时间去好好研究的；

　　我们在这里简单而随意看几个我们熟悉的东西，具体的解析过程肯定要自己去了解的；

 

 

　　这个Digester是了解servler.xml具体解析规则必要的东西，我们把规则已经指定好了，下一步肯定就是加载server.xml文件了

 

　　准备好了Digester和server.xml的流之后，然后底层用SAX去解析这个xml文件（注意，前面只是解析出来了server.xml中的各个组件对应的类名以及组件之间的父子关系， 没有实例化，到parse方法才真正实例化）

 

　　 接着我们就要去把一些需要用到的容器进行一些初始化设置，更方便我们使用！

 

　　从这里开始我们就会看到一个类似多米诺骨牌效应的这么一个现象，一个接一个的初始化，而且这里涉及到了一个知识点叫做JMX，有关于这个JMX（Java Management Extensions），我查了很多的资料，网上复制粘贴的一大堆，看得很乱，虽然我没有怎么仔细的去研究，但是大概的逻辑我是知道了，下面就简单的说说；

 

5.JMX的简介和事件监听

　　便于理解，JMX可以想象成工商局，每家公司必须要向工商局注册自己，这个时候工商局就对每一家公司都有了管理的权利，无论是哪一家公司要改名字，要合并，注销等等，都必须经过工商局的的同意，工商局还能对一些非法公司进行整改什么的，可以说工商局就是管理了每一家公司的生命周期，可以对每家公司进行监控符合管理。

　　对应在Tomcat中，我们必须要把Tomcat中的所有组件（在这里叫做MBean，类似spring容器中叫做bean）给注册到一个叫做Registry的地方，Registry就是基于JMX搞出来的一个东西，然后我们执行所有组件的init，start方法，都可以在JMX中找到对应的MBean执行对应的init、start方法；这里也只是稍微提一下JMX，内容很多一下子说不完，最好自己多查查资料看看。

 

 

　　JMX的结构图找了好久，终于看到一个图比较满意的，进行一些小小的修改，如下所示：

　　Agent Layer（代理层）：主要包括Agent Services中几个服务（计时器、监控、动态加载MBean、关系服务），还有MBean Server两部分组成

　　Distributed layer（分布层）：包含一些比较厉害的组件，其实我感觉就类似可视化工具，可以很方便的对那些MBean进行一些管理和修改。

　　还有在MBean Server中的多个MBean组成一个Instrumentation Layer（指示层），这个就没啥说的；总之，JMX我用得不是很多，需要真正用到的时候再慢慢研究吧，哈哈！

　　感兴趣的小伙伴可以自己研究这个写几个HelloWorldMBean试试就ok了

 　　

　　再说说事件监听，事件监听又是一个什么鬼呢？不准确的来说，在Tomcat启动的时候会有个全局事件（就类似一个全局变量），很多的监听器会时时刻刻监听这个全局事件，当对一个组件进行一些操作（会修改状态码state），那么这个全局事件就会变化，遍历所有监听器执行某方法，下面就随便看看这个全局事件：

 还记得最前面的server.xml配置文件的<server>中配置的很多监听器吗？其实就是配合这个全局事件起作用的（看英文应该翻译成生命周期事件吧。。。）

 

 6.接第4步继续

　　这里一定要理清楚一个逻辑，Tomcat中所有组件都必须是LifecycleBase的子类（其实都直接或者间接的继承了LifecycleBase这个类），这个类就是所有组件的爸爸，假如这个爸爸有九个儿子，大儿子要给最小的儿子一颗糖，你就会看到一个很有趣很坑爹的现象：大儿子-------->爸爸---------->二儿子--------->爸爸--------->三儿子---------->爸爸---------->四儿子---------->.......------->爸爸------->最小的儿子！

　　这样糖才能到最小的儿子手里，是不是真的很坑爹，哈哈！

　　所以我们在Tomcat也可以看到一个这样的逻辑：

　　server.init()---------->LifecycleBase.init(), 在init()方法内部就会执行initInternal()方法，并改变全局事件------------->server中的initInternal()方法 ，内部执行service.init()方法------------>LifecycleBase.init()，执行initInternal()方法，并改变全局事件--------->service中的initInternal()方法，内部就是connector.init()和engine.init()---------->LifecycleBase.init()。。。。。后面都是这个逻辑，几乎一模一样，初始化之后启动start（）的逻辑也是这个，所以这个逻辑一定要搞清楚，搞清楚这个了后面就没难度了。

　　下面我们就简单看看一些关键的地方，由于绝大部分都是相同的，就不一一截图了；

 

　　看看initInternal()方法内部：

 

　　一直往下看，我们看看StandardService中的initInternal()方法：

 

 

　　engine的初始化是在看不出来什么有趣的东西，我们就重点看看HTTP连接器的初始化的关键代码：

 　 【省略很多重复步骤】

 

 　 【省略很多重复步骤】

　　这个是Tomcat的NIO连接，其中addr=0.0.0.0/0.0.0.0:8080；acceptCount = 100;看这个就知道监听8080端口，默认并发连接数100个，这个可以自己根据实际情况设置

 

　　到这里Tomcat启动初始化的步骤算是结束了，内容看起来比较多，但是思路自我感觉还是比较清晰的，了解JMX和事件监听的相关知识之后，还是比较容易的，不过强调一点，一定要自己走走源码，加深理解！

　　这篇说的东西不多，就是初始化了几乎所有组件，就好像一个厨师，把所有的菜都洗好并且切好、分类、分盘，调料也准备就绪，下一步，就是开始做出美味的菜肴了。

　　下一篇我们简单看看Tomcat的start过程。