介绍

该笔记是在学习拉勾教育 Java 高薪训练营后，结合课程和老师的视频，自己跟踪源码后做的笔记。

Bootstrap#load

使用反射调用 Catalina 实例的 load 方法，即 Catalina.load()。

    private void load(String[] arguments) throws Exception {
    

        // Call the load() method
        String methodName = "load";
        Object param[];
        Class<?> paramTypes[];
        if (arguments==null || arguments.length==0) {
    
            paramTypes = null;
            param = null;
        } else {
    
            paramTypes = new Class[1];
            paramTypes[0] = arguments.getClass();
            param = new Object[1];
            param[0] = arguments;
        }
        // 根据方法名和参数获取 load 方法
        Method method =
            catalinaDaemon.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
        if (log.isDebugEnabled()) {
    
            log.debug("Calling startup class " + method);
        }
        // 调用 Catalina 实例的 load 方法，即 Catalina.load()
        method.invoke(catalinaDaemon, param);
    }

Catalina#load()

Tomcat 的 server.xml 结构如下，最外层结构是 Server，所以会先解析 Server，进行初始化。然后在由 Server 来调用其他组件的初始化，达到一键初始化的目的。

<Server>
    <Service>
        <Connector />
        <Connector />
        <Engine>
            <Host>
                <Context />
            </Host>
        </Engine>
    </Service>
</Server>

• 创建解析器，用于解析 xml 配置文件，获取 conf/server.xml 文件的流；
• getServer().init()，获取 server，进行初始化，使用模板方法设计模式，调用的是 StandardServer#initInternal。

    public void load() {
    

        if (loaded) {
    
            return;
        }
        loaded = true;

        long t1 = System.nanoTime();

        initDirs();

        // Before digester - it may be needed
        // 命名服务
        initNaming();

        // Create and execute our Digester
        // 创建解析器，用于解析 xml 配置文件，比如解析 server.xml
        Digester digester = createStartDigester();

        InputSource inputSource = null;
        InputStream inputStream = null;
        File file = null;
        try {
    
            try {
    
                // 获取 conf/server.xml 文件的流
                file = configFile();
                inputStream = new FileInputStream(file);
                inputSource = new InputSource(file.toURI().toURL().toString());
            } catch (Exception e) {
    
                if (log.isDebugEnabled()) {
    
                    log.debug(sm.getString("catalina.configFail", file), e);
                }
            }
            
            // ...

            try {
    
                inputSource.setByteStream(inputStream);
                digester.push(this);
                // 解析配置文件 conf/server.xml 的流
                digester.parse(inputSource);
            } catch (SAXParseException spe) {
    
                log.warn("Catalina.start using " + getConfigFile() + ": " +
                        spe.getMessage());
                return;
            } catch (Exception e) {
    
                log.warn("Catalina.start using " + getConfigFile() + ": " , e);
                return;
            }
        } finally {
    
            if (inputStream != null) {
    
                try {
    
                    inputStream.close();
                } catch (IOException e) {
    
                    // Ignore
                }
            }
        }

        getServer().setCatalina(this);
        getServer().setCatalinaHome(Bