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  • tomcat源码剖析

    最近看Tomcat的源码的节奏还算是挺紧凑的,给人的感觉,tomcat的代码相对以前读的jetty的代码显得更有条理一些。。。当然这也是有可能是因为自己看的jetty的版本是比较老的,而看的Tomcat的代码却是比较新的Tomcat8的代码。。。。

    好了闲话不多说了。。。

    先来说说LifeCycle的概念。。。

    这个在jetty中也有,组要是用于维护一个组件的生命周期,例如start,stop啥的。。。

    另外对于有lifecycle概念的组件,一般也都还有listener的概念,当组件的状态发生改变的时候,可以有listener进行响应。。。

    好啦先来看看最上层的LifeCycle接口的定义吧:

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    //生命周期的接口定义
    public interface Lifecycle {
     
       
        //下面定义了一些基本的状态
        public static final String BEFORE_INIT_EVENT = "before_init";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component after init" event.
         */
        public static final String AFTER_INIT_EVENT = "after_init";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component start" event.
         */
        public static final String START_EVENT = "start";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component before start" event.
         */
        public static final String BEFORE_START_EVENT = "before_start";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component after start" event.
         */
        public static final String AFTER_START_EVENT = "after_start";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component stop" event.
         */
        public static final String STOP_EVENT = "stop";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component before stop" event.
         */
        public static final String BEFORE_STOP_EVENT = "before_stop";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component after stop" event.
         */
        public static final String AFTER_STOP_EVENT = "after_stop";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component after destroy" event.
         */
        public static final String AFTER_DESTROY_EVENT = "after_destroy";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "component before destroy" event.
         */
        public static final String BEFORE_DESTROY_EVENT = "before_destroy";
     
     
        /**
         * The LifecycleEvent type for the "periodic" event.
         */
        public static final String PERIODIC_EVENT = "periodic";
     
     
     
        public static final String CONFIGURE_START_EVENT = "configure_start";
     
        public static final String CONFIGURE_STOP_EVENT = "configure_stop";
     
     
        // --------------------------------------------------------- Public Methods
     
     
        /**
         * Add a LifecycleEvent listener to this component.
         *
         * @param listener The listener to add
         */
        //添加一个监听器
        public void addLifecycleListener(LifecycleListener listener);
     
     
        /**
         * Get the life cycle listeners associated with this life cycle. If this
         * component has no listeners registered, a zero-length array is returned.
         */
        //返回所有的监听器
        public LifecycleListener[] findLifecycleListeners();
     
     
        /**
         * Remove a LifecycleEvent listener from this component.
         *
         * @param listener The listener to remove
         */
        //移除一个监听器
        public void removeLifecycleListener(LifecycleListener listener);
     
     
     
        //初始化
        public void init() throws LifecycleException;
     
        //启动
        public void start() throws LifecycleException;
     
     
        //停止
        public void stop() throws LifecycleException;
     
        /**
         * Prepare to discard the object. The following {@link LifecycleEvent}s will
         * be fired in the following order:
         * <ol>
         *   <li>DESTROY_EVENT: On the successful completion of component
         *                      destruction.</li>
         * </ol>
         *
         * @exception LifecycleException if this component detects a fatal error
         *  that prevents this component from being used
         */
        //销毁
        public void destroy() throws LifecycleException;
     
     
        /**
         * Obtain the current state of the source component.
         *
         * @return The current state of the source component.
         */
        //返回当前的生命周期状态
        public LifecycleState getState();
     
     
        /**
         * Obtain a textual representation of the current component state. Useful
         * for JMX.
         */
        //返回状态的名字
        public String getStateName();
    }

    还是比较简单的吧,先是一些基本的状态和事件的定义,然后接下来是一些基本的操作,例如添加listener,移除listener,启动,停止什么的。。都还算比较的常规。。。

    接下来是LifeCycle的抽象层,LifecycleBase。。。

    这里就不具体的体贴出它的实现代码了,。。。LifecycleBase直接继承自LifeCycle接口,这里主要是实现了中间添加listener,移除listener的操作,这里可以可以初步理解为这里扩展成了一个listener的容器。。

    另外LifecycleBase的定义中,还扩展了基本的启动,停止操作什么的。。。

    例如当组件启动的时候,就需要更改当前组件的状态,并调用相应的listener。。。这里就拿初始化的方法来举例子吧:

