Tomcat结构与原理
- 一、组成
- Server
- Service
- Connector
- ProtocolHandler
- Endpoint
- Processor
- Adaptor
- Container
- Engine
- Host
- Context
- Wrapper
- 运行
- 热部署
- jsp
- 类
- war
一、组成
Server
tomcat的实例，支持多个Service
Service
web服务，主要包含Connector（多个）和Container（一个）
Connector
连接器（支持多个）作用是协议（如http）通信，负责监听端口来接收消息请求，并传递给Container进行业务处理，再将结果响应会客户端。
过程：网络通信- 应用层协议解析-Request/Response与ServeletRequest/ServeletResponse转化
| 属性 | 含义 |
|---|---|
| protocol | 监听的协议，默认是HTTP/1.1（7.0：org.apache.coyote.http11.Http11Protocol，8.0：org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol） |
| port | 监听的端口号 |
| minThread | 服务器启动时创建的处理请求的线程数 |
| maxThread | 最大可以创建的处理请求的线程数 |
| enableLookups | 为true表示可以通过调用request.getRemoteHost()进行DNS查询来得到远程客户端的实际主机名；否则不进行DNS查询，而是返回其ip地址 |
| acceptCount | 当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以放到处理队列中的请求数，超过这个数的请求将不予处理 |
| connectionTimeout | 超时的时间数(以毫秒为单位) |
| redirectPort | 当前Connector不支持SSL，收到了一个SSL传输请求时重定向的端口号 |
| SSLEnabled | 是否开启 sll 验证，在Https 访问时需要开启 |
| URIEncoding | URL字符编码 |
更多见源码：org.apache.catalina.connector.Connector
ProtocolHandler
协议处理器，将不同协议和通信方式组合封装。本身就是顶层接口。
举例过程：org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol --> org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint(start --> startAcceptorThreads) --> org.apache.coyote.AbstractProtocol
Endpoint
端点，负责socket的接收和发送。顶层抽象类是org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint。
Acceptor
AbstractEndpoint子类的内部类，继承AbstractEndpoint的抽象内部类Acceptor，具体逻辑实现不同。
作用就是用于监听 Socket 连接请求。
Handler
AbstractEndpoint子类的内部类，继承AbstractEndpoint的内部接口Handler，供具体ProtocolHandler的内部类包装。
作用就是与Processor交互。
SocketProcessor
AbstractEndpoint子类的内部类，实现Runnable，具体逻辑实现不同。
作用就是通过run方法执行handler与Processor交互。
Processor
处理器，负责构建（填充数据）Request和Response对象
Adaptor
适配器，负责Request/Response与ServeletRequest/ServeletResponse转化。
如org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter
Container
一个Service中仅有一个，负责业务处理。包含Engine、Host、Context、Wrapper
Engine
引擎，用于处理连接的执行器。一个Service只能配置一个Engine
| 属性 | 含义 |
|---|---|
| name | 名称 |
| defaultHost | 默认的Host虚拟机域名，如localhost |
更多见源码：org.apache.catalina.core.StandardEngine
Host
虚拟机，基于域名匹配至指定虚拟机，类似于nginx 当中的server
| 属性 | 含义 |
|---|---|
| name | 域名，必须配置，如localhost，至少有一个Host的name与Engine的defaultHost一致 |
| appBase | 应用的根路径，支持相对路径（相对于tomcat安装目录根目录），默认webapps |
| unpackWARs | 是否自动解压war，默认true |
| autoDeploy | 是否热部署war：替换到整个Context环境（即包含session之类），默认true |
更多见源码：org.apache.catalina.core.StandardHost
Context
应用上下文，隔离各个web应用，一个Context对应一个WebappClassLoader。一个Host下支持配置多个Context
| 属性 | 含义 |
|---|---|
| docBase | 应用物理路径，支持相对路径（相对于Host的appBase），默认不配置 |
| path | 应用上下文路径，默认不配置 |
| reloadable | 是否热加载class：替换掉WebappClassLoader。正式环境不用，默认false |
更多见源码：org.apache.catalina.core.StandardContext
Wrapper
Pipeline结构
org.apache.catalina.core.ContainerBase
org.apache.catalina.core.StandardPipeline
源码过程
org.apache.tomcat.util.net.AprEndpoint.SocketProcessor#doRun
org.apache.coyote.AbstractProtocol.AbstractConnectionHandler#process
org.apache.coyote.http11.AbstractHttp11Processor#process
// this.adapter.service(this.request, this.response);
org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter#service
// this.connector.getService().getContainer().getPipeline().getFirst().invoke(request, response);
org.apache.catalina.core.StandardEngineValve#invoke
// host.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);
org.apache.catalina.core.StandardContextValve#invoke
// wrapper.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);
org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve#invoke
// filterChain.doFilter(request.getRequest(), response.getResponse());
org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain#internalDoFilter
// this.servlet.service(request, response);
简易流程
EngineValue --> HostValue --> ContextValue --> WrapperValue --> FilterChain --> Servelet
运行
org.apache.catalina.startup.Bootstrap#main
1、初始化
org.apache.catalina.startup.Bootstrap#load
org.apache.catalina.startup.Catalina#load
1.1、加载配置初始化
org.apache.tomcat.util.digester.Digester#parse
