tomcat原理分析与简单实现

tomcat原理分析与简单实现

https://blog.csdn.net/u014795347/article/details/52328221

2016年08月26日 14:48:18 卫卫羊习习 阅读数：4565

 

一、思路概述
1.tomcat实际是运行在jvm中的一个进程。我们把它定义为【中间件】，顾名思义，他是一个在java项目与jvm之间的
中间容器。我们的web项目没有入口方法(main方法)，那么他是如何运行起来并为客户端返回数据的呢？
2.web项目[就javaee而讲]的本质，是一大堆的资源文件和方法。其中没有main方法，意味着web项目中的方法不会自动
运行起来。
3.这样，我们想想也知道，我们把web项目部署进tomcat的webapp中的目的是很明确的，那就是希望tomcat去调用我们
写好的方法去为客户端返回需要的资源和数据。
4.tomcat可以运行起来，并调用我们写好的方法。那么，tomcat一定有一个main方法。
5.对于tomcat而言，它并不知道我们会有什么样的方法，这些都只是在项目被部署进webapp下后才确定的，由此分析，
必然用到了java的反射来实现类的动态加载、实例化、获取方法、调用方法。
6.那么tomcat如何确定调用什么方法呢。这取却于客户端的请求，举个栗子：
【http://127.0.0.1:8080/a/b/c.htm?a=1&b=2】这样的一个请求，通过http协议，使用GET方法在浏览器发往本机的8080端口，
携带的参数包含两部分a.方法，包含此方法的路径【/a/b/c.htm】，这里的方法为c,以htm标注，/a/b代表路径
这样可以允许在不同路径下存在同名方法，更可以唯一定位一个方法。b.参数，包含参数名和参数值【a=1&b=2】
通过这样的方法，要调用哪个方法，以及需要什么参数，我们的tomcat一目了然。
7.综上所述，我们有下面的总结：
a.tomcat需要main方法启动。
b.tomcat需要监听本机上的某个端口。
c.tomcat需要抓取此端口上来自客户端的链接并获得请求调用的方法与参数。
d.tomcat需要根据请求调用的方法，动态地加载方法所在的类，完成累的实例化并通过该实例获得需要的方法最终将请求
传入方法执行。

e.将结果返回给客户端（jsp/html页面、json/xml字符串）。

二、模型实现
1.Main.java

1.  
   package cn.wwyxxmiemie.littletomcat;
2.  
    
3.  
   import java.io.BufferedReader;
4.  
   import java.io.IOException;
5.  
   import java.io.InputStreamReader;
6.  
   import java.lang.reflect.Constructor;
7.  
   import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
8.  
   import java.lang.reflect.Method;
9.  
   import java.net.ServerSocket;
10.  
    import java.net.Socket;
11.  
     
12.  
    import cn.wwyxxmiemie.littletomcat.exclass.ExClass;
13.  
    import cn.wwyxxmiemie.littletomcat.util.ClintRequestBean;
14.  
     
15.  
    /**
16.  
    * 这是littletomcat的类，是整个容器的入口类
17.  
    * 程序在这个类的main方法启动
18.  
    * @author 卫卫羊习习
19.  
    */
20.  
    public class Main {
21.  
     
22.  
    /**
23.  
    * 容器主方法
24.  
    * @param args
25.  
    * @throws InstantiationException
26.  
    * @throws ClassNotFoundException
27.  
    * @throws SecurityException
28.  
    * @throws NoSuchMethodException
29.  
    */
30.  
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException {
31.  
    System.out.println("little_tomcat_is_running!");
32.  
    try {
33.  
    ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80);
34.  
    while (true) {
35.  
    //服务器每接受一次请求，创建一个socket对象
36.  
    Socket socket = serverSocket.accept();
37.  
    BufferedReader bReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
38.  
    String line = bReader.readLine();
39.  
    if (!(null==line)) {
40.  
    ClintRequestBean requestBean = new ClintRequestBean(line);
41.  
    System.out.println("客户端请求："+requestBean.toReadString());
42.  
    System.out.println("请求参数[路径]："+requestBean.getRequestParm().get("path"));
43.  
    System.out.println("请求参数[参数表]："+requestBean.getRequestParm().get("attrs"));
44.  
    ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
45.  
    try {
46.  
    classLoader.loadClass("cn.wwyxxmiemie.littletomcat.exclass.ExClass");
47.  
    System.out.println("动态加载ExClass类--成功");
48.  
    } catch (ClassNotFoundException e) {
49.  
    e.printStackTrace();
50.  
    System.out.println("动态加载ExClass类--失败");
51.  
    }
52.  
    Class<?> exClass = null;
53.  
    try {
54.  
    exClass = Class.forName("cn.wwyxxmiemie.littletomcat.exclass.ExClass");
55.  
    System.out.println("动态初始化ExClass类--成功");
56.  
    } catch (ClassNotFoundException e) {
57.  
    e.printStackTrace();
58.  
    System.out.println("动态初始化ExClass类--失败");
59.  
    }
60.  
    Method method;
61.  
    try {
62.  
    method = exClass.getMethod("test", null);
63.  
    System.out.println("得到ExClass对象的"+method.getName()+"方法");
64.  
    try {
65.  
    System.out.println("执行ExClass对象的"+method.getName()+"方法");
66.  
    method.invoke(exClass.newInstance(), null);
67.  
    } catch (IllegalAccessException e) {
68.  
    // TODO Auto-generated catch block
69.  
    e.printStackTrace();
70.  
    } catch (IllegalArgumentException e) {
71.  
    // TODO Auto-generated catch block
72.  
    e.printStackTrace();
73.  
    } catch (InvocationTargetException e) {
74.  
    // TODO Auto-generated catch block
75.  
    e.printStackTrace();
76.  
    }
77.  
    } catch (NoSuchMethodException e) {
78.  
    // TODO Auto-generated catch block
79.  
    e.printStackTrace();
80.  
    } catch (SecurityException e) {
81.  
    // TODO Auto-generated catch block
82.  
    e.printStackTrace();
83.  
    }
84.  
    }
85.  
    bReader.close();
86.  
    socket.close();
87.  
     