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       //这里扩展了init方法,这里首先设置当前组件的状态,
       @Override
       public final synchronized void init() throws LifecycleException {
           if (!state.equals(LifecycleState.NEW)) {
               invalidTransition(Lifecycle.BEFORE_INIT_EVENT);
           }
           setStateInternal(LifecycleState.INITIALIZING, null, false);  //设置当前的状态为INITIALIZING
     
           try {
               initInternal();  //调用该方法用于初始化,具体的实现在子类中
           } catch (Throwable t) {
               ExceptionUtils.handleThrowable(t);
               setStateInternal(LifecycleState.FAILED, null, false);
               throw new LifecycleException(
                       sm.getString("lifecycleBase.initFail",toString()), t);
           }
     
           setStateInternal(LifecycleState.INITIALIZED, null, false);  //将对象设置为INITIALIZED状态
       }
     
    //具体初始化的方法啊,在子类中实现
       protected abstract void initInternal() throws LifecycleException;

    这里应该代码很容易能理解吧,无非就是对当前组件的装填进行验证,并修改组件的状态,当然在设置组件的状态的时候还伴随着对listener的调用。。。

    最后再调用initInternal方法进行初始化,当然这个方法需要在具体的子类中进行实现。。。。

    另外这里还要介绍一个比较特殊的LifeCycle的抽象层,LifecycleMBeanBase,它继承了抽象类LifecycleBase类型,其实这里看名字就能够知道这个抽象层要干些啥事情了吧。。。。来看一段代码:

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    protected void initInternal() throws LifecycleException {
     
        // If oname is not null then registration has already happened via
        // preRegister().
        if (oname == null) {
            mserver = Registry.getRegistry(null, null).getMBeanServer();  //获取用到的mbserver
     
            oname = register(this, getObjectNameKeyProperties());  //注册当前组件到mbserver
        }
    }

    嗯,其实就是在组件的初始化的时候对当前组件在JMX上进行注册,具体Tomcat的JMX部分内容,在前面的文章中就已经说过了,这里就不详细说了。。。

    也就是说,如果一个类型需要在JMX上进行注册,那么它需要继承LifeCycleMBeanBase抽象类,然后实现其中的几个抽象方法。。。

    好啦,到这里位置,LifeCycle部分的内容就算差不多了。。

    总的感觉,Tomcat在LifeCycle部分的设计还算是比较简单的。。。。

    好啦,接下来来看看Server部分的内容吧。。。首先来看看最顶层的接口的定义:

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    package org.apache.catalina;
     
    import java.io.File;
     
    import org.apache.catalina.deploy.NamingResourcesImpl;
    import org.apache.catalina.startup.Catalina;
     
     
    //顶层的server接口的定义,继承了生命周期接口
    public interface Server extends Lifecycle {
     
        // ------------------------------------------------------------- Properties
     
        /**
         * Return the global naming resources.
         */
        public NamingResourcesImpl getGlobalNamingResources();
     
     
        /**
         * Set the global naming resources.
         *
         * @param globalNamingResources The new global naming resources
         */
        public void setGlobalNamingResources
            (NamingResourcesImpl globalNamingResources);
     
     
        /**
         * Return the global naming resources context.
         */
        public javax.naming.Context getGlobalNamingContext();
     
     
        /**
         * Return the port number we listen to for shutdown commands.
         */
        public int getPort();  //用于监听shutdown命令的端口
     
     
        /**
         * Set the port number we listen to for shutdown commands.
         *
         * @param port The new port number
         */
        public void setPort(int port);  ////用于监听shutdown命令的端口
     
     
        /**
         * Return the address on which we listen to for shutdown commands.
         */
        public String getAddress();  //用于监听shutdown命令的地址
     
     
        /**
         * Set the address on which we listen to for shutdown commands.
         *
         * @param address The new address
         */
        public void setAddress(String address);  //用于监听shutdown命令的地址
     
     
        /**
         * Return the shutdown command string we are waiting for.
         */
        public String getShutdown();
     
     
        /**
         * Set the shutdown command we are waiting for.
         *
         * @param shutdown The new shutdown command
         */
        public void setShutdown(String shutdown);
     
     
        public ClassLoader getParentClassLoader();   //这个server对象用的classLoader,一般是catalina  loader
     
     
        public void setParentClassLoader(ClassLoader parent);
     