com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.XMLDocumentFragmentScannerImpl#scanDocument
com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.XMLDocumentFragmentScannerImpl#scanStartElement
com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers.AbstractXMLDocumentParser#emptyElement
org.apache.tomcat.util.digester.Digester#startElement
调用各种rule
org.apache.tomcat.util.digester.ObjectCreateRule#begin
realClassName
org.apache.catalina.core.StandardServer
org.apache.catalina.core.StandardService
org.apache.catalina.core.StandardEngine
org.apache.catalina.core.StandardHost
org.apache.catalina.startup.ConnectorCreateRule#begin
org.apache.catalina.connector.Connector
# HTTP/1.1。其他协（见org.apache.catalina.connector.Connector#setProtocol）类似
org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol
org.apache.tomcat.util.net.AprEndpoint
org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol.Http11ConnectionHandler（包装Processor）
1.2、init方法初始化
org.apache.catalina.core.StandardServer#initInternal
org.apache.catalina.core.StandardService#initInternal
org.apache.catalina.core.StandardEngine#initInternal
org.apache.catalina.connector.Connector#initInternal
org.apache.catalina.mbeans.MBeanFactory#createStandardContext
创建org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter并设置到org.apache.coyote.ProtocolHandler（如org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol）
|--> org.apache.coyote.AbstractProtocol#init
|--> org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint#init
|--> org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint#bind（有具体实现类实现，目的就是创建如socket的通信）
2、启动
org.apache.catalina.startup.Bootstrap#start
org.apache.catalina.startup.Catalina#start
org.apache.catalina.core.StandardServer#startInternal
org.apache.catalina.core.StandardService#startInternal
org.apache.catalina.core.StandardEngine#startInternal
org.apache.catalina.connector.Connector#startInternal
|--> org.apache.coyote.AbstractProtocol#start
|--> org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint#start
|--> 相应的Endpoint实现类的内部Poller类#init + start
tomcat类加载器
热部署
jsp
替换JasperLoader，重新加载类
org.apache.jasper.servlet.JspServletWrapper#service
// this.ctxt.compile();
// 判断是否做修改，修改则重新生成java和class文件，并设置jspLoader加载器为null，reload标志为true
org.apache.jasper.JspCompilationContext#compile
// this.jspLoader = null;
// this.jspCompiler.compile();
// this.jsw.setReload(true);
org.apache.jasper.compiler.Compiler#compile
org.apache.jasper.compiler.JDTCompiler#generateClass
// servlet = this.getServlet();
// 如果reload为true，则销毁旧servelet对象(是否卸载相关类取决于GC能够回收)、生成新的对象以及初始化
org.apache.jasper.servlet.JspServletWrapper#getServlet
// this.destroy();
// servlet = (Servlet)instanceManager.newInstance(this.ctxt.getFQCN(), this.ctxt.getJspLoader());
// servlet.init(this.config);
类
替换org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader，重新加载类
热加载class
org.apache.catalina.core.ContainerBase#backgroundProcess
// loader.backgroundProcess();
org.apache.catalina.loader.WebappLoader#backgroundProcess
// this.reloadable && this.modified() 为true就就行reload，其中this.modified() 是遍历了当前应用所有资源是否更改
org.apache.catalina.core.StandardContext#reload
// this.stop();
// this.start();
war
重新初始化Context上下文环境，就是重新启动一个应用（断点过程一直无法执行到）。
代码调试过程，修改war展开后的应用根目录，虽然会被监听到，但因为是目录跳过了后续流程（没有reload、deployed或host存在该应用名称的缓存），相当于不处理（除非删除应用根目录之后再添加） 对war包更新、新增 和 应用移除（war包展开目录）有效
热部署war
org.apache.catalina.core.ContainerBase.ContainerBackgroundProcessor#processChildren
org.apache.catalina.core.StandardContext#backgroundProcess
org.apache.catalina.core.ContainerBase#backgroundProcess
org.apache.catalina.util.LifecycleSupport#fireLifecycleEvent
// 通过listener来通知
org.apache.catalina.startup.HostConfig#lifecycleEvent
// this.check();
// 判断资源是否更改，更改则同样执行org.apache.catalina.core.StandardContext#reload
org.apache.catalina.startup.HostConfig#checkResources
// 条件符合情况下，重新初始化context
org.apache.catalina.startup.HostConfig#deployApps()
org.apache.catalina.startup.HostConfig#deployDescriptor
参考 tomcat9调优3：Tomcat类加载机制及其热部署热加载原理剖析
