深入剖析Tomcat原理

深入剖析Tomcat原理

一、 Tomcat源码部署和运行（intellij IDEA）
1、下载tomcat源码，以tomcat-8为例
链接: https://tomcat.apache.org/


2、源码部署到IDEA中

①创建新的空工程

②解压源码压缩包到该工程的目录（目录名最好是非中文和非空格组成的）下

③创建home文件，并将webapps和conf文件移入home文件中，目的是为了后期配置IDEA运行时参数时方便

④新建pom.xml文件，在其中添加tomcat运行时依赖：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
 
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>
    <groupId>org.apache.tomcatgroupId>
    <artifactId>apache‐tomcat‐8.5.42‐srcartifactId>
    <name>Tomcat8.5name>
    <version>8.5version>
 
    <build>
        <finalName>Tomcat8.5finalName>
        <sourceDirectory>javasourceDirectory>
        
        <resources>
            <resource>
                <directory>javadirectory>
            resource>
        resources>
        
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.pluginsgroupId>
                <artifactId>maven-compiler-pluginartifactId>
                <version>2.3version>
                <configuration>
                    <encoding>UTF-8encoding>
                    <source>1.8source>
                    <target>1.8target>
                configuration>
            plugin>
        plugins>
    build>
 
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junitgroupId>
            <artifactId>junitartifactId>
            <version>4.12version>
            <scope>testscope>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.easymockgroupId>
            <artifactId>easymockartifactId>
            <version>3.4version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>antgroupId>
            <artifactId>antartifactId>
            <version>1.7.0version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>wsdl4jgroupId>
            <artifactId>wsdl4jartifactId>
            <version>1.6.2version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>javax.xmlgroupId>
            <artifactId>jaxrpcartifactId>
            <version>1.1version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.eclipse.jdt.core.compilergroupId>
            <artifactId>ecjartifactId>
            <version>4.5.1version>
        dependency>
       
    dependencies>
project>

⑤在这个空project项目新建maven项目：

⑥新建完maven项目后，添加application（用来启动/调试这些源码）


找到**java/org.apache/catalina/startup/bootstrap(类)**点击完成添加(主要是这个类就是整个tomcat启动的类，其中包含main()方法)
这时有可能添加错误，因为没有导入jdk

⑦不报错后设置运行时参数：


就是选择刚刚新建的home目录路径
参数：
-Dcatalina.home=C:/Users/14047/IdeaProjects/tomcat-src/apache-tomcat-8.5.42-src/home
-Dcatalina.base=C:/Users/14047/IdeaProjects/tomcat-src/apache-tomcat-8.5.42-src/home
-Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager
-Djava.util.logging.config.file=C:/Users/14047/IdeaProjects/tomcat-src/apache-tomcat-8.5.42-src/home/conf/logging.properties
注意

⑧以上设置无误后则可以启动

⑨浏览器访问Tomcat会出现问题：

原因：

解决：
搜索并找到这个ContextConfig类下的configureStart()方法

在该方法中的webConfig()方法下添加：
context.addServletContainerInitializer(new JasperInitializer(), null)
目的是手动将JSP解析器初始化

重新启动Tomcat问题解决

二、不得不提的HTTP工作流程与DNS解析详细过程

HTTP工作流程与DNS解析详解.

三、Tomcat整体架构

1）Http服务器的执行逻辑的两种方法：
1、Http服务器接收请求，根据请求先做一个判断，找到对应的业务类执行具体业务逻辑，这种方法耦合度过高（不推荐）

2、Http服务器不亲自调用业务类，而是直接把请求转发给tomcat，由tomcat去判断需要调用具体哪个类来执行业务操作。
显然第二种方法解耦合度比较好。

2）连接器+容器
Tomcat整体包含两大组件：连接器+容器 = service
这两大组件分别与之对应的是http服务器、servlet容器

1、 连接器：主要负责客户端浏览器传过来的请求+初始化request和response
2、 容器主要负责处理某个具体servlet的调用逻辑

浏览器发出请求----->连接器首先接收请求，构建request对象，在request对象构建中解析请求信息，封装相关属性(url、method…)。----->连接器将构建好的request对象传递给容器处理------->容器拿到request，根据request对象中的信息定位到哪个具体的servlet，并初始化且调用该servlet执行具体逻辑------>容器在调用某个servlet前已经将response对象构建好了，servlet执行完具体业务逻辑后，response对象中会包含响应数据，容器再将包含响应数据的response对象再响应回给连接器。------>连接器解析完response后再响应给浏览器

