读《软件调试》第九章

Tomcat源码学习前的准备工作

注:由于网上的帖子大部分没有配套的图片和错误的分析，所有费了半天劲整理了此篇博客，希望大家少走弯路吧
下面我们就开始我们的Tomcat源码学习之旅。 

1. 下载Tomcat6.0的源代码 

首先，我们得下载Tomcat6.0的源代码。Tomcat源代码的版本控制工具不是CVS，而是Subversion，如果您的机器上没有安装Subversion，请从http://subversion.tigris.org/servlets/ProjectDocumentList?folderID=91 下载并安装这个开源的版本控制工具。当然，如果您想从Eclipse中直接导入Tomcat源代码，请从http://subclipse.tigris.org/update_1.0.x下载Subversion插件，即可导入Tomcat源代码。安装完成后，请在MS-DOS窗口中键入svn export help，您将会看到： 

C:\Documents and Settings\carlwu>svn help export 

export: 产生一个无版本控制的目录树副本。 

用法: 1、export [-r REV] URL[@PEGREV] [PATH] 

2、export [-r REV] PATH1[@PEGREV] [PATH2] 

1、从 URL 指定的仓库，导出一个干净的目录树到 PATH。如果有指定 

REV 的话，内容即为该版本的，否则就是 HEAD 版本。如果 PATH 

被省略的话，URL的最后部份会被用来当成本地的目录名称。 

2、在工作副本中，从指定的 PATH1 导出一个干净的目录树到 PATH2。如果 

有指定 REV 的话，会从指定的版本导出，否则从工作副本导出。如果 

PATH2 被省略的话，PATH1 的最后部份会被用来当成本地的目录名称。 

如果没有指定 REV 的话，所有的本地修改都保留，但是未纳入版本控制 

的文件不会被复制。 



如果指定了 PEGREV ，将从指定的版本本开始查找。 

有效选项:。。。。。。 

我们看到Subversion给我们提供了非常友好的帮助，并且是中文的，看来中国程序员对这个开源项目有所贡献。接下来，请在MS-DOS下键入： 

svn export http://svn.apache.org/repos/asf/tomcat/tc6.0.x/tags/TOMCAT_6_0_0/D:\carl_wu\tomcat\src\ 

这个命令的意思是把Tomcat6.0的源代码从Subversion库中导入到本机的D:\carl_wu\tomcat\src\目录，命令运行后，您稍等几分钟，就会看到Tomcat的源代码顺利导入到目标目录。下面是源代码的目录机构，从这个目录结构中，我们可以看出该项目的开发者使用的IDE是Eclipse，因为我们看到了熟悉的.project及.classpath文件。如果您打算开发一个Stand alone的Java应用程序，不妨借鉴一下Tomcat的目录结构，把脚本文件放在bin目录，将xml和properties配置文件放在conf目录中，把Java源码文件放在java或者src目录中，资源文件比如说图片文件，ini文件及其它的一些静态资源文件可以放在res目录，测试源代码可以放在test目录中。这是一个典型的Java应用程序的目录机构，笔者以前曾接触到一个来自美国的产品，其源代码目录结构和Tomcat及其相像。 




2. 编译并运行 

代码下载后，我们接下来就是要编译并运行Tomcat。一提编译，我们不禁会想到可爱的Ant。不错，Tomcat正是以Ant作为编译工具，如果您还没有安装，请从http://ant.apache.org/bindownload.cgi 处下载并安装它。然后，请从Tomcat的源代码文件找到build.properties.default文件，并将该文件复制到build.properties，然后打开build.properties，找到下面这行： 

base.path=/usr/share/java 

将它改为： 

base.path= D:/carl_wu/tomcat/share 

在Tomcat编译过程中，Ant会让我们下载一些必要的依赖项目，base.path目录就是用来保存这些项目文件的，我们可以将这个属性指向一个已经存在的目录。修改完base.path后，我们回到MS-DOS窗口，切换到Tomcat源代码所在目录，然后运行ant download命令，正常的情况下如下图所示： 


一分钟未到，Ant就告诉我们一个错误并提示我们编译失败，具体错误信息如下： 

downloadzip: 

[get] Getting: http://sunsite.informatik.rwth-aachen.de/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zip 
[get] To: D:\carl_wu\tomcat\share\file.zip 
[get] Error opening connection java.io.FileNotFoundException: http://sunsite.informatik.rwth-aachen.de:3080/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zip 

[get] Error opening connection java.io.FileNotFoundException: http://sunsite.informatik.rwth-aachen.de:3080/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zip 

[get] Error opening connection java.io.FileNotFoundException: http://sunsite.informatik.rwth-aachen.de:3080/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zip 

[get] Can‘t get http://sunsite.informatik.rwth-aachen.de/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zipto D:\carl_wu\tomcat\share\file.zip 

BUILD FAILED 

D:\carl_wu\tomcat\src\build.xml:554: The following error occurred while executing this line: 

D:\carl_wu\tomcat\src\build.xml:514: Can‘t get http://sunsite.informatik.rwth-aachen.de/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zipto D:\carl_wu\tomcat\share\file.zip 

Total time: 41 seconds 

这个编译错误非常简单，就是找不到http://sunsite.informatik.rwth-aachen.de/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zip文件。有人可能会想，Tomcat的编译和Eclipse的JDT有什么关系？其实不然，Tomcat是在Eclipse下开发的，所以需要Eclipse的JDT（Java Development tooling）插件来编译Tomat源代码。既然找不到，我们只好自己动手，上Google一搜，马上发现这个文件的有效下载地址为：http://mirror.calvin.edu/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zip。我们打开刚才的build.properties文件，将其34行修改为： 

jdt.loc= http://mirror.calvin.edu/eclipse/downloads/drops/R-3.2-200606291905/eclipse-JDT-3.2.zip

