Tomcat启动核心流程示例详解

一、Tomcat的启动核心流程

前面给大家介绍了Tomcat中的生命周期的设计,掌握了这块对于我们分析Tomcat的核心流程是非常有帮助的,也就是我们需要创建相关的核心组件,比如Server,Service肯定都绕不开生命周期的方法。

1.启动的入口

你可以通过脚本来启动Tomcat服务(startup.bat),但如果你看过脚本的命令,你会发现最终调用的还是Bootstrap中的main方法,所以我们需要从main方法来开始

然后我们去看main方法中的代码,我们需要重点关注的方法有三个

  • bootstrap.init()方法
  • load()方法
  • start()方法

也就是在这三个方法中会完成Tomcat的核心操作。

2.init方法

我们来看下init方法中的代码,非核心的我们直接去掉

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public void init() throws Exception {
    // 创建相关的类加载器
    initClassLoaders();
    // 省略部分代码...
    // 通过反射创建了 Catalina 类对象
    Class<?> startupClass = catalinaLoader
        .loadClass("org.apache.catalina.startup.Catalina");
    // 创建了 Catalina 实例
    Object startupInstance = startupClass.getConstructor().newInstance();
    // 省略部分代码...
    String methodName = "setParentClassLoader";
    Class<?> paramTypes[] = new Class[1];
    paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
    Object paramValues[] = new Object[1];
    paramValues[0] = sharedLoader;
    // 把 sharedLoader 设置为了 commonLoader的父加载器
    Method method =
        startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
    method.invoke(startupInstance, paramValues);
    // Catalina 实例 赋值给了 catalinaDaemon
    catalinaDaemon = startupInstance;
}
  • 首先是调用了initClassLoaders()方法,这个方法会完成对应的ClassLoader的创建,这个比较重要,后面专门写一篇文章来介绍。
  • 通过反射的方式创建了Catalina的类对象,并通过反射创建了Catalina的实例
  • 设置了类加载器的父子关系
  • 用过成员变量catalinaDaemon记录了我们创建的Catalina实例

这个是通过bootstrap.init()方法我们可以获取到的有用的信息。然后我们继续往下面看。

3.load方法

然后我们来看下load方法做了什么事情,代码如下:

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private void load(String[] arguments) throws Exception {
    // Call the load() method
    String methodName = "load"; // load方法的名称
    Object param[];
    Class> paramTypes[];
    if (arguments==null || arguments.length==0) {
        paramTypes = null;
        param = null;
    } else {
        paramTypes = new Class[1];
        paramTypes[0] = arguments.getClass();
        param = new Object[1];
        param[0] = arguments;
    }
    // catalinaDaemon 就是在 init中创建的 Catalina 对象
    Method method =
        catalinaDaemon.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
    if (log.isDebugEnabled()) {
        log.debug("Calling startup class " + method);
    }
    // 会执行 Catalina的load方法
    method.invoke(catalinaDaemon, param);
}

上面的代码非常简单,通过注释我们也可以看出该方法的作用是调用 Catalina的load方法。所以我们还需要加入到Catalina的load方法中来查看,代码同样比较长,只留下关键代码

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public void load() {
    if (loaded) {
        return; // 只能被加载一次
    }
    loaded = true;
    initDirs(); // 废弃的方法
    // Before digester - it may be needed
    initNaming(); // 和JNDI 相关的内容 忽略
    // Create and execute our Digester
    // 创建并且执行我们的 Digester 对象  Server.xml
    Digester digester = createStartDigester();
    // 省略掉了 Digester文件处理的代码
    getServer().setCatalina(this); // Server对象绑定 Catalina对象
    getServer().setCatalinaHome(Bootstrap.getCatalinaHomeFile());
    getServer().setCatalinaBase(Bootstrap.getCatalinaBaseFile());
    // Stream redirection
    initStreams();
    // 省略掉了部分代码...
     getServer().init(); // 完成 Server  Service Engine Connector等组件的init操作
}

把上面的代码简化后我们发现这个Load方法其实也是蛮简单的,就做了两件事。

  • 通过Apache下的Digester组件完成了Server.xml文件的解析
  • 通过getServer().init() 方法完成了Server,Service,Engin,Connector等核心组件的初始化操作,这块和前面的LifecycleBase呼应起来了。

如果生命周期的内容不清楚,请看前面内容介绍

4.start方法

最后我们来看下start方法的代码。

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public void start() throws Exception {
    if (catalinaDaemon == null) {
        init(); // 如果 catalinaDaemon 为空 初始化操作
    }
    // 获取的是 Catalina 中的 start方法
    Method method = catalinaDaemon.getClass().getMethod("start", (Class [])null);
    // 执行 Catalina 的start方法
    method.invoke(catalinaDaemon, (Object [])null);
}

上面的代码逻辑也很清楚,就是通过反射的方式调用了Catalina对象的start方法。所以进入Catalina的start方法中查看。

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public void start() {
    if (getServer() == null) {
        load(); // 如果Server 为空 重新 init 相关的组件
    }
    if (getServer() == null) {
        log.fatal("Cannot start server. Server instance is not configured.");
        return;
    }
    // Start the new server  关键方法--->启动Server
    try {
        getServer().start();
    } catch (LifecycleException e) {
        // 省略...
    }
    // 省略...
    // Register shutdown hook  注册关闭的钩子
    if (useShutdownHook) {
        // 省略...
    }
    if (await) {
        await();
        stop();
    }
}

通过上面的代码我们可以发现核心的代码还是getServer.start()方法,也就是通过Server对象来嵌套的调用相关注解的start方法。

5.核心流程的总结

我们可以通过下图来总结下Tomcat启动的核心流程

从图中我们可以看到Bootstrap其实没有做什么核心的事情,主要还是Catalina来完成的。

以上就是Tomcat启动核心流程示例详解的详细内容,更多关于Tomcat启动流程的资料请关注IT俱乐部其它相关文章!

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