Ruby On Rails-2.0.2源代码分析（1）-Rails的启动

• 前言

  本文主要是针对Ruby On Rails 2.0.2的源代码进行分析，学习与研究。所使用的工具是NetBean 6.1 Beta，WEBRick，SciTE，ruby-debug-base（0.10.0），ruby-debug-ide（0.1.10）。Ruby版本为1.8.6。
  应该怎么分析总结，是开始最令人头痛的事，Ruby是面向对象的语言，从对象的层次记录吧，似乎一切都不那么直观，一个庞大的系统摆在眼前，整理一个类图，继承关系图。。。有点牛啃南瓜，无从下口的感觉。最后，决定打算从Ruby的本质-解释语言下手，从解释器的角度出发，跟着解释器的步伐，从细微入手，一步一步深入Rails，以达到从局部到整体，了解学习的目的。所以，最终，我决定从源代码执行顺序的角度去分析Rails。
  为方便起见，我直接使用NetBean的调试环境，使用Ruby自带的WEBRick，从接触Rails最基本的ruby script/server开始，首先来看Rails是怎么启动起来的。

• Rails的启动

  ruby script/server，应该是搞rails的同学们耳熟能详的命令了。server脚本主要执行两个的过程：1.启动Rails；2.启动web服务器（当然，我这里是启动WEBRick了）。我们就从这里入手，看看Rails是怎么样被启动起来的。
  前面我说过，我将从源代码执行顺序的角度去分析，所以，让我们先来看一看Rails启动时，核心源代码的执行顺序，具体见下图（为了使得分析简单明了，抓住关键本质所在，我只把个人认为与启动有关的源代码列出来，执行过程中，其他类似关于ActiveSupport中关于core的extension之类的代码就不列出）：

  boot.rb

  源代码路径：RAILS_ROOT/config/boot.rb
  这个代码文件是Rails的启动入口，完成的功能是：首先判断Rails是否启动，如果未启动则先执行一个“预初始化”（preinitialize）过程，然后选择一种启动方式（Vendor/Gem），执行相应类上的run方法。主方法boot!代码如下：

def boot!
  unless booted?
    preinitialize
    pick_boot.run
  end
end

  其中，与初始化过程是执行RAILS_ROOT/config目录下面的preinitializer.rb（如果存在的话）。这个过程的目的是在加载environment.rb文件执行执行一些初始化工作。参见：http://yudionrails.com/2008/1/7/what-s-new-in-edge-rails-pre-environment-load-hook 。此源代码中包含一个module Rails，此模块下面包括三个类：VendorBoot，GemBoot，他们都继承自Boot类，分别代表是通过Vendor还是Gem的方式启动Rails（如果RAILS_ROOT/vender/下面存在名为rails的目录，则以Vendor方式启动Rails，否则，从Gem启动Rails）。当使用Gem方式启动Rails的话，还有一个重要的功能就是判断加载哪个版本的Rails，当然，正如我们所知，environment.rb中的RAILS_GEM_VERSION起了作用。总得来说，boot代码逻辑较简单，没有什么费解的东西，下面给出这个文件的整个执行逻辑流程图：

initialize.rb

  源代码路径：gems/rails-2.0.2/lib/initializer.rb (Gem方式启动）
                    RAILS_ROOT/vendor/rails/railties/lib/initializer.rb（Vendor方式启动）
  虽然两种不同启动方式执行的源代码不同，但是他们完成的功能都大同小异，都对Rails执行必要的配置以及初始化。我们先来看看上一步--执行boot.rb代码的最后一步（还记得pick_boot.run么？），具体代码如下：

 

class Boot
  def run
    load_initializer
    Rails::Initializer.run(:set_load_path)
  end
end

当完成了选择一个boot方式后，会执行相应Boot对象的run方法，那么run方法首先载入初始化器，VendorRoot通过如下方式载入：

class VendorBoot < Boot
  def load_initializer
    require "#{RAILS_ROOT}/vendor/rails/railties/lib/initializer"
  end
end

GemRoot通过如下方式载入：

class GemBoot < Boot
  def load_initializer
    self.class.load_rubygems
    load_rails_gem
    require 'initializer'
  end
  ...
end

OK。初始化器载入完成，Boot的run方法立即执行初始化器对象的类方法run，注意这里的run方法参数是:set_load_path符号。好了，下面，我们可以深入到initialize.rb里面去看个究竟了。  initialize.rb中定义了一个module Rails，其中包括了此代码文件中最重要的两个类：Configuration和Initializer。从类名我们就可以很清晰的了解到，Initializer类完成Rails的初始化工作，当然这个过程需要各种各样的配置，参数，这些则由Configuration提供。那么首先来看看Configuration提供了Rails所需的哪些配置参数，详见下表：

配置名（accessor名）	具体描述
frameworks	会被载入的Rails框架组件列表，会包括action_controller，action_view等
load_paths	附加的load路径列表，app/controller;app/models等Rails项目下的目录
load_once_paths	Rails只会load一次的目录，似乎目前版本的Rails未用到这个参数
log_path	日志文件的路径，根据目前的环境（development，test，production）决定
log_level	Rails日志器的日志级别（info，debug）
view_path	view的目录路径，默认路径是app/view了
controller_paths	controller的目录路径，默认路径是app/controller
cache_classes	是否对类进行缓存。目前未使用（一直是false）
whiny_nils	true/false，当设置为true的话，当你在Rails中调用一个nil方法的时候，将会得到警告
plugins	载入的插件列表，默认为空
plugin_paths	插件路径，默认是RAILS_ROOT/vendor/plugins目录
plugin_locators	插件的定位器，默认是Plugin::FileSystemLocator
plugin_loader	插件的载入器，默认是Plugin::Loader
database_configuration_file	数据库配置文件，默认位于RAILS_ROOT/config/database.yml

