Tomcat源码浅析

1.Tomcat的功能和架构

1.1.Tomcat有两大功能

1. Http服务器功能：Socket通信（Tcp/IP）,解析Http报文。
2. Servlet容器功能：Servlet处理具体的业务请求。
   

1.2.Tomcat架构

Tomcat是套娃式架构

架构分为：
1. Server：Server容器就是一个Tomcat，其下可能存在多个Service节点。
2. Service：Service是对外部提供服务，一个service有多个Connector和Servlet容器。
3. Engine和Host：Engine组件是Servlet容器Catalina的核心，它支持定义多个Host，虚拟主机允许Tomcat引擎在在一台机器上配置多个域名来分割互不干扰。
4. Context：每个虚拟主机可以支持多个web应用部署，是我们所熟知的Context对象。
5. Wrapper：在上下文中可以部署多个Servlet，并且每个对象都会被封装成Wrapper，一个Wrapper对应Servlet。

1.2.套娃式架构的好处

1. 一层套一层的方式，这样组件的关系清晰明了，便于后期组件的生命周期管理。
2. Tomcat的套娃式架构的组件关系对应XML文件标签，后续在解读xml以及组件的时候更容易理解。
3. 便于子容器集成父容器的一些配置。

2.Tomcat源码的构建

源码自官网下载  https://tomcat.apache.org/download-80.cgi

2.1.构建源码运行

操作步骤:

1. 解压压缩包，新建pom..xml,文件内容如下：

   <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>org.apache.tomcat</groupId>
<artifactId>Tomcat8.5</artifactId>
<name>Tomcat8.5</name>
<version>8.5.23</version>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.12</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.easymock</groupId>
        <artifactId>easymock</artifactId>
        <version>3.4</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.ant</groupId>
        <artifactId>ant</artifactId>
        <version>1.10.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>wsdl4j</groupId>
        <artifactId>wsdl4j</artifactId>
        <version>1.6.2</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>javax.xml</groupId>
        <artifactId>jaxrpc</artifactId>
        <version>1.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.eclipse.jdt</groupId>
        <artifactId>org.eclipse.jdt.core</artifactId>
        <version>3.13.0</version>
    </dependency>
</dependencies>

<build>
    <finalName>Tomcat8.5</finalName>
    <sourceDirectory>java</sourceDirectory>
    <testSourceDirectory>test</testSourceDirectory>
    <resources>
        <resource>
            <directory>java</directory>
        </resource>
    </resources>
    <testResources>
        <testResource>
            <directory>test</directory>
        </testResource>
    </testResources>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
            <version>2.3</version>
            <configuration>
                <encoding>UTF-8</encoding>
                <source>1.8</source>
                <target>1.8</target>
            </configuration>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

2. 项目根目录下面新建source，将webapps,conf移入source目录。

3. 给启动类添加VM 参数。

    -Dcatalina.home=F:\code\apache-tomcat-8.5.58-src\source
    -Dcatalina.base=F:\code\apache-tomcat-8.5.58-src\source
    -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager
    -Djava.util.logging.config.file=F:\code\apache-tomcat-8.5.58-src\source\conf\logging.properties

4. 运行Bootstrap的main函数，访问http://localhost:8080 会有报错如下：添加如下一行代码解决。

3.Tomcat启动源码解析

Tomcat启动分三个阶段 init---load---start

3.1.Tomcat组件的生命周期管理

Tomcat启动涉及到组件的实例化（实例化创建销毁），Tomcat有很多组件，为了统一规范他们的生命周期，Tomcat抽取出来了Lifecycle生命周期接口。

• Lifecycle生命周期接口：
  
• 组件继承体系：
  

3.2.Tomcat启动分析

• init阶段
  设置类加载器等一些属性
  

• load阶段
  初始化阶段：一级一级的初始化（对象的实例化），connector组件endpoint（socket通信端口绑定，尚未accept）
  

• start阶段
  流程大致如上图。只不过init换成了start
  

4.Servlet请求分析

当一个servlet请求到来的时候，首先经过的是connector组件，它是用来接收请求的。
该组件接收到请求之后，会把相关请求进行封装，然后传递到engine组件中。
紧跟着，engine组件会锁定对应的host，context以及wrapper，一层层的传递下去，找到最终处理请求
的servlet实例。

请求类执行顺序：
NioEndpoint.startInternal() Poller.run() NioEndpoint.processKey() AbstractEndpoint.processSocket() SocketProcessorBase.run() AbstractProtocol.process() AbstractProcessorLight.process() Http11Processor.service() CoyoteAdapter.service() CoyoteAdapter.postParseRequest() Mapper.map() Mapper.internalMap() CoyoteAdapter.service() StandardEngineValve.invoke() AbstractAccessLogValve.invoke() ErrorReportValve.invoke() StandardHostValve.invoke() AuthenticatorBase.invoke() StandardContextValve.invoke() StandardWrapperValve.invoke() ApplicationFilterChain.doFilter() ApplicationFilterChain.internalDoFilter()