Tomcat學習記錄

時間  2020-12-04
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1、官網下載Tomcat 的源碼導入IDEA

一、地址：http://tomcat.apache.org/ 左側 Download Tomcat 7，在網頁最下面下載Tomcat源碼；
在這裏插入圖片描述
二、下載完成後打開 , 選擇File->Open->選擇tomcat的源碼目錄（我下載的是apache-tomcat-7.0.106）；

java

三、① 在項目配置中設置JDK和源碼目錄：File->Project Structure->project->project SDK
      ②設置 java包設置爲Tomcat項目的Sources文件：File->Project Structure->Modules
在這裏插入圖片描述

web

2、Tomcat啓動重要文件

startup源碼分析

我以爲要研究一個技術的源碼要從它是怎麼啓動運行的開始，特別是很複雜的源碼，全部我就從Tomcat的啓動開始。
在這裏插入圖片描述
apache

在Tomcat的bin目錄下有兩個啓動Tomcat的文件，一個是startup.bat，它用於windows環境下啓動Tomcat；另外一個是startup.sh，它用於Linux環境下Tomcat的啓動。大概看了下這兩個文件中的實現思路差很少同樣的，我就看了startup.bat（windows啓動文件）bootstrap

如下是startup.bat文件，我加了一些註解：
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
經過以上閱讀能夠獲得一個結論： startup.bat文件實際上就作了一件事情 -> 啓動catalina.bat
這樣我也明白了，爲何在此以前我在windows下配置了catalina.bat就可使用catalina run 啓動Tomcat了。因此未必必定要經過startup.bat來啓動Tomcat，用catalina.bat start也是能夠的。



windows

catalina.bat源碼分析

既然在 startup.bat有關聯到 catalina.bat ，那麼就確定要看看這個文件是幹嗎的了。api

因爲註解比代碼多，我就梳理一下大概的執行邏輯tomcat

首先會直接跳到mainEntry代碼段 -> 在肯定CATALINA_HOME下有catalina.bat後再把CATALINA_HOME賦給變量CATALINA_BASE -> 以後再去得到CLASSPATH（就是咱們配置的環境變量）-> 系統拿到classpath路徑後把它和CATALINA_HOME拼接在一塊兒，最終定位到一個叫bootstrap.jar的文件；
在這裏插入圖片描述
而後到 doStart代碼塊（固然還有doDebug和doRun）並設定參數，最終跳轉到execCmd代碼段；

app

經過以上閱讀能夠獲得一個結論： catalina.bat最終執行了Bootstrap類中的main方法。
讀完catalina.bat會發現，咱們能夠經過設定不一樣的參數讓Tomcat以不一樣的方式運行。好比說：在IDEA中能夠選擇debug等模式啓動Tomcat的，也能夠爲其配置參數，在catalina.bat中咱們能夠看到了啓動Tomcat背後的運做流程。
eclipse

//public final class Bootstrap Bootstrap類的main方法
 public static void main(String args[]) { 

        synchronized (daemonLock) { 
            if (daemon == null) { 
                // Don't set daemon until init() has completed
                Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
                try { 
                    bootstrap.init();  //注意這個init()方法
                } catch (Throwable t) { 
                    handleThrowable(t);
                    t.printStackTrace();
                    return;
                }
                daemon = bootstrap;
            } else { 
                // When running as a service the call to stop will be on a new
                // thread so make sure the correct class loader is used to
                // prevent a range of class not found exceptions.
                Thread.currentThread().setContextClassLoader(daemon.catalinaLoader);
            }
        }

剛剛說了，既然啓動是靠Bootstrap的main()方法，那麼不妨這麼設置一下來運行項目：
首先：新建 catalina-home和像下圖同樣新建第一個pom.xml文件，並在apache-tomcat-9.0.39-src文件裏新建第二個pom.xml(這兩個pom文件能夠在IDEA新建，也能夠去其餘項目中引入)
在這裏插入圖片描述
將apache-tomcat-9.0.39-src中的conf文件複製到新建的catalina-home目錄之下，再將如下內容複製到apache-tomcat-9.0.39-src中的pom.xml中


webapp

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">

    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>org.apache.tomcat</groupId>
    <artifactId>Tomcat9.0</artifactId>
    <name>Tomcat9</name>
    <version>9.0.20</version>