  绕了一圈，现在让我们回到Initializer类的run方法（由boot.rb调用：Rails::Initializer.run(:set_load_path)），十分简单：

def self.run(command = :process, configuration = Configuration.new)
  yield configuration if block_given?
  initializer = new configuration
  initializer.send(command)
  initializer
end

现在我们姑且不管block（boot.rb调用他的时候确实也没有关联一个block），接下来的工作是生成一个新的Configuration对象，并赋给Initializer的构造函数(然后由Initializer对象保存该配置对象)，然后执行initializer上的command方法，默认情况是执行process方法，这里通过boot.rb的调用，将执行set_load_path方法。在这里值得注意的是，新生成的Configuration对象的所有配置参数都是默认值，例如：frameworks参数通过如下方法得到默认值：

def default_frameworks
  [ :active_record, :action_controller, :action_view, :action_mailer, :active_resource ]
end

controller_path参数通过如下方法得到默认值：

 

def default_controller_paths
  paths = [File.join(root_path, 'app', 'controllers')]
  paths.concat builtin_directories
  paths
end

其实，所有的这些配置都不是定死的，我们可以在enviroment.rb中重新定义他们，象下面这样：

Rails::Initializer.run do |config|
  config.frameworks -= [ :active_record, :active_resource, :action_mailer ]
  config.plugins = [ :exception_notification, :ssl_requirement, :all ]
  ...
end

到这里，initializer.rb的介绍暂时结束，只是简单的执行了set_load_path方法设置load路径。接下来，执行流程回到了script/server:

require File.dirname(__FILE__) + '/../config/boot'
require 'commands/server'

该执行第二句了，下面轮到server.rb出场了。

  server.rb

源代码路径：gems/rails-2.0.2/lib/commands/server.rb
  server.rb主要完成两个功能：1.加载active_support；2.加载web服务器。
  加载active_support十分简单，只是通过源代码开始的第一句：

require 'active_support'

加载web服务器相比复杂一些。首先，Rails会试图加载FastCGI，然后会试图加载mongrel，如下代码所示：

begin
  require_library_or_gem 'fcgi'
rescue Exception
  # FCGI not available
end

begin
  require_library_or_gem 'mongrel'
rescue Exception
  # Mongrel not available
end

最终，会通过defined?(Mongrel)和defined?(FCGI)来决定使用哪种服务器。当然，本文前面提到了将使用WEBRick作为web服务器，这里最终加载的服务器当然是webrick。server.rb的最后一句代码： 

require "commands/servers/#{server}" 

在这里#{server}当然是webrick了，所以，接下来执行的将是webrick.rb

  webrick.rb

源代码路径：gems/rails-2.0.2/lib/commands/servers/webrick.rb
  webrick.rb完成如下几个主要功能：1.加载Ruby自带的webrick库；2.加载environment.rb；3.加载webrick_server.rb；4.执行DispatchServlet（在webrick_server.rb中定义）的类方法dispatch。整个过程都是顺序完成的，所以，示意的源代码可以如下所示：

  require 'webrick'
  require RAILS_ROOT + "/config/environment"
  require 'webrick_server'
  DispatchServlet.dispatch(OPTIONS)

  environment.rb

  源代码路径：RAILS_ROOT/config/environment.rb
  回到了我们熟悉的environment.rb中，在这里我们可以对Rails运行的环境进行配置，这里不做过多阐述，可以参与相关Rails文档。

  webrick_server.rb

源代码路径：gems/rails-2.0.2/lib/webrick_server.rb
  这是Rails启动所执行的最后一个源代码文件。我前面提到了一点，此源代码文件中定义了DispatchServlet，这是一个自定义的dispatch servlet，用于将浏览器的请求dispatch到相应的controller，action上。因为这里我只打算介绍Rails的启动，所以，我们只用关注如下的代码即可：

class DispatchServlet < WEBrick::HTTPServlet::AbstractServlet

  # Start the WEBrick server with the given options, mounting the
  # DispatchServlet at <tt>/</tt>.
  def self.dispatch(options = {})
    Socket.do_not_reverse_lookup = true # patch for OS X

    params = { :Port        => options[:port].to_i,
               :ServerType  => options[:server_type],
               :BindAddress => options[:ip] }
    params[:MimeTypes] = options[:mime_types] if options[:mime_types]

    server = WEBrick::HTTPServer.new(params)
    server.mount('/', DispatchServlet, options)

   trap("INT") { server.shutdown }
    server.start
  end
end

这是一个经典的启动WEBRick服务器的方式，不用过多阐述，可以参考webrick的相关文档。当然，webrick_server.rb文件中还有一个相当重要的类CGI，并且，DispatchServlet类中还有一些重要的方法，我们暂时可以将他们搁在一旁。以后进一步分析Rails的时候再讲解。  OK。至此，Rails就正式上马了，web服务器也启动起来了，接下来的事情，当然是等着web服务器将request转发给Rails进行处理了，按照国际惯例，这当然是下文分解的事了~