上一篇写到Bootstrap类的启动流程，经过启动脚本，经历了一系列的初始化，类加载，最后通过不同的命令，执行到不同的操作，由于是启动过程，所以从执行load()方法开始。接下来我们简单梳理下load方法的主要流程和一些结构分析，从而了解到其中的启动流程，衍生出tomcat中主要的几个组件，以及这些组件之间的大概关系。为以后每个模块和组件的研究打下基础。
我们进入到daemon.load(args)方法，可以看到，也是使用反射调用了Catalina类的load(String args[])方法：
private void load(String[] arguments)
throws Exception {
// Call the load() method
String methodName = "load";
...
method.invoke(catalinaDaemon, param);
}
接下来进入到Catalina#load(String args[])
这个方法主要是对一些特殊命令进行处理，接下来便进入到重载的load()方法:
/**
* Start a new server instance.
*/
public void load() {
long t1 = System.nanoTime();
...
...
// Create and execute our Digester
Digester digester = createStartDigester();
...
...
getServer().setCatalina(this);
getServer().setCatalinaHome(Bootstrap.getCatalinaHomeFile());
getServer().setCatalinaBase(Bootstrap.getCatalinaBaseFile());
// Start the new server
try {
getServer().init();
} catch (LifecycleException e) {
if (Boolean.getBoolean("org.apache.catalina.startup.EXIT_ON_INIT_FAILURE")) {
throw new java.lang.Error(e);
} else {
log.error("Catalina.start", e);
}
}
}
这里只列出部分核心代码。
首先，使用Digester 工具预定义了一系列的conf/server.xml配置文件的解析规则，这个工具会在以后的章节中细说，这个工具主要是定义了xml转换为java对象的规则。
为了简洁，我将tomcat的默认配置文件的注释删掉了，如图：
通过Digester ，可以将Catalina中的server属性创建为默认的StandardServer类，并将其中的属性依赖关系也通过xml创建了。
从配置文件可以看到，Server中包含了一组Listener，用来监听生命周期内的事件，这里用到了观察者模式来做事件通知操作，后续的章节中也会详细说明。
Server中又包括了一个Service标签，在使用Digester 时，创建了默认的StandardService类，Service中包含了两个Connector和一个Engine，再往里面就是Realm和Host、Valve。初步就是这么个结构，后续章节会详细解说这些组件间的关系和作用。
解析完server.xml文件后，将当前的Catalina对象的信息传给server属性，让它们互相拥有彼此的引用，然后调用server的init()方法。
StandardServer中并没有init方法，所以我根据其继承关系，找到了其父类LifecycleBase的init方法，代码如下：
@Override
public final synchronized void init() throws LifecycleException {
if (!state.equals(LifecycleState.NEW)) {
invalidTransition(Lifecycle.BEFORE_INIT_EVENT);
}
try {
setStateInternal(LifecycleState.INITIALIZING, null, false);
initInternal();
setStateInternal(LifecycleState.INITIALIZED, null, false);
} catch (Throwable t) {
ExceptionUtils.handleThrowable(t);
setStateInternal(LifecycleState.FAILED, null, false);
throw new LifecycleException(
sm.getString("lifecycleBase.initFail",toString()), t);
}
}
为了防止其他线程同时调用这个方法，导致生命周期的状态不正常，这个方法加了关键字synchronized 。这个方法其实用了模板方法设计模式，留了一个initInternal抽象钩子方法让子类去实现。
setStateInternal方法设置了当前的state为初始化对应的状态，我们打开期内部，会在方法最后看到如下代码：
String lifecycleEvent = state.getLifecycleEvent();
if (lifecycleEvent != null) {
fireLifecycleEvent(lifecycleEvent, data);
}
/**
* Allow sub classes to fire {@link Lifecycle} events.
*
* @param type Event type
* @param data Data associated with event.