四、Tomcat整体架构——连接器（Coyote）与容器初讲

连接器在tomcat中称为coyote
Coyote主要负责底层socket连接的接收与响应，接收到浏览器的请求后，构建并封装进request对象，最终再转换成servletRequest对象传递给容器
将协议的处理、io的相关等操作交给coyote，将具体业务逻辑的操作等交给容器
一个service可以有多个连接器coyote和一个容器，但它们都不能单独对外提供服务，两者结合为service后，一个service才能对外提供服务。

一个service至少包含一个连接器和容器。
通过service接口就可看出其对应关系
向Service中添加Connector，可以是数组（add……）

给service设置一个容器只能是一个（set……）

连接器组件coyote的内部细节

1）连接器组件coyote的内部细节：

一个连接器中包含了四个组件：EndPoint、Processor、Adapter、ProtocolHandler
客户端浏览器发送请求至EndPoint(通信端点(专门用来接收发送过来的socket请求))，
EndPoint处理完后将请求又发送给处理器Processor，Processor将请求按照HTTP协议格式进行解析，拆封并封装成request对象。
对容器来说它只支持servletRequest规范，而对Processor来说它只提供Request，这时就需要用到适配器组件，将Request转换为servletRequest。

2）service中容器和连接器的整体地位

从源码中也能看出来，是一一对应的，一个service中有很多组件，核心就是容器
catalina：这个包包含启动项、容器、连接器（整体）、公共类等
coyote：这个包包含连接器（connector）下的各个组件（protocolHandler、adapter、processor等）

3）service内部细节

Contain（容器）具体结构详解：

Engine（引擎）：管理多个虚拟站点(虚拟主机)，也是一个service只能有一个引擎。一个引擎可管理多个Host。一个Host可包含多个Context(项目)，一个Context下包含多个Wrapper（servlet）

通过server.xml就可以看出其中的层次关系与上描述相符

通过源码分析看出
容器中包含着这四个组件

五、Tomcat源码基础上深入分析启动流程
Tomcat启动时序图：

1、用户点击startup.bat即可启动tomcat

Startup.bat文件中的具体细节：

其中调用了catalina.bat这个文件

catalina.bat这个文件中又调用了bootStrap类中的main()方法来开启整个tomcat的启动

六、上手Debug 源码跟踪Tomcat各个步骤

明确tomcat入口点为BootStrap类中的main()方法：
Startup.bat—>Catalina.bat---->Bootstrap.main()
1、Application让Bootstrap.main（）方法启动，此方法一启动Bootstrap类的静态属性先初始化


//获取到home文件目录


2、初始化完静态变量后来到main()方法体：
构建BootStrap，给非静态属性赋初值null


3、bootstrap.init()方法执行，初始化Bootstrap

①初始化类加载器



② 反射创建Catalina（容器）组件

Catalina组件的配置是依靠配置文件（server.xml）

最后init()方法结束，Catalina组件成功构建

初始化完成之后继续往下走：

③　调用load方法：
匹配命令参数（“start”）

bootstrap调用load()方法



从以上可以看出：BootStrap的load()方法主要功能就是去调用Catalina组件的load方法。




Server.xml配置文件解析的相关设置完成，返回digester


Parse这一步是核心，因为这里在解析server.xml配置文件的同时时已将server接口的一个实现类创建出来（standardServer），并依据配置文件中的值，给standardServer的各个属性设置好相应的值，其中就包括services数组等
Parse前：

Parse后：

services(Server)中只有一个名为Server01的service
server.xml

这些组件在这一步只是依照server配置文件的配置项被构建出来，但组件中的一些必须的初始化还是要等到后续的init()方法完成。

④ 创建完Server后开始进行初始化init()

这里getServer()拿到Server，实现Server接口的是standardServer类


Server.init()根据多态，调用standardServer的init方法，standardServer无init()方法，根据继承默认调用父类 LifecycleMBeanBase的init()方法，发现LifecycleMBeanBase也无此方法

，则又去默认调用父类LifecycleBase的init()方法，诶发现有

则执行init()方法中的具体逻辑(this=standardServer，this.super.super.init())，其中又有initInternal()方法执行，此方法为抽象方法，standardServer中已实现，this.super.super.initInternal()调用时传的是this也就是standardServer，所以又跑回去执行standardServer中initInternal()方法具体逻辑
initInternal()方法中核心点就是对services数组中的每一个service进行初始化：

*（LifecycleMBeanBase类实现了LifeCycle接口，并抽取且提供了一些相同的代码功能，standardServer继承此类，重写相应方法，其它配置直接调用父类方法即可(模板思想)。）

⑤ 初始化每个service时同样利用多态思想，与server的初始化大致相同

This.super.super.init()方法初始化，其中initInternal()传递this，调用standardService的

引擎等都属于容器范畴，所以又多继承了一层containerBase





也就是：this.super.super.super.init()，同样的其中initInternal()还是回到StrandardEngine类中

引擎（Engine）初始化完毕。