Tomcat处理HTTP请求源码分析（下）

阿尔海南粉

　　
　　转载 http://www.infoq.com/cn/articles/zh-tomcat-http-request-2?utm_source=infoq&utm_medium=related_content_link&utm_campaign=relatedContent_articles_clk
　　很多开源应用服务器都是集成tomcat作为web container的，而且对于tomcat的servlet container这部分代码很少改动。这样，这些应用服务器的性能基本上就取决于Tomcat处理HTTP请求的connector模块的性能。本文首先从应用层次分析了tomcat所有的connector种类及用法，接着从架构上分析了connector模块在整个tomcat中所处的位置，最后对connector做了详细的源代码分析。并且我们以Http11NioProtocol为例详细说明了tomcat是如何通过实现ProtocolHandler接口而构建connector的。

　　上篇地址为《Tomcat处理HTTP请求源码分析（上）》 ，本文是系列下篇。
4 如何实现Connector
　　由上面的介绍我们可以知道，实现Connector就是实现ProtocolHander接口的过程。
　　AjpAprProtocol、AjpProtocol、Http11AprProtocol、Http11Protocol、JkCoyoteHandler、MemoryProtocolHandler这些实现类的实现流程与Http11NioProtocol相同，下面我们以Http11NioProtocol为类重点说明tomcat中如何实现ProtocolHander接口的。
　　Http11NioProtocol实现了ProtocolHander接口，它将所有的操作委托给NioEndpoint类去做，如下图：
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image1.jpg
　　NioEndpoint类中的init方法中首先以普通阻塞方式启动了SocketServer：
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image2.jpg
　　NioEndpoint类的start方法是关键，如下：
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image3.jpg
　　可以看出，在start方法中启动了两个线程和一个线程池：

• Acceptor线程，该线程以普通阻塞方式接收客户端请求（socket.accep()），将客户Socket交由线程池是处理，线程池要将该Socket配置成非阻塞模式（socket.configureBlocking(false)）,并且向Selector注册READ事件。该线程数目可配置，默认为1个。
  
• Poller线程，由于Acceptor委托线程为客户端Socket注册了READ事件，当READ准备好时，就会进入Poller线程的循环，Poller线程也是委托线程池去做，线程池将NioChannel加入到ConcurrentLinkedQueue队列中。该线程数目可配置，默认为1个。
  
• 线程池，就是上面说的做Acceptor与Poller线程委托要做的事情。
  

4.1 Init接口实现方法中阻塞方式启动ServerSocketChannel
　　在Init接口实现方法中阻塞方式启动ServerSocketChannel。
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4.2 Start接口实现方法中启动所有线程
　　Start方法中启动了线程池，acceptor线程与Poller线程。其中acceptor与poller线程一般数目为1，当然，数目也可配置。
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image5.jpg
　　可以看出，线程池有两种实现方式：

• 普通queue + wait + notify方式，默认使用的方式，据说实际测试这种比下种效率高
  
• JDK1.5自带的线程池方式
  

4.3 Acceptor线程接收客户请求、注册READ事件
　　在Acceptor线程中接收了客户请求，同时委托线程池注册READ事件。

• 在Acceptior线程中接收了客户请求（serverSock.accept()）http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image6.jpg
  
• 委托线程池处理http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image7.jpg
  
• 在线程池的Worker线程的run方法中有这么几句：http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image8.jpg
  

　　在setSocketOptions方法中，首先将socket配置成非阻塞模式：
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image9.jpg
　　在setSocketOptions方法中，最后调用getPoller0().register(channel);一句为SocketChannel注册READ事件，register方法代码如下(注意：这是Poller线程的方法)：
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image10.jpg
　　其中attachment的结构如下，它可以看做是一个共享的数据结构：
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image11.jpg
4.4 Poller线程读请求、生成响应数据、注册WRITE事件

• 在上面说的setSocketOptions方法中调用Poller线程的register方法注册读事件之后，当READ准备就绪之后，就开始读了。下面代码位于Poller线程的run方法之中：http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image12.jpg
  
• 可以看到，可读之后调用processSocket方法，该方法将读处理操作委拖给线程池处理(注意此时加入到线程池的是NioChannel，不是SocketChannel)：http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image13.jpg
  
• 线程池的Worker线程中的run方法中的部分代码如下（请注意handler.process(socket)这一句）：http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image14.jpg
  　　注意：
  
  
  
  • 调用了hanler.process(socket)来生成响应数据）
    
  • 数据生成完之后，注册WRITE事件的，代码如下：
    
  http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image15.jpg
  

4.5 Handle接口实现类通过Adpater调用Servlet容器生成响应数据
　　NioEndpoint类中的Handler接口定义如下：
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image16.jpg
　　其中process方法通过Adapter来调用Servlet Container生成返回结果。Adapter接口定义如下：
http://www.infoq.com/resource/articles/zh-tomcat-http-request-2/zh/resources/image17.jpg
4.6 小结
　　实现一个tomcat连接器Connector就是实现ProtocolHander接口的过程。Connector用来接收Socket Client端的请求，通过内置的线程池去调用Servlet Container生成响应结果，并将响应结果同步或异步的返回给Socket Client。在第三方应用集成tomcat作为Web容器时，一般不会动Servlet Container端的代码，那么connector的性能将是整个Web容器性能的关键。