88.  
    }
89.  
    } catch (IOException e) {
90.  
    e.printStackTrace();
91.  
    }
92.  
     
93.  
    }
94.  
     
95.  
    }

2.ClintRequestBean.Java

1.  
   package cn.wwyxxmiemie.littletomcat.util;
2.  
    
3.  
   import java.util.HashMap;
4.  
   import java.util.Map;
5.  
    
6.  
   /**
7.  
   * 客户端请求实体
8.  
   * 用于封装客户端的链接数据
9.  
   * @author 卫卫羊习习
10.  
    */
11.  
    public class ClintRequestBean {
12.  
    //以一个请求举例:http://127.0.0.1/www/qqq/eee
13.  
    private String protocol;//协议类型(eg:http)
14.  
    private String protocolVersion;//协议版本(eg:1.1)
15.  
    private String data;//请求数据(eg:/www/qqq/eee)
16.  
    private String method;//请求方法:(eg:GET)
17.  
     
18.  
    /**
19.  
    * 客户端请求实体构造方法
20.  
    * @param protocol 协议类型 (eg:http)
21.  
    * @param protocolVersion 协议版本 (eg:1.1)
22.  
    * @param data 请求数据 (eg:/www/qqq/eee)【必须以‘/’分隔】
23.  
    * @param method 请求方法 (eg:GET)
24.  
    */
25.  
    public ClintRequestBean(String protocol, String protocolVersion, String data, String method) {
26.  
    super();
27.  
    this.protocol = protocol;
28.  
    this.protocolVersion = protocolVersion;
29.  
    this.data = data;
30.  
    this.method = method;
31.  
    }
32.  
    /**
33.  
    * 客户端请求实体构造方法
34.  
    * @param request 请求链接，一般针对一条完整的http链接
35.  
    */
36.  
    public ClintRequestBean(String request){
37.  
    super();
38.  
    String [] requestString = request.split(" ");
39.  
    this.method = requestString[0];
40.  
    this.data = requestString[1];
41.  
    String [] proAndVer = requestString[2].split("/");
42.  
    this.protocol = proAndVer[0];
43.  
    this.protocolVersion = proAndVer[1];
44.  
    }
45.  
     
46.  
    /**
47.  
    * 转化为可读String用于分析请求
48.  
    * @return
49.  
    */
50.  
    public String toReadString(){
51.  
    return "ClintRequestBean [protocol=" + protocol + ", protocolVersion=" + protocolVersion + ", data=" + data
52.  
    + ", method=" + method + "]";
53.  
    }
54.  
     
55.  
    /**
56.  
    * 得到请求的参数
57.  
    * @return map[请求路径|参数map]
58.  
    */
59.  
    public Map<String, Object> getRequestParm(){
60.  
    Map<String,Object> map = new HashMap<>();
61.  
    String [] parms = data.split("\?");
62.  
    map.put("path", parms[0]);
63.  
    Map<String, String> attrs = new HashMap<>();
64.  
    String[] kvs = parms[1].split("&");
65.  
    for (String string : kvs) {
66.  
    String [] kv = string.split("=");
67.  
    attrs.put(kv[0], kv[1]);
68.  
    }
69.  
    map.put("attrs", attrs);
70.  
    return map;
71.  
    }
72.  
     
73.  
    public String getProtocol() {
74.  
    return protocol;
75.  
    }
76.  
    public void setProtocol(String protocol) {
77.  
    this.protocol = protocol;
78.  
    }
79.  
    public String getProtocolVersion() {
80.  
    return protocolVersion;
81.  
    }
82.  
    public void setProtocolVersion(String protocolVersion) {
83.  
    this.protocolVersion = protocolVersion;
84.  
    }
85.  
    public String getData() {
86.  
    return data;
87.  
    }
88.  
    public void setData(String data) {
89.  
    this.data = data;
90.  
    }
91.  
    public String getMethod() {
92.  
    return method;
93.  
    }
94.  
    public void setMethod(String method) {
95.  
    this.method = method;
96.  
    }
97.  
    @Override
98.  
    public String toString() {
99.  
    return this.method+" "+this.data+" "+this.protocol+"/"+this.protocolVersion;
100.  
     }
101.  
      
102.  
     }

3.ExClass.java 用于编译生成ExClass.class文件，供littletomcat动态加载

1.  
   package cn.wwyxxmiemie.littletomcat.exclass;
2.  
    
3.  
   /**
4.  
   * 测试类，被主容器动态调用
5.  
   * @author 卫卫羊习习
6.  
   */
7.  
   public class ExClass {
8.  
   /**
9.  
   * 测试方法
10.  
    */
11.  
    public void test(){
12.  
    System.out.println("ExClass.test()方法被调用");
13.  
    }
14.  
    }

三、检测

在浏览器发出如下http请求

【http://127.0.0.1/qqq/www/eee/?a=1&b=2】

littletomcat反映如下

四、注

以上代码并没有实现选择方法，但类的加载实则参数为字符串，大家理解原理就好