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tomcat服务器源码解读01-整体结构

时间:2020-06-28 09:58:14      阅读:77      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:mbed   web应用   lib   roc   efi   官方   持久化   转换   持久   

tomcat介绍

开源的 Java Web 应用服务器,实现了Java EE(Java Platform Enterprise Edition)的部分技术规范,比如 Java Servlet、JavaServer Pages、Java Expression Language、Java WebSocket。

(接触最多的一款开源服务器,研究下源码结构,可加深对BS请求过程的理解)

目录结构

bin目录: 主要是用来存放tomcat的脚本,如startup.sh , shutdown.sh

conf 目录: 下是配置文件

  • catalina.policy: Tomcat安全策略文件,控制JVM相关权限,具体可以参考java. security.Permission

  • catalina.properties : Tomcat Catalina行为控制配置文件,比如Common ClassLoader

  • logging.properties : Tomcat日志配置文件, JDK Logging

  • server.xml : Tomcat Server配置文件

  • GlobalNamingResources :全局JNDI资源

  • context.xml : 全局Context配置文件

  • tomcat-users.xml : Tomcat角色配置文件

  • web.xml : Servlet标准的web.xml部署文件, Tomcat默认实现部分配置入内:

    • org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet

    • org.apache.jasper.servlet.JspServlet

lib目录: 公共类库

logs目录: tomcat在运行过程中产生的日志文件

webapps: 用来存放应用程序,当tomcat启动时会去加载webapps目录下的应用程序

work: 用来存放tomcat在运行时的编译后文件,例如JSP编译后的文件

配置文件及脚本

# /bin/startup.sh 启动
EXECUTABLE=catalina.sh
exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" start "$@"
# /bin/shutdown.sh 关闭
EXECUTABLE=catalina.sh
exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" stop "$@"
# 启动和关闭都是调用 catalina.sh 脚本
# /bin/catalina.sh 发现如下2行
org.apache.catalina.startup.Bootstrap "$@" start
org.apache.catalina.startup.Bootstrap "$@" stop

org.apache.catalina.startup.Bootstrap类是入口类,内部含有main方法,可以以此查看源码

#catalina.properties
#限制可以访问的包
package.access=sun.,org.apache.catalina.,org.apache.coyote.,org.apache.jasper.,org.apache.tomcat.
#common类加载器可以加载的lib资源,catalina.base与catalina.home是相同
common.loader="${catalina.base}/lib","${catalina.base}/lib/*.jar","${catalina.home}/lib","${catalina.home}/lib/*.jar"
server.loader=默认空,公用common.loader
shared.loader=默认空,公用common.loader
<!-- server.xml  -->
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
  <Service name="Catalina">
    <Executor name="tomcatThreadPool"namePrefix="exec-my"prestartminSpareThreads="true"
              maxThread="200"maxThreads="500" minSpareThreads="8"maxIdleTime="10000"/>
    <Connector port="8080"protocol="HTTP/1.1"executor="tomcatThreadPool"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443" />
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
      <Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <!--<Context docBase="D:\myapp" path="/xxx"  reloadable="true" />-->
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
</Server>

web应用部署

1、部署到webapps目录下,该目录下默认每个目录都是一个应用,可以在server.xml文件中用 <Host/>标签自定义目录位置

<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">

2、在server.xml文件中配置Context标签

<Context docBase="D:\myapp" path="/xxx"  reloadable="true" />

 path: 指定访问该Web应用的URL入口

 docBase: 指定Web应用的文件路径,可以给定绝对路径,也可以给定相对于<Host>的appBase属性的相对路径。

 reloadable: 如果这个属性设为true,tomcat服务器在运行状态下会监视在WEB-INF/classes和WEB-INF/lib目录下class文件的改动,

 如果监测到有class文件被更新的,服务器会自动重新加载Web应用。

3、独立的Context xml文件配置

      在$CATALINA_BASE/conf/[enginename]/[hostname]/ 目录下(默认conf/Catalina/localhost)创建xml文件,文件名就是contextPath

      比如创建api.xml,path就是/api, 注意:想要根目录访问,文件名为ROOT.xml

官方架构图

技术图片

 

 