     
     
        public Catalina getCatalina();  //获取catalina对象
     
     
        public void setCatalina(Catalina catalina);  //设置用的catalina对象
     
        public File getCatalinaBase();    //一般情况下都是tomcat的根路径
     
        public void setCatalinaBase(File catalinaBase); 
     
        public File getCatalinaHome();
     
        public void setCatalinaHome(File catalinaHome);
     
     
        public void addService(Service service);   //添加service对象
     
     
        public void await();
     
     
        public Service findService(String name);    //根据名字获取某个service
     
        public Service[] findServices();  //获取所有的service
     
        public void removeService(Service service);  //删除一个service
    }

    嗯,其实最顶层的Server接口的定义也很简单,扩展了lifeCycle接口其中最重要的部分无非是对service的添加以及移除。。。

    给人最大的干吼就是它是一个service的容器

    好啦,接下来来看看最常用的类型StandardServer吧,这里它不光实现了Server接口,还继承了LifecycleMBeanBase类型,这里也就表示StandardServer将会被注册到JMX上面去的。。。

    由于它的代码比较长,这里就不直接贴出来了。。来比较重要的属性定义吧:

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    private Service services[] = new Service[0];   //用于保存所有的service,是一个数组啊
    private final Object servicesLock = new Object();

    嗯,一个service的数组。。。。嗯,容器嘛。。。

    好了,这里也就稍微的来看看初始话和启动两个方法的实现吧:

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    protected void initInternal() throws LifecycleException {
     
        super.initInternal();   //父类的init,它里面主要是进行对象在mbserver上面注册当前对象
     
        // Register global String cache
        // Note although the cache is global, if there are multiple Servers
        // present in the JVM (may happen when embedding) then the same cache
        // will be registered under multiple names
        onameStringCache = register(new StringCache(), "type=StringCache");
     
        // Register the MBeanFactory
        MBeanFactory factory = new MBeanFactory();  //创建MBeanFactory
        factory.setContainer(this);   //设置当前mbeanfactory的container
        onameMBeanFactory = register(factory, "type=MBeanFactory");  //注册mbeanfactory
     
        // Register the naming resources
        globalNamingResources.init(); //初始计划名字资源
     
        // Populate the extension validator with JARs from common and shared
        // class loaders
        if (getCatalina() != null) {   //获取catalina对象
            ClassLoader cl = getCatalina().getParentClassLoader();  //在bootstrap里面设置成了shareloader
            // Walk the class loader hierarchy. Stop at the system class loader.
            // This will add the shared (if present) and common class loaders
            //加载classLoader里面的路径的资源,这里会向上遍历classLoader
            while (cl != null && cl != ClassLoader.getSystemClassLoader()) {
                if (cl instanceof URLClassLoader) {
                    URL[] urls = ((URLClassLoader) cl).getURLs();
                    for (URL url : urls) {
                        if (url.getProtocol().equals("file")) {
                            try {
                                File f = new File (url.toURI());
                                if (f.isFile() &&
                                        f.getName().endsWith(".jar")) {
                                    ExtensionValidator.addSystemResource(f);
                                }
                            } catch (URISyntaxException e) {
                                // Ignore
                            } catch (IOException e) {
                                // Ignore
                            }
                        }
                    }
                }
                cl = cl.getParent();
            }
        }
        // Initialize our defined Services
        for (int i = 0; i < services.length; i++) {  //初始化service
            services[i].init();
        }
    }

    首先是初始化,这里最重要的事情其实是对当前包含的所有的service的初始化,另外还有一些其他的操作,注释应该也算是交代的比较清楚吧。。。

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    //父类中定义的抽象方法扩展了lifecycle的start方法,用于启动当前的对象,这里月就是启动tomcat,其实是启动server的service
    @Override
    protected void startInternal() throws LifecycleException {
     
        fireLifecycleEvent(CONFIGURE_START_EVENT, null);
        setState(LifecycleState.STARTING);
     
        globalNamingResources.start();
     
        // Start our defined Services
        synchronized (servicesLock) {
            for (int i = 0; i < services.length; i++) {   //遍历当前的service,然后启动他们
                services[i].start();
            }
        }
    }

    启动方法,这里其实最主要的也还是对Service的启动。。。

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