Tomcat工作原理解析

Posted 2023-04-22

参考技术A 本文主要讲解Tomcat启动和部署webapp时的原理和过程，以及其使用的配置文件的详解。主要有三大部分：

1.Tomcat的简介和启动过程

2.Tomcat部署webapp

3.Tomcat处理一个http请求的过程

【简介】

Tomcat依赖/conf/server.xml这个配置文件启动server（一个Tomcat实例，核心就是启动容器Catalina）。

Tomcat部署Webapp时，依赖context.xml和web.xml（/conf/目录下的context.xml和web.xml在部署任何webapp时都会启动，他们定义一些默认行为，而具体每个webapp的  META-INF/context.xml  和  WEB-INF/web.xml  则定义了每个webapp特定的行为 ）两个配置文件部署web应用。

第一部分、Tomcat的简介和启动过程

一个标准TOMCAT结构目录如上图所示:

BIN目录主要存放各种平台下启动和关闭Tomcat的脚本文件.其中 有个档是catalina.bat,打开这个windos配置文件,在非注释行加入JDK路径,例如 : SET  JAVA_HOME=C:\j2sdk1.4.2_06 保存后,就配置好tomcat环境了. startup.bat是windows下启动tomcat的文件,shutdown.bat是关闭tomcat的文件.

conf： 存放不同的配置文件（如：server.xml和web.xml）； 

server.xml文件:该文件用于配置和server相关的信息，比如tomcat启动的端口号、配置host主机、配置Context 

web.xml文件：部署描述文件，这个web.xml中描述了一些默认的servlet，部署每个webapp时，都会调用这个文件，配置该web应用的默认servlet。

tomcat-users.xml文件：配置tomcat的用户密码与权限。

context.xml：定义web应用的默认行为。

/lib：存放Tomcat运行需要的库文件（JARS）； 

/logs： 存放Tomcat执行时的LOG文件； 

/temp：   临时目录

/webapps：Tomcat的主要Web发布目录（包括应用程序示例）； 

/work：存放jsp编译成Servlet后产生的class文件；

二、Tomcat启动过程 

1、开启Tomcat：可以在IDE中启动Tomcat的服务器，也可以手动在 /bin/目录下找到startup.bat并双击，然后程序就会依次执行以下步骤：

（1）引导（Bootstrap）启动： 调用了org.apache.catalina.startup.Bootstrap.class中的main方法，开始启动Tomcat容器；main方法如下：

publicstaticvoid main(String args[])

        if(daemon ==null)

            daemon =newBootstrap();//创建了一个引导对象try//引导对象初始化，即创建了Catalina容器                daemon.init();

            catch (Throwable t)

                t.printStackTrace();

                return;

           

       

        // 根据不同的命令参数执行try

            String command = "start";

            if(args.length > 0)

                command = args[args.length - 1];

           

            if(command.equals("startd"))

                args[args.length - 1] = "start";

                daemon.load(args);

                daemon.start();

            elseif(command.equals("stopd"))

                args[args.length - 1] = "stop";

                daemon.stop();

            elseif(command.equals("start"))

                daemon.setAwait(true);

                daemon.load(args);

                daemon.start();

            elseif(command.equals("stop"))

                daemon.stopServer(args);

            else

                log.warn("Bootstrap: command \"" + command + "\" does not exist.");

           

        catch (Throwable t)

            t.printStackTrace();

       

    publicvoid init() 

        throws Exception 

     

        // Set Catalina path 

        // 设置catalina_home属性，tomcat启动脚本里有通过-Dcatalina.home设置          setCatalinaHome(); 

        // 设置catalina_base属性，运行多实例的时候该目录与catalina_home不同          setCatalinaBase(); 

        // 初始化classloader，读取conf/catalina.properties，根据指定的repository创建classloader 

        // 有三个classloader  分别是common、catalina、shared，tomcat6中三个相同          initClassLoaders(); 

        // 设置当前线程的classloader          Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader); 

        // 待研究          SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader); 

        // 以下通过反射调用Catalina中的方法 

        // Load our startup class and call its process() method  if (log.isDebugEnabled()) 

            log.debug("Loading startup class"); 

        Class startupClass = 

            catalinaLoader.loadClass 

            ("org.apache.catalina.startup.Catalina"); 

        Object startupInstance = startupClass.newInstance(); 

        // Set the shared extensions class loader  if (log.isDebugEnabled()) 

            log.debug("Setting startup class properties"); 

        String methodName = "setParentClassLoader"; 

        Class paramTypes[] =newClass[1]; 

        paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader"); 

        Object paramValues[] =newObject[1]; 

        paramValues[0] = sharedLoader; 

        Method method = 

            startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes); 

        method.invoke(startupInstance, paramValues); 

        catalinaDaemon = startupInstance; 

   

2）调用Bootstrap中的init（），创建了Catalina对象（核心容器）：主要进行了以下三步：

//设置tomcat实例的环境变量

① Set up the environment variables required by this Tomcat instance

//实例化将用于运行Tomcat实例的通用类加载

② Instantiate the general class loaders that will be used for our running  Tomcat instance

//初始化tomcat实例

③ Initialize this Tomcat instance

（3）调用Bootstrap中的load（）：实际上是通过反射调用了catalina的load方法。

①Parse the main configuration file for a Tomcat instance, server.xml, converting each configuration element into the appropriate Tomcat component1。 （找到config file（server.xml）；然后创建digester，解析server.xml，生成各组件对象（Server、Service、Container、Connector等）以及建立相互之间的关系。 ）

（4）Start up our outermost Top Level Element—the Server instance。（最后start()，同样是在Bootstrap中通过反射调用catalina对象的start方法。 接着启动server.start()方法： ((Lifecycle) getServer()).start(); 接着调用service.start()方法。接下来是一系列的container的start，后续在分析（会部署所有的项目）

三、server.xml配置简介：  下面讲述这个文件中的基本配置信息，更具体的配置信息请参考tomcat的文档

第九章 Servllet工作原理解析

9.1 从Servlet容器说起

 

　    Servlet容器：Jetty, Tomcat等。

 

　　这里以Tomcat为例,  真正管理Servlet的容器是Context容器，一个Context对应一个WEB工程，

 

　　9..1.1 Servlet容器的启动过程

　 

　　9.1.2 Web应用的初始化工作

9.2 创建Servlet实例

　　9..2.1 创建Servlet实例

　　9.2.2 初始化Servlet

9.3 Servlet体系结构

9.4 Servlet如何工作

9.5 Servlet中的Listener

9.6 Filter如何工作

9.7 Servlet中的URL-Pattern

9.8 总结