启动过程

org.apache.catalina.startup.Bootstrap#main()-> bootstrap.init(); daemon.load(args); daemon.start();
org.apache.catalina.startup.Catalina#load()-> digester.parse(server.xml); getServer().init(); # start()->getServer().start();
org.apache.catalina.core.StandardServer#startInternal()-> for:services[i].start(); initInternal():for:services[i].init();
org.apache.catalina.core.StandardService#startInternal() -> engine.start(); for:executor.start(); for:connector.start();
org.apache.catalina.core.StandardEngine#startInternal()->
           findChildren().for:executor.submit(new StartChild(children[i]));->FutureTask->StartChild.start()
           ((Lifecycle) pipeline).start();
           threadStart()->new Thread(new ContainerBackgroundProcessor()).start();

核心组件

1、Server (org.apache.catalina.Server)

      是指整个 Tomcat 服务器,包含多组服务,负责管理和启动各个Service,同时监听 8005 端口发过来的 shutdown 命令,用于关闭整个容器; org.apache.catalina.core.StandardServer

      技术图片

 

 2、Service (org.apache.catalina.Service)

       Tomcat封装的、对外提供完整的基于组件的web服务,含有Connectors,Container2个核心组件,以及多个功能组件,各个service之间是独立的,共享同一个JVM资源,每个service组件都包含了若干个用于接收客户端消息的connector组件和处理请求的Engine组件.

       service组件还包含若干个Executor组件,每个都是一个线程池,他可以为service内所有组件提供线程池执行任务. org.apache.catalina.core.StandardService。

       技术图片

 

  3、Connector

       Tomcat 与外部世界的连接器,监听固定端口接收外部请求,传递给 Container,并将Container 处理的结果返回给外部.

org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol  // AprEndpoint
org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol  // NioEndpoint
org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol // Nio2Endpoint

技术图片

 

 4、Container

       Catalina,Servlet容器,内部有多层容器组成,用于管理 Servlet 生命周期,调用 servlet 相关方法。

  • Engine : Servlet 的顶层容器,包含一个或多个 Host 子容器;

  • Host:虚拟主机,负责 web 应用的部署和 Context 的创建;

  • Context:Web 应用上下文,包含多个 Wrapper,负责 web 配置的解析、管理所有的 Web 资源;

  • Wrapper:最底层的容器,是对 Servlet 的封装,负责 Servlet 实例的创建、执行和销毁。

      技术图片

// 子容器启动过程
org.apache.catalina.core.ContainerBase#startStopExecutor.submit(new StartChild(children[i]))
FutureTask->StartChild.start()

Context 应用加载

  tomcat是如何加载web项目

  • WEB-INF/web.xml

  • 零xml配置

// spi @HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)
org.apache.catalina.core.StandardContext#startInternal() org.springframework.web.SpringServletContainerInitializer#onStartup() ContextConfig#webConfig() org.apache.catalina.startup.ContextConfig#configureContext()
//<load-on-startup>1</load-on-startup> org.apache.catalina.core.StandardContext#loadOnStartup() //servlet 初始化

Tomcat启动机制(外置和内嵌)

1、Tomcat启动带动IoC容器启动的逻辑

     技术图片

 

     Spring boot中Tomcat容器和IoC容器的启动顺序

  • war外置: Tomcat启动带动IoC容器启动

  • 内嵌: Ioc容器带动Tomcat启动

org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatWebServer#start
org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatServletWebServerFactory#getWebServer
org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh

其他组件

  • Loader:封装了 Java ClassLoader,用于 Container 加载类文件;

  • Session:负责管理和创建 session,以及 Session 的持久化(可自定义),支持 session 的集群。

  • Pipeline:在容器中充当管道的作用,管道中可以设置各种 valve(阀门),请求和响应在经由管道中各个阀门处理,提供了一种灵活可配置的处理请求和响应的机制。

  • JMX:Java SE 中定义技术规范,是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架,通过 JMX 可以远程监控 Tomcat 的运行状态;

  • Realm:Tomcat 中为 web 应用程序提供访问认证和角色管理的机制;

  • Jasper:Tomcat 的 Jsp 解析引擎,用于将 Jsp 转换成 Java 文件,并编译成 class 文件。

  • Naming:命名服务,JNDI, Java 命名和目录接口,是一组在 Java 应用中访问命名和目录服务的 API。命名服务将名称和对象联系起来,使得我们可以用名称访问对象,目录服务也是一种命名 服务,对象不但有名称,还有属性。Tomcat 中可以使用 JNDI 定义数据源、配置信息,用于开发 与部署的分离。

官网连接  

tomcat服务器源码解读01-整体结构

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原文地址:https://www.cnblogs.com/wangrq/p/tomcat-01.html

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