Tomcat架构解析(三)-----Engine、host、context解析以及web应用加载

  上一篇博文介绍了Server的创建，在Server创建完之后，就进入到Engine的创建过程，如下：

  一、Engine的创建

  1、创建Engine实例

  

  当前次栈顶元素为Service对象，通过Service对象的setContainer()方法，将Engine对象添加到Service中。

  2、为Engine添加集群配置

  

  3、为Engine添加生命周期监听器

  

  4、为Engine添加安全配置

  

  

  

  二、Host的创建

  1、创建Host的实例

  

  addCallMethod(String rule,String methodName,int paraNumber)：该方法同样设置对象的属性，但更加灵活，不需要对象具有setter。根据rule规则指定的属性，调用对象的methodName方法，paraNumber参数是表示方法需要的参数个数。

  当paraNumber=0时，可以单独使用，不然需要配合addCallParam方法。

  2、为Host添加集群

  

  3、为Host添加生命周期管理

  

  4、为Host添加安全配置

  

  

  三、Context的解析

  Context就对应着具体的web应用，说白了，就是平时开发的各种项目。但是Catalina中的Context配置并不只是在一处配置，一般配置Context有如下几种方式：

  a、在Tomcat的server.xml中进行配置Context的相关信息(一般不这么干，因为烦)；

  b、将应用丢到部署目录(也就是/webapps下)，这种比较常见。原理就是Tomcat通过HostConfig对象自动扫描部署目录，以context.xml为基础进行解析创建；

  c、在Eclipse或IDEA等开发工具中将web应用部署在Tomcat中，此时Context的相应配置会动态自动的更新到server.xml文件中(开发过程中肯定是这么干了)。

  1、Context实例化

  

  

  后续就是为Context添加生命周期监听器、类加载器、会话管理器、初始化参数、安全配置以及cookie处理器等等。。。

  四、web应用加载

 当整个server开始启动的时候，肯定要将部署的所有的web应用都加载进来，web应用在Tomcat中的默认实现类为StandardContext，主要过程如下：

 

   1、StandardHost

   加载web应用的入口主要有两个：

   a、根据前面的博文可以知道，在Host解析的过程中，如果存在Context子元素，则会解析Context，并将Context添加到Host对象中，作为Host的子容器。当Host启动时(调用start())，由生命周期

  管理接口的start()方法默认启动子容器的start()方法；

  

  其中docBase代表web应用所在地址，path则是web应用的访问地址。前面也说到了，这种方式比较烦。。。

  b、HostConfig自动扫描部署目录，扫描到web应用之后，创建相关Context实例。

  下面来具体解释下StandardHost的启动加载过程：

  

  a、添加ErrorReportValve

  在服务器处理异常时输出错误页面。当然如果在web.xml中配置了错误页面，则这个是不起作用的，只有web.xml中没有配置错误页面，该配置才有效。当然web.xml中配置错误页面的粒度是针对整个web应用，后者则是针对整个Host，粒度较大。

  b、调用StandardHost的父类ContainerBase的startInternal()

  该方法启动虚拟机，具体包括：

  　　------如果配置了集群cluster，则启动；

　　  |-----如果配置了安全组件realm，则启动；

　　  |-----启动子容器，当Host中包含子节点时，例如Context；

 　　 |-----启动Host持有的pipeline组件；

　　  |-----设置Host的状态为starting，触发start_event生命周期事件。HostConfig监听该事件，扫描部署目录，自动创建StandardContext实例，然后启动这些Context实例；

