Tomcat源码系列1--Tomcat启动流程1

zhoujun.g

　　最近在看Tomcat的源码，下面用博客记下看源码的一些心得。

Tomcat是从org.apache.catalina.startup.Bootstrap#main()开始启动. 大致分为三个步骤，即init、load和start。代码如下: 

public static void main(String args[]) {
try {
// Attempt to load JMX class
new ObjectName("test:foo=bar");
} catch (Throwable t) {
System.out.println(JMX_ERROR_MESSAGE);
try {
// Give users some time to read the message before exiting
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception ex) {
}
return;
}
if (daemon == null) {
daemon = new Bootstrap();
try {
daemon.init();   ★1
} catch (Throwable t) {
t.printStackTrace();
return;
}
}
try {
String command = "start";
if (args.length > 0) {
command = args[args.length - 1];
}
if (command.equals("startd")) {
args[0] = "start";
daemon.load(args);
daemon.start();
} else if (command.equals("stopd")) {
args[0] = "stop";
daemon.stop();
} else if (command.equals("start")) {
daemon.setAwait(true);
daemon.load(args);   ★2
// 反射调用Catalina的start方法
daemon.start();        ★3
} else if (command.equals("stop")) {
daemon.stopServer(args);
}
} catch (Throwable t) {
t.printStackTrace();
}
}  
　　
从以上可以很清楚的看出tomcat是通过参数的不同进行相应的命令调用。
★1 启动、初始化(加载类)
启动之前要进行相应的init()初始化,进行相应的环境设置以及包的加,以下是init()方法。(org.apache.catalina.startup.Bootstrap.init())

public void init()
throws Exception
{
setCatalinaHome();//设置Catalina安装目录
setCatalinaBase();//设置Catalina工作目录
initClassLoaders();//加载jar包
// 将classload设置进线程,以便我们使用时进行调用      
Thread.currentThread().
setContextClassLoader(catalinaLoader);
SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader);
// 加载启动类和调用它的process方法
if (log.isDebugEnabled())
log.debug("Loading startup class");
Class startupClass =
catalinaLoader.loadClass
("org.apache.catalina.startup.Catalina");
Object startupInstance = startupClass.newInstance();
// 设置共享扩张类加载器
if (log.isDebugEnabled())
log.debug("Setting startup class properties");
String methodName = "setParentClassLoader";
Class paramTypes[] = new Class[1];
paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
Object paramValues[] = new Object[1];
paramValues[0] = sharedLoader;
Method method =
startupInstance.getClass().getMethod(methodName,
paramTypes);
method.invoke(startupInstance, paramValues);
catalinaDaemon = startupInstance;
}

　　
在加载jar的时候，需要初始化classloader，代码如下：(org.apache.catalina.startup.Bootstrap)

private void initClassLoaders() {
try {
commonLoader = createClassLoader("common", null);
catalinaLoader= createClassLoader("server", commonLoader);
sharedLoader = createClassLoader("shared", commonLoader);
} catch (Throwable t) {
log.error("Class loader creation threw exception", t);
System.exit(1);
}
}

　　tomcat中的加载方式是:
|-------commonLoader (common)-> System Loader
|-------sharedLoader (shared)-> commonLoader -> System Loader
|-------catalinaLoader(server) -> commonLoader -> System Loader

Common是公共类加载器，负责加载tomcat内部和web应用程序可以看到的类（%CATALINA_HOME%/bin/common下的jar文件），Catalina负责加载的是tomcat内部使用的类（%CATALINA_HOME%/server下的jar文件），这些类对web应用程序不可见。Shared负责加载的是web应用程序之间共享的类（%CATALINA_BASE%/shared下的jar文件），这些类对于tomcat内部是不可见的。如果%CATALINA_HOME%/conf/catalina.Properties中没有指定Common的搜索路径，则用当前的类的类加载器即系统类加载器作为Common。  

★2 装载相应的资源
下面主要讲解tomcat的load()方法。下图是Catalina.load方法的时序图。


 
(1) 从上面的时序图可以看出首先调用Catalina类的load()方法，具体代码如下：
（org.apache.catalina.startup.Catalina）。

public void load() {
initDirs();
// Before digester - it may be needed
initNaming();
// Create and execute our Digester
Digester digester = createStartDigester();
try {
inputSource.setByteStream(inputStream);
digester.push(this);
digester.parse(inputSource); //对server.xml进行解析
inputStream.close();
}
......
// Start the new server
if (server instanceof Lifecycle) {
try {
server.initialize();  //server初始化工作
} catch (LifecycleException e) {
log.error("Catalina.start", e);
}
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
log.info("Initialization processed in " + (t2 - t1) + " ms");
}
　　
(2) 在上面的load()方法中需要进行server的初始化工作，下图为Catalina.initialize的时序图，从图中可以看出server初始化所完成的工作。


 

至此，load方法结束，初期化的工作结束，下面开始进入start方法。

★3 容器启动
容器启动时，会调用Catalina.start()，下图为它的时序图。从图中可以看出StandardService的start方法被调用后会分别对Container和Connector进行start方法的调用。



 

1. Bootstrap调用Catalina的start方法
Catalina.start()方法（org.apache.catalina.startup.Catalina.start()）

    public void start() {
// 启动server
if (server instanceof Lifecycle) {
try {
((Lifecycle) server).start();
......
}

　　
2. Catalina调用StandardServer的start方法
StandardServer.start() （org.apache.catalina.core.StandardServer.start() ) 

public void start() throws LifecycleException {      
synchronized (services) {
for (int i = 0; i < services.length; i++) {
if (services instanceof Lifecycle)
((Lifecycle) services).start();
}  
}
　　3. StandardServer调用StandardService的start方法

org.apache.catalina.core.StandardService.start() ）
public void start() throws LifecycleException {
if (container != null) {
synchronized (container) {
if (container instanceof Lifecycle) {
//  standardEngine的启动
((Lifecycle) container).start();
}
}
//两个connector的启动，8080和8009   
synchronized (connectors) {   
for (int i = 0; i < connectors.length; i++) {   
if (connectors instanceof Lifecycle)   
((Lifecycle) connectors).start();   
}   
}   
}

　　
以上StandardService.start()方法主要实现了两个功能，standardEngine的启动和connector的启动，下面分别来介绍。