    <build>
        <finalName>Tomcat9</finalName>
        <sourceDirectory>java</sourceDirectory>
        <resources>
            <resource>
                <directory>java</directory>
            </resource>
        </resources>
        <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>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.ant</groupId>
            <artifactId>ant</artifactId>
            <version>1.10.9</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.ant</groupId>
            <artifactId>ant-apache-log4j</artifactId>
            <version>1.9.5</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.ant</groupId>
            <artifactId>ant-commons-logging</artifactId>
            <version>1.9.5</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>javax.xml.rpc</groupId>
            <artifactId>javax.xml.rpc-api</artifactId>
            <version>1.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>wsdl4j</groupId>
            <artifactId>wsdl4j</artifactId>
            <version>1.6.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.eclipse.jdt.core.compiler</groupId>
            <artifactId>ecj</artifactId>
            <version>4.6.1</version>
        </dependency>


        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.12</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.easymock</groupId>
            <artifactId>easymock</artifactId>
            <version>4.0.2</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

再將如下內容複製到外層pom.xml中：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd">

    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.yang</groupId>
    <artifactId>apache-tomcat-study</artifactId>
    <name>Tomcat 9.0 Study</name>
    <version>1.0</version>
    <packaging>pom</packaging>

     <!--表示外層項目包含內層項目-->
    <modules>
        <module>apache-tomcat-9.0.39-src</module>
    </modules>

</project>

而後：配置 Edit Configrations
在這裏插入圖片描述
Main class：

org.apache.catalina.startup.Bootstrap

vm options配置：

-Dcatalina.home="E:\Code\apache-tomcat-9.0.39-src\catalina-home"
-Dfile.encoding=UTF8
-Duser.language=en
-Duser.region=US

在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
保存運行便可便可。
在這裏插入圖片描述


3、Tomcat啓動流程分析

啓動的分析思路就先看到這裏，先來看看service.xml到底配置了什麼，因而就延伸出來了如下知識。我先說一下Tomcat 部署項目的方式，而後再來引入Tomcat的四大Servlet容器。

一、部署項目的方式

背景：我把Tomcat源碼這個項目跑在了IDEA中

有三種方式：這三種方式並非憑空產生，是有源碼對應的。
在這裏插入圖片描述
（1）方式一：將web項目（應用）打包成 war 包，以後直接把這個war包放在webapps文件裏
這種方式很好理解，就是把應用交給Tomcat去執行。
那麼問題是Tomcat是怎麼知道這個war包在webapps下，並它就是一個應用呢？
這個問題一會看到四大容器之一的Host就知道了。
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述






（2）方式二：文件夾部署（只要有.class字節碼便可運行項目）
第一種部署方式運行項目時，就是解壓 war 包而且放到當前webapps目錄下，此時是能夠刪除掉 war包的，只存在這個解壓過來的文件也是能夠獨立運行項目的，這就引出了第二種部署方式，文件夾部署。

（3）方式二：配置應用指定的位置
把應用的位置指定在Host配置中。
在這裏插入圖片描述

二、Tomcat中Container管理四大Servlet容器

先來看看有哪一些，分別是
在這裏插入圖片描述

（1）Engine 表示整個Catalina Servlet引擎，是Container 組件的最高層，用來管理Host 或者Context的實現，是指定默認的Host爲 localhost，名字指定爲 Catalina，這就是爲何咱們不指定Host也可使用localhost虛擬主機來訪問到應用。
在這裏插入圖片描述
也就是說一個 Engine 對應一個

List<Host> hosts;

（2）Host：我理解它是一個Engine管理下的一個虛擬主機，默認的虛擬主機是 localhost，也就是使用這個虛擬的主機來告訴咱們要訪問的 Tomcat 服務的位置，好比說使用 localhost://8080這個就是對應一個虛擬主機，而後再這個Host 裏面來配置相應的應用，這樣就是順利訪問到咱們指定要訪問的應用了。