　　  ------启动Host层级的后台任务处理，cluster后台任务处理(检测心跳等等)、realm后台任务处理、pipeline后台任务处理。

  2、HostConfig

  HostConfig主要作用是自动扫描Tomcat部署目录，创建StandardContext。HostConfig实现了LifecycleListener接口，主要包括start_event、periodic_event、stop_event三个生命周期事件。

  a、start_event事件

  Host启动时触发，但是要求Host的deplyOnStartUp属性为true，当服务器启动时，部署所有的web应用。该事件处理包括三个步骤：

  ------Context描述文件部署

  |-----web目录部署

  ------war包部署

  b、periodic_event事件

  Catalina容器支持定期执行自身以及其子容器的后台处理过程，此种机制能够定时扫描到web应用的变更，并重新加载，后台任务处理完成后，触发periodic_event事件。HostConfig接收到此事件后，若web应用有改动，则重新加载。

  五、MapperListener和Mapper

  1、MapperListener的初始化

  作用：实现了ContainerListener与 LifecycleListener接口，监听tomcat组件的变化，当有Host，Context及Wrapper变更时，调用Mapper相关方法，增加或者删除Host，Context，Wrapper等。

/**
     * Initialize associated mapper.
     */
    public void init() {

        // Find any components that have already been initialized since the
        // MBean listener won't be notified as those components will have
        // already registered their MBeans jiaan
        findDefaultHost();
        
        Engine engine = (Engine) connector.getService().getContainer();
        engine.addContainerListener(this);
        
        Container[] conHosts = engine.findChildren();
        for (Container conHost : conHosts) {
            Host host = (Host) conHost;
            if (!LifecycleState.NEW.equals(host.getState())) {
                host.addLifecycleListener(this);
                // Registering the host will register the context and wrappers
                registerHost(host);
            }
        }
    }

  Connector是由Service负责管理，然后给所有的子容器都添加生命周期监听器。然后将Host及其子容器Context，Context的子容器Wrapper注册到MapperListener的Mapper对象。

 2、Mapper

  Mapper中维护着一个Host数组，每个Host中有一个ContextList，这个ContextList中维护着一个Context数组。每个Context维护着一个defaultWrapper，三个Wrapper数组（exactWrappers、wildcardWrappers、extensionWrappers）。

  下面对Host、Context及Wrapper进行功能上的介绍：

  Host：代表一个虚拟主机，各Host的name不能相同，appBase代表各虚拟主机的应用发布位置；
  Context：代表一个应用，Context可以根据应用的/WEB-INF/web.xml文件中定义的servlet来处理请求。一个Host下可以有多个Context； 
  Wrapper： 代表一个Servlet或者jsp，它负责管理一个 Servlet，包括的 Servlet 的装载、初始化、执行以及资源回收。

  通过MapperListener以及Mapper，当客户端发出请求时，就可以根据url找到对应的Wrapper(就是Servlet)，解释如下：

  

•   1、用户在浏览器中输入网址localhost:8080/test/index.jsp，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得；
•   2、Connector把该请求交给它所在的Service的Engine（Container）来处理，并等待Engine的回应；
•   3、Engine获得请求localhost/test/index.jsp，匹配所有的虚拟主机Host；
•   4、Engine匹配到名为localhost的Host（即使匹配不到也把请求交给该Host处理，因为该Host被定义为该Engine的默认主机），名为localhost的Host获得请求/test/index.jsp，匹配它所拥有的所有Context。Host匹配到路径为/test的Context（如果匹配不到就把该请求交给路径名为“ ”的Context去处理）；
•   5、path=“/test”的Context获得请求/index.jsp，在它的mapping table中寻找出对应的Servlet(这地方就是用到了上面的Mapper去找到对应的Servlet对象)。Context匹配到URL Pattern为*、jsp的Servlet，对应于JspServlet类；
•   6、构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet()或doPost(),执行业务逻辑、数据存储等；
•   7、Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host；
•   8、Host把HttpServletResponse对象返回给Engine；
•   9、Engine把HttpServletResponse对象返回Connector；
•   10、Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser。

  

  大概介绍了Tomcat中的Engine、Host、Context的解析，并且简单介绍了拿到客户端请求如何找到对应的Servlet。下篇博文主要介绍Tomcat如何与客户端建立连接，待续~~~