Tomcat处理请求的全过程

文章目录

  • 一、组件详解
  • 二、请求处理流程
    • 1.总体流程图
    • 2.Worker线程任务流程
  • 三、源码跟踪
    • 1.Tomcat启动线程组件
    • 2.Acceptor
    • 3.Poller
    • 4.Worker
  • 总结


一、组件详解

在Tomcat处理客户端请求的过程中,这里面有三个组件概念,他们都是线程,分别负责不同的职责。
(必须记清楚这三个线程组件)

  • Acceptor

    一个普通线程任务,用于接收新连接,并将新连接封装,选择一个 Poller 将新连接添加到 Poller 的事件队列中。

  • Poller

    一个线程任务,用于监听 Socket 事件,当有任务来临时,将 Socket 封装,添加到 worker 线程池的任务队列中。

  • Worker

    他是创建一组线程的,每个线程任务都是一个阻塞队列,用于对请求进行处理(例如我们中间件参数中的最大线程数就是指最多创建多少个Worker线程)。每个Worker线程任务包括分析解析请求报文、创建 Request 对象、调用容器的 管道pipeline 执行阀门value、执行servlet的具体逻辑。

二、请求处理流程

1.总体流程图

Tomcat处理请求的全过程_第1张图片

2.Worker线程任务流程

Tomcat处理请求的全过程_第2张图片

三、源码跟踪

1.Tomcat启动线程组件

Tomcat启动时,如果默认使用NIO模式,先是执行了AbstractEndpoint.initServerSocket,通过 ServerSocketChannel.open() 打开一个 ServerSocket通道,默认绑定到 8080 端口,用于监听请求。

说明:在Java语言的NIO中,类ServerSocketChannel就是用来处理TPC连接的客户端,他的open方法就是用例建立一个TPC连接。

在这里插入图片描述

然后Tomcat会创建Worker 线程池、Acceptor线程、Poller线程:

AbstractEndpoint.createExecutor,用于创建 Worker 线程池,这个线程池是用来处理实际的请求的,把配置文件中的初始线程数10、最大线程数200等信息传进去,创建一个线程池executor

在这里插入图片描述

AbstractEndpoint.createExecutor.startAcceptorThread,他创建一个线程任务Acceptor,作为一个接收者,线程用来无限循环接受客户端发送过来的连接请求

Tomcat处理请求的全过程_第3张图片

NioEndpoint.startInternal,创建一个线程任务Poller,用于检测Acceptor接兽并处理成已就绪的 Socket。

Tomcat处理请求的全过程_第4张图片

2.Acceptor

Tomcat启动完成后,客户端发起一个请求

Acceptor的run方法,无限循环在这里接受连接请求
(假如启动后客户端发起一个请求,这里就是第一时间捕获到)

Tomcat处理请求的全过程_第5张图片
点进去NioEndpoint.serverSocketAccept(因为使用NIO模式),可以看到我们熟悉的nio的accept方法,这是一个阻塞的方法,会一直等待接收请求。

Tomcat处理请求的全过程_第6张图片

当Acceptor接收到客户端的请求时,调用addEvent() 方法会将 Socket 添加到该 Poller 的 PollerEvent 队列中。并调用了NIO中selector.wakeup方法,唤醒了Poller。到此,这一次请求中 Acceptor 的任务就完成了。

Tomcat处理请求的全过程_第7张图片

3.Poller

接着到Poller 线程了,Poller 线程1秒阻塞一次,等待有请求过来被唤醒后,每次请求先过AbstractEndpoint.processSocket

从处理器缓存中获取当前要被执行的任务,放进任务进程,然后获取Worker线程组,将这个任务放进去。到此 Poller 的任务就完成了。

Tomcat处理请求的全过程_第8张图片

4.Worker

然后就是到Worker线程组了,这次请求的后续的所有操作都在这个线程中完成。Worker线程是一个阻塞队列,它继承自AbstractQueuedSynchronizer。worker 线程被创建以后就执行 ThreadPoolExecutor 的 runWorker() 方法,试图从 workQueue 中取待处理任务,但是一开始 workQueue 是空的,所以 worker 线程会阻塞在 workQueue.take() 方法。

Tomcat处理请求的全过程_第9张图片
当新任务添加到 workQueue后,workQueue.take() 阻塞就会结束,会返回一个 Runnable,通常是 SocketWrapperBase,然后 worker 线程调用 SocketWrapperBase的 run() 方法对 Socket 进行处理。

执行SocketWrapperBase.run

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里面调用的是 doRun方法,他是抽象方法,根据当前Tomcat使用的模式是NIO还是APR去选择执行不同的方法(默认是NIO执行NioEndpoint里的内部类SocketProcessor.doRun)

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这个socket处理器先做TPC的三次握手

Tomcat处理请求的全过程_第12张图片

三次握手,这里Tomcat作为服务端,是需要响应(执行)两次的,源码断点发现每次http请求这里都是执行两次

三次握手中该方法执行两次:

第一次执行时event对象是null,执行完是OPEN_READ,表示数据可供客户端读取

第二次执行时event对象是OPEN_READ,如果停用长连接,执行完返回的是CLOSE,关闭连接,否则不关闭
走到下面,他是获取协议处理器,并执行他的process方法

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执行AbstractProtocol.process

可以看到他是获取的Http11Processor,因为默认用的协议是http1.1

Tomcat处理请求的全过程_第14张图片
下面执行这个处理器的process方法

Tomcat处理请求的全过程_第15张图片

跟进去AbstractProcessorLight.process,然后到了Http11Processor.service,service方法先是从当前请求request中,解析请求行、请求头、请求体,封装成Request对象

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下面获取adapter(CoyoteAdaptor),调用service方法

Tomcat处理请求的全过程_第17张图片
执行CoyoteAdaptor.service

获取到Request和Response并封装

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然后调用postParseRequest方法,在 Mapper 中查询 URL 的映射关系

在这里插入图片描述
下面把封装成的Request对象和响应的Response对象传递给Engine容器,然后获取他的管道,执行里面绑定的阀门value

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按顺序执行多个阀门,实现对应的功能

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最后执行到StandardWrapperValve.invoke

Tomcat处理请求的全过程_第21张图片
将Servlet封装到FilterChain过滤器链中

在这里插入图片描述

他是定位到ApplicationFilterChain.doFilter,里面先是执行了Tomcat内置的过滤器

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

下面执行了servlet.service

在这里插入图片描述
然后这里就是去调用我们熟悉的HttpServlet的service方法,解析里面对应的doGet方法,或者doPost方法等等… ,也就是执行具体业务方法。

最后由Servlet将响应返回给了客户端。

Tomcat处理请求的全过程_第22张图片


总结

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