固然能夠存在多個虛擬主機，雖然它們的都是對應同一個 Tomcat，可是對應的應用不同。一個虛擬主機裏面也能夠對應不一樣的應用。說白了，多個Host就是來作一個多個應用的指定位置的。
在這裏插入圖片描述
這也解釋了爲何 Tomcat 會去webapps裏找應用。
也就是說一個 Host 對應一個


List<Context> contexts;

（3）Context：直接理解的話，是上下文，可是我理解它是一個應用，或者是一個應用的配置，使用文件描述符配置文件的話，就會使用到 Context 容器。一個Context能夠對應一個應用。
也就是說一個 Context 對應一個

List<Servlet> servlets;

（4）Wrapper：我理解它就是來對咱們同一個 Servlet 的不一樣實例來進行分類管理的，也就是屢次請求Tomcat 中同一個 Servlet 資源就會產生不一樣的 Servlet 實例，然而這些實例不可能任意在容器中，這樣就不要管理，會形成混亂，因此就用 Weapper 來對同一類Servlet 的不一樣實例進行分類。Wrapper 還用來管理一個 Servlet 的生命週期。
也就是一個 Wrapper 對應一個 Servlet 類型。

List<Servlet> servlets;

而一個Context 就對應了一個Wrapper了

List<Wrapper> wrappers;

Http請求在Container中的傳遞流程
在這裏插入圖片描述

好了，以上就是對 Container 接口的四大子接口的分析，它們分別對應四大 Servlet容器。

花了一個晚上搞清楚了這些接口和容器的關係了，直接看這個時序圖：
在這裏插入圖片描述

三、分析啓動時序圖

從Bootstrap類的main方法開始，Tomcat會以鏈的方式逐級調用各個模塊的init()方法進行初始化。待各個模塊都初始化後，又會逐級調用各個模塊的start()方法啓動各個模塊。
在這裏插入圖片描述
Bootstrap類首先會建立一個本類對象，而後調用init()方法進行初始化。

這裏說一下，實例化是在堆空間中開闢相應的空間並賦默認值，初始化是調用 init() 方法賦實際值的一個過程。
在這裏插入圖片描述
假如是正常執行 start 的方式的話，能夠看到在設置等待後，調用了本類對象的load()方法。查看load()方法的源碼：
在這裏插入圖片描述
能夠看到方法的最後經過反射的方式調用了成員變量catalinaDaemon的load()方法。經過跟蹤源碼能夠看到catalinaDaemon是Bootstrap類的一個私有成員變量。



public final class Bootstrap { 
    private static final Log log = LogFactory.getLog(Bootstrap.class);
    /** * Daemon object used by main.di */
    private static final Object daemonLock = new Object();
    private static volatile Bootstrap daemon = null;
    /** * Daemon reference. */
     //在init()方法中使用反射機制建立catalina賦給catalinaDaemon
    private Object catalinaDaemon = null;

它會在Bootstrap的init()方法中經過反射的方式完成初始化。下面咱們回過頭來看init()方法的源碼

在這裏插入圖片描述
能夠看到init()方法建立了一個Catalina對象, 並把該對象賦給了catalinaDaemon。

以後再執行 getServer 方法來建立 Server 容器。

public interface Service extends Lifecycle { 
    /** * @return the <code>Container</code> that handles requests for all * <code>Connectors</code> associated with this Service. */
    public Container getContainer();

來到了 Service 裏，你會看到第一句就定義一個獲取 Container 的方法，也就是能夠獲取一個惟一的Container。 在這個 Service 裏，你會發現有 Executor和Connctor。

此時也就是說能夠走 Container 被繼承的四個 Servlet 容器了。

到此也就能夠畫出簡單的一個UML圖。來清晰展現這些接口之間的大概關係。

在這裏插入圖片描述
實現與繼承關係：
在這裏插入圖片描述

4、Request請求過來Tomcat在幹嗎

一、Pipeline

…

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