修改保存build.properties文件后，重新开始ant download任务。这次我们等的时间较长，因为eclipse-JDT-3.2.zip大约有19M，下载需要一段时间。我们可乘此机会去泡杯茶弄点咖啡什么的，等我们品茶回来，发现敬业的蚂蚁Ant告诉我们编译成功，虽然编译器给出几个警告。这时我们可发现刚才创建的base.path目录（D:\carl_wu\tomcat\share）中已经下载了6个依赖项目，它们都是Tomcat编译所必须的。 

如果出现错误，请查看你所用的jdk版本是否是1.5  

下面就开始真正的编译任务了，请在MS-DOS窗口内键入ant并回车，Ant将在2分钟内编译1000多个源文件并将Tomcat部署到output目录。编译顺利完成后，请打开Tomcat的源代码目录，会发现多了一个output目录，这是Ant的编译后的输出目录。请打开Tomcat源代码的output\build\bin子目录，双击startup.bat文件，我们即可成功启动Tomcat6.0，此时我们的编译工作就算顺利完成了。 

编译完成后的目录

3. 导入源代码到Eclipse 

3.1 请打开Eclipse，新建一个Java项目，然后点击“Next”按钮，请选择“Create project from existing source”， 并在Directory文本框内填入我们刚才下载的Tomcat源代码目录（i.e. D:\carl_wu\tomcat\src)，然后点击“Next”直至结束。 




3.2 我们将会看到Eclipse拒绝编译，这是因为Eclipse找不到该项目指定的库文件。请右击该项目，在弹出菜单中选择“Properties”à“Libraries”，然后删除两个以TOMCAT_LIBS开头的两个库文件，只保留一个JRE库文件，然后点击“OK”按钮，这时Eclipse开始编译Tomcat源代码，但是发现一堆错误，这是因为我们没有为该项目添加编译所必须的Jar包。 

3.3 准备好Tomcat项目所必须的jar文件，其实，刚才我们运行ant download任务时，已经下载过这些jar文件包。 （根据dos窗口提示来下载缺少的jar）

ant.jar （请在ant安装目录的lib子目录中拷贝） 

commons-collections-3.1.jar （从刚才Ant下载的commons-collections-3.1子目录中拷贝） 

commons-dbcp-1.2.1.jar（从刚才Ant下载的commons-dbcp-1.2.1子目录中拷贝） 

commons-logging-1.1.jar（如果您本机没有这个jar包，请从http://commons.apache.org/downloads/download_logging.cgi处下载） 

commons-pool-1.2.jar（从刚才Ant下载的commons-pool-1.2子目录中拷贝） 

org.eclipse.jdt.core_3.2.0.v_671.jar（从刚才Ant下载的eclipse\plugins子目录中拷贝） 

3.4 当我们准备好这些jar文件后，将这些文件拷贝到某一目录（比如说D:\carl_wu\tomcat\tomcat_lib目录），然后在Eclipse中新建一个User Libraries，我们将这个新建的User Libraries命名为TOMCAT_LIBS，并把这些文件加到TOMCAT_LIBS。然后将我们新建的TOMCAT_LIBS添加到Tomcat6项目。另外，别忘了把JUnit库也加到Tomcat6项目。这时Eclipse开始重新编译，编译过程顺利通过，所有错误均消失，此时Tomcat6项目的目录结构如下： 

还有，请把test目录也加入到源代码中，方法是在Eclipse中右击”test”目录，然后在弹出菜单中选择“Build path”à”Use as Source Folder”，之后我们会看到test目录上就多了个源代码的符号，如上图所示。 

3.5在Eclipse中运行Tomcat。请找到Tomcat的启动主类org.apache.catalina.startup.Bootstrap，右击这个类，在弹出菜单中选择“Run As…”à”Open Run Dialog…”，然后在弹出的“Run”窗口中填入程序运行参数“start”和JVM运行参数catalina.home，如下面窗口所示： 

然后点击“Run”按钮，我们将会看到Tomcat正常启动。恭喜，咱们的Tomcat源码已经成功导入Eclipse，这时，可视化的UML分析工具及Debug工具就能派上用场了。  
3.5 调试Tomcat，请打开org.apache.jasper.compiler.Compiler类的源代码，在generateJava()方法的第一行打一个断点，然后在Eclipse的调试状态下运行Tomcat，等Tomcat运行后，打开我们的浏览器，在地址栏中输入http://localhost:8080/examples/jsp/jsp2/el/basic-comparisons.jsp并回车，然后我们可观察到Eclipse此时切换至调试视图： 


上面的小实验表明我们可以在Eclipse中通过Debugger观察Tomcat的内部运行机理。另外补充一点，上面的generateJava方法是将jsp动态编译至java class，这个方法只是在第一次请求或者Jsp源码发生变化时执行，如果您再次在浏览器中发送同样的请求，您将看不到上图的Debug界面，因为该方法不再执行。 
另外，还有一点很有意思。Tomcat6以前版本的源代码分散在好几个子项目中，他们分别叫做jakarta-servletapi-5，jakarta-tomcat-5，jakarta-tomcat-catalina，jakarta-tomcat-connectors和jakarta-tomcat-jasper，我觉得Tomcat的开发者可能嫌这样做太麻烦了，所以Tomcat6版本中将这些子项目都合并在一起了。但是，这种做法不利于我们阅读理解源代码