*/
protected void fireLifecycleEvent(String type, Object data) {
LifecycleEvent event = new LifecycleEvent(this, type, data);
for (LifecycleListener listener : lifecycleListeners) {
listener.lifecycleEvent(event);
}
}
fireLifecycleEvent方法中其实就是通知所有的监听者本次发生了初始化的事件，监听者会根据event的类型进行不同的操作，在这里，各个Listener充当了观察者模式中的监听者，Server是监听目标，后续我们将会看到许多类似这样的写法。想深入观察者模式的请点击这里。
接下来我们再进入StandardServer的initInternal方法，代码如下:
/**
* Invoke a pre-startup initialization. This is used to allow connectors
* to bind to restricted ports under Unix operating environments.
*/
@Override
protected void initInternal() throws LifecycleException {
super.initInternal();
// Register global String cache
// Note although the cache is global, if there are multiple Servers
// present in the JVM (may happen when embedding) then the same cache
// will be registered under multiple names
onameStringCache = register(new StringCache(), "type=StringCache");
// Register the MBeanFactory
MBeanFactory factory = new MBeanFactory();
factory.setContainer(this);
onameMBeanFactory = register(factory, "type=MBeanFactory");
// Register the naming resources
globalNamingResources.init();
// Populate the extension validator with JARs from common and shared
// class loaders
if (getCatalina() != null) {
ClassLoader cl = getCatalina().getParentClassLoader();
// Walk the class loader hierarchy. Stop at the system class loader.
// This will add the shared (if present) and common class loaders
while (cl != null && cl != ClassLoader.getSystemClassLoader()) {
if (cl instanceof URLClassLoader) {
URL[] urls = ((URLClassLoader) cl).getURLs();
for (URL url : urls) {
if (url.getProtocol().equals("file")) {
try {
File f = new File (url.toURI());
if (f.isFile() &&
f.getName().endsWith(".jar")) {
ExtensionValidator.addSystemResource(f);
}
} catch (URISyntaxException e) {
// Ignore
} catch (IOException e) {
// Ignore
}
}
}
}
cl = cl.getParent();
}
}
// Initialize our defined Services
for (int i = 0; i < services.length; i++) {
services[i].init();
}
}
这里前面一大段是JMX中的注册MBean等操作，最后循环调用了它所有service的init方法。
同理进入到init方法，还是跟Server一样，又跳转到了LifecycleBase的init方法，同样地，也是进入到StandardService中的initInternal方法，代码如下：
/**
* Invoke a pre-startup initialization. This is used to allow connectors
* to bind to restricted ports under Unix operating environments.
*/
@Override
protected void initInternal() throws LifecycleException {
super.initInternal();
if (engine != null) {
engine.init();
}
// Initialize any Executors
for (Executor executor : findExecutors()) {
if (executor instanceof JmxEnabled) {
((JmxEnabled) executor).setDomain(getDomain());
}
executor.init();
}
// Initialize mapper listener
mapperListener.init();
// Initialize our defined Connectors
synchronized (connectorsLock) {
for (Connector connector : connectors) {
try {
connector.init();
} catch (Exception e) {
String message = sm.getString(
"standardService.connector.initFailed", connector);
log.error(message, e);
if (Boolean.getBoolean("org.apache.catalina.startup.EXIT_ON_INIT_FAILURE"))
throw new LifecycleException(message);
}
}
}
}
首先调用了engine的init方法，在Digester 解析过程中配置了默认的StandardEngine，老规矩，从继承关系就可以肯定又是调用到了StandardEngine的initInternal这个钩子方法
@Override
protected void initInternal() throws LifecycleException {
// Ensure that a Realm is present before any attempt is made to start
// one. This will create the default NullRealm if necessary.
getRealm();
super.initInternal();
}
这里是为了避免realm对象为空，如果为null,会新建一个NullRealm对象来初始化。
然后调用了父类ContainerBase的initInternal方法，初始化了启动和停止的线程池startStopExecutor。
再回到StandardService中的initInternal方法，这里初始化了executors，等，最后初始化了connectors，也是默认的Connector类。
看到这里，我们结合server.xml，对于tomcat的初始化流程和一些组件的关系，应该有了一个初步的了解了