Tomcat架构解析-----ConnectorTomcat启动过程以及Server的创建过程

Posted 2021-11-11 alimayun

  Connector用于跟客户端建立连接，获取客户端的Socket，交由Container处理。需要解决的问题有监听、协议以及处理器映射等等。

  一、Connector设计

  Connector要实现的主要功能如下：

  

  设计图如下：

  

  1、ProtocolHandler

  Connector中的ProtocolHandler用于处理不同的通信协议，Tomcat主要支持HTTP、AJP协议，并且支持BIO、NIO、APR等I/O方式。ProtocolHandler中使用AbstractEndpoint启动Socket监听，并且根据不同的I/O方式进行分类，例如NIO2Endpoint.

  获取到客户端Socket之后，需要根据请求地址映射到具体的容器进行处理。

  2、映射规则实现

  在获取到客户端的请求之后，需要根据请求地址映射到具体的容器中进行处理，主要是通过Mapper以及MapperListener两个类实现映射功能。

  Mapper：维护容器映射信息。

  MappListener：实现了ContainerListener以及LifecycleListener接口，在容器组件状态发生变更时，注册或者取消对应的容器映射信息。

  因此到目前为止，Tomcat的架构图如下所示：

  

  到目前为止，还没有考虑到并发的问题，在客户端大量请求的情况下，使用多线程技术是必不可少的，至于多线程为啥效率高？啥时候用多线程？使用多线程有啥注意事项？自行百度。。。。

  Tomcat提供了Executor接口，用于组件中的共享线程池，并且该接口集成了Lifecycle接口。Executor由Service维护，一个Service中的所有容器都可以共享此Executor。加入线程池后的Tomcat结构图如下：

  

 

  二、Tomcat启动

  Tomcat通过Catalina类来启动Tomcat容器，Catalina提供了shell程序，用于解析server.xml文件，负责启动、关闭Tomcat容器。另外Tomcat提供了Bootstrap类作为启动的入口，Bootstrap创建一个Catalina实例。

  为啥有了Catalina还需要Bootstrap呢？因为Bootstrap依赖JRE，并通过反射调用Catalina实例，与Tomcat容器是松耦合的。并且为Tomcat创建共享类加载器，构造整个Tomcat服务器。

 

  Tomcat启动过程如下：

  

  请求处理过程如下：

  

  

 三、Catalina

 Catalina其实就是Tomcat的servlet容器的实现，是Tomcat的核心，基于Servlet的web应用都需要servlet容器才能对外提供服务，例如SpringMVC等框架也是基于servlet。

 1、Digester

 Digester是将xml转变为java对象的工具，是对sax的高层次的封装。工作原理就是通过流来读取xml文件，当碰到特定的xml节点执行特定的处理规则，一般为创建对象或是调用对象的某个方法。

 加上xml中的标签都是成对出现的，如下所示：

 <a...>

       <b...>

              <c...>

              </c...>

       </b...> 

</a...>

 假设各个节点当中的处理规则都是创建对象，当Digester解析到a节点时，创建a对象，等到识别到</a>标签时，此创建a对象的动作才算是完成。因此这里跟JVM中的方法执行是非常相似的，先进后出，因此Digester也是使用的栈结构来解析各个xml文件。

 当识别到<a>标签时，将a对象放入到栈中，然后一直执行b、c标签中的各个动作，当创建b对象时，则把b对象放入栈顶，如此循环，b对象创建完毕后，则调用a对象的某个方法，将b对象作为参数放入a中，最后识别到</a>标签时，将对象从整个栈中移除，

 因此最终的结果是得到一个对象树，并且子对象与父对象的关系也配置完成。常见的栈操作则如下所示：

 

  

  四、创建Server

  1、创建Server实例

  

  首先通过Catalina创建Digester对象，通过Digester创建Server对象，默认的Server实现类为StandardServer，当然可以通过自行指定实现类。

  a、addObjectCreate(String rule, String className,  String attributeName)

  设置节点与Java对象的映射规则，rule指定节点的筛选规则，className设置要创建的java类的名字，可以覆盖要创建的默认Java类名称。创建完对象后，放入栈顶。

  b、addSetProperties(String rule)

  此方法则是当遇到符合rule的节点时，将该节点中的属性值获取到，并根据反射将这些属性注入到当前栈顶的对象中；

  eg:

  <?xml version="1.0" encoding="UTF-8?>
  <database>
        <user userName="guest" password="guest">
        </user>
  </database>

  digester.addSetProperties("database/user"),解析遇到user节点时，会获取键值对 userName=guest,password=guest，获得栈顶的dataBase对象，设置实例的userName、password属性；

  c、addSetNext(String rule, String methodName)  

  设置当前rule节点与父节点的调用规则，当遇到rule节点时，调用栈中的次栈顶元素调用methodName方法。将栈顶元素作为次顶元素指定方法的输入参数。

  比如:digester.addSetNext("database/user","addUser"),调用database实例的addUser，user为参数

 2、创建企业命名上下文

  

  3、为Server添加生命周期

  

  4、构造Service实例

  

  5、为Service添加生命周期

  

  6、Service中添加Executor

  

  7、为Service添加Connector

  

   addRule(String rule, Rule ruler)：当解析到rule节点时，使用ruler规则处理器进行处理

  

  然后接下来就是为Connector添加虚拟主机SSL配置、Connector添加生命周期监听器、Connector添加升级协议、Connector添加子元素解析规则

  接着后面就是Engine、Host、Context的解析，请关注后续博文~~~~~