Tomcat启动流程

勾勒一下Tomcat启动的流程，以便后续查找。（基于Tomcat 8.5.16)

Bootstrap

1. initClassLoaders() 创建以下类加载器，一般catalinaLoader 和sharedLoader 都默认和 commonLoader 为同一个
   • commonLoader 加载 catalina 相关顶层公用的类，默认扫描 CATALINA_HOME, CATALINA_BASE 下的class
   • catalinaLoader 加载tomcat 应用相关的类
   • sharedLoader 加载 Web 应用的类

catalinaLoader 被设置为 ContextClassLoader

2. 创建 org.apache.catalina.startup.Catalina。将 Catalina.parentClassLoader 设置为 sharedLoader。依次调用Catalina.load() 和 Catalina.start() 方法。

初始化 Initialisation

Catalina.load()

1. Catalina.load() 读取 conf/server.xml 中的配置作为 Digester 的输入。根据配置生成相应的 Server, Listener, Service, Engine, Host, Context 等及其内部相关组件(如Valve, Listener)。
   Engine, Host, Context 的配置读取逻辑被单独放在了EngineRuleSet, HostRuleSet, ContextRuleSet 中。特别需要关注伴随Host, Context 生成的HostConfig, ContextConfig。（EngineConfig 没有实际内容略去）这两个 Config class 会监听 Container 的生命时间，作出许多关键配置。
2. getServer().init() 初始化 Server 组件

StandardServer.init()

1. StandardServer.initInternal() 遍历所有其 services 调用 init() 方法

StandardService.init()

1. StandardService.initInternal() 依次init 其管辖组件

Engine.init()
Executor.init()
MapperListener.init()
Connector.init()

LifecycleBase 的 start 方法中，会检查若 state == NEW 则先 init()，Host, Context, Wrapper 均由此方法init

Context.init()

ContextConfig 会监听 AFTER_INIT_EVENT, 并触发 ContextConfig.init()

1. 创建 Digester 依照 ContextRuleSet 读取配置文件并设置相应属性。

启动 Start

Catalina.start()

1. Catalina.start() 调用 Server.start()。StandardServer 遍历 services 调用 Service.start()

Service.start()

1. Service.start() 依次 start 其管辖组件

Engine.start()
Executor.start()
MapperListener.start()
Connector.start()

MapperListener

1. 循环向engine 及其child containers 注册自己为 listener, 以监听containers 的变动。
2. 循环遍历 engine 及其child containers, 注册进 Mapper 里。

StandardThreadExecutor

backed by a ThreadPoolExecutor, with default minSpareThreads = 25, maxThreads = 200. maxQueueSize = Integer.MAX_VALUE

1. 生成对应的ThreadPoolExecutor.

Connector

见 Tomcat请求处理流程

Containers

ContainerBase.startInternal() 依次执行

1. 向startStopExecutor 提交 start() 所有子container的任务并等待完成。（startStopExecutor 就是一个普通的线程池）。
2. start pipeline
3. 在deamon线程上start ContainerBackgroundProcessor ，会定期遍历调用自己和子类的 backgroundProcess() 方法。

HostConfig

监听了Host 生命周期事件，实现了Context 的动态部署。

• 监听 Host 的 START_EVENT 事件
  若设置了 deployOnStartup （默认为true），则会执行 deployApps()
• 监听 Host PERIODIC_EVENT 事件
  如果设置了 autoDeploy （默认为true)，则会检查文件更新并执行 deployApps()
  1. 检查加载的Application 是否有更新（通过文件的lastModified 来检查）
  2. 检查是否存在旧版本的Application 可以 undeploy，是则undeploy
  3. 调用 deployApps() 尝试搜索及deploy 新的 application。

deployApps()

依次

• 执行deployDescriptors() 搜索 $CATALINA_BASE/{engine_name}/{host_name} 下的 xml 文件作为context config 进行部署
• 执行deployWARs() 搜索部署 appbase 下的所有 war
• 执行deployDirectories() 搜索部署 appbase 下的所有目录

deployWARs()和deployDirectories()会以目录下的META-INF/context.xml 作为context的配置，deployDescriptors()以 $CATALINA_BASE/{engine_name}/{host_name}/*.xml 作为配置，生成对应的 StandardContext, 并调用 addChild() 方法，添加到当前host。
值得一提的是addChild()的过程中会 start 子容器，而start 方法中会检查容器状态，适时 init() 容器。如此完成Context 的动态加载。

Context.start()

简要列举Context.start() 的步骤

1. start WebResourceRoot
2. new WebappLoader(getParentClassLoader()) 生成 WebappLoader。
3. start WebappLoader, 创建webapp 级别的classloader ParallelWebappClassLoader
4. 设置 ParallelWebappClassLoader 为当前 ContextClassLoader
5. 发出 CONFIGURE_START_EVENT 事件。
6. start child container 和 pipeline
7. 调用initializers里所有 ServletContainerInitializer 的 onStartup 方法
8. listenerStart()
9. filterStart()
10. loadOnStartup(findChildren()) 实例化并init 所有 load on startup 的servlet
11. 将 ContextClassLoader 设置回去

ContextConfig.configureStart()

ContextConfig 监听 CONFIGURE_START_EVENT，调用configureStart()以对Context 进行配置。configureStart() 调用 webConfig() 完成配置

1. 解析global, host level 的web-fragments
2. processServletContainerInitializers() 搜索所有的 ServletContainerInitializers。这里使用了 ClassLoader.getResources() 来搜索所有的 META-INF/services/javax.servlet.ServletContainerInitializer 资源
3. 把web-fragments merge 进web.xml 配置里
4. configureContext() 利用merge 完的配置再次配置 Context。
5. 将web-fragment 相关的 META-INF/resource 添加进当前 Context
6. 把之前搜索到的ServletContainerInitializer 添加到 Context.