Tomcat 源代码分析之Socket通讯

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Tomcat 源代码分析之Socket通讯

此系列文章皆为Tomcat 7.0代码代码分析。

 

1.    Socket通讯：

Tomcat对于 Socket的处理方式主要分为以下几种：

 

•  BIO方式：采用Java阻塞Socket通讯的方式处理连接。
  
•  NIO方式：之前采用BIO（阻塞方式），现在由于在Java1.4之后引入NIO，提供了NIO的实现。
  
• APR方式：为了和本地机器更好的集成，有更高的性能，例如一些高级的系统IO功能（sendfile, epoll and OpenSSL），本地操作的处理（shared memory, NT pipes and Unix sockets以及OS Level的功能(random number generation, system status, etc)，Tomcat使用JNI调用处理Socket链接。
  
• AJP和ARP结合的方式。
  
• AJP方式：通过AJP协议进行通讯 : AJP主要用于Apache的HTTP服务器和Servlet Web容器之间通讯，它是Packet_Oriented的，换句话说，它发送给浏览器（其他Web Server）的数据是Packet(s)，得到Servlet 容器的响应也是Packet(s)，这里有特殊情况，如果Servlet 容器发送的数据是二进制的，则直接发送给浏览器。此外，AJP还可以重用和Servlet容器之间的Socket连接（Socket Connection），降低创建开销。 具体请看：http://httpd.apache.org/docs/2.2/mod/mod_proxy_ajp.html。
  

2.    模型介绍

Connector由ProtocolHandler和一个连接端口组成，ProtocolHandler使用以上介绍的各种方式处理Socket。

根据配置选取不同的ProtocolHandler实现类的代码如下：

 

Java代码  

• /** 
  
•      * Set the Coyote protocol which will be used by the connector. 
  
•      * 
  
•      * @param protocol The Coyote protocol name 
  
•      */  
  
•     public void setProtocol(String protocol) {  
  
•   
  
•         if (AprLifecycleListener.isAprAvailable()) {  
  
•             if ("HTTP/1.1".equals(protocol)) {  
  
•                 setProtocolHandlerClassName  
  
•                     ("org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol");  
  
•             } else if ("AJP/1.3".equals(protocol)) {  
  
•                 setProtocolHandlerClassName  
  
•                     ("org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol");  
  
•             } else if (protocol != null) {  
  
•                 setProtocolHandlerClassName(protocol);  
  
•             } else {  
  
•                 setProtocolHandlerClassName  
  
•                     ("org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol");  
  
•             }  
  
•         } else {  
  
•             if ("HTTP/1.1".equals(protocol)) {  
  
•                 setProtocolHandlerClassName  
  
•                     ("org.apache.coyote.http11.Http11Protocol");  
  
•             } else if ("AJP/1.3".equals(protocol)) {  
  
•                 setProtocolHandlerClassName  
  
•                     ("org.apache.coyote.ajp.AjpProtocol");  
  
•             } else if (protocol != null) {  
  
•                 setProtocolHandlerClassName(protocol);  
  
•             }  
  
•         }  
  
•   
  
•     }  
  

　　

 

 

其相应的配置例子如下：

 

Java代码  

• <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"  
  
•                connectionTimeout="20000"  
  
•                redirectPort="8443" />  
  

　　

 

 

Connector调用ProtocolHandler对象处理Socket，主要代码在该Connector类的startInternal()里，如下

 

Java代码  

• /** 
  
•      * Begin processing requests via this Connector. 
  
•      * 
  
•      * @exception LifecycleException if a fatal startup error occurs 
  
•      */  
  
•     @Override  
  
•     protected void startInternal() throws LifecycleException {  
  
•   
  
•         setState(LifecycleState.STARTING);  
  
•   
  
•         try {  
  
•             protocolHandler.start();  
  
•         } catch (Exception e) {  
  
•             String errPrefix = "";  
  
•             if(this.service != null) {  
  
•                 errPrefix += "service.getName(): \"" + this.service.getName() + "\"; ";  
  
•             }  
  
•   
  
•             throw new LifecycleException  
  
•                 (errPrefix + " " + sm.getString  
  
•                  ("coyoteConnector.protocolHandlerStartFailed"), e);  
  
•         }  
  
•   
  
•         mapperListener.start();  
  
• }  
  

　　

 

而ProtocolHandler对象会启动一个相应的AbstractEndpoint对象来创建ServerSocket，监听服务相应的端口，并启动线程池处理消息。

ProtocolHandler对象启动AbstractEndpoint对象的代码在org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler类里，如下：

 

Java代码  

• @Override  
  
•     public void start() throws Exception {  
  
•         if (getLog().isInfoEnabled())  
  
•             getLog().info(sm.getString("abstractProtocolHandler.start",  
  
•                     getName()));  
  
•         try {  
  
•             endpoint.start();  
  
•         } catch (Exception ex) {  
  
•             getLog().error(sm.getString("abstractProtocolHandler.startError",  
  
•                     getName()), ex);  
  
•             throw ex;  
  
•         }  
  
• }  
  

　　

 

各种不同的ProtocolHandler对应的AbstractEndpoint如下：

ProtocolHandler	AbstractEndpoint
AjpAprProtocol	AprEndpoint
AjpProtocol	JIoEndpoint
Http11AprProtocol	AprEndpoint
Http11NioProtocol	NioEndpoint
Http11Protocol	JIoEndpoint

不同协议处理方式请看这个类的实现：AprEndpoint，JIoEndpoint，NioEndpoint。

JIoEndpoint采用BIO方式处理，NioEndpoint采用NIO的方式处理，AprEndpoint调用大量的Poll的大量native方法处理Socket。具体不再一一介绍。

我们最后为这三个组件画出一个简单的模型，如下：

3.    Tomcat中Server，Service和Connector之间的关系：

一个Server包含多个Service，而一个Service由多个Connector组成。

一个Server对应一个Servlet容器的实例，而一个Service可以由多个Connector组成，但是这些Connector必须是一个Engine的，Engine代表一台实际的物理或者虚拟机器，因为Tomcat可以实现集群的，配置片段示例如下：

 

Java代码  

• <Service name="Catalina">  
  
•         <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"  
  
•                connectionTimeout="20000"  
  
•                redirectPort="8443" />  
  
•         <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />  
  
•        <Engine  …>  
  
•                ….  
  
•        </Engine>  
  
• </Service>  
  

　　

 

今天就讲到这里了，后续继续把自己已看的东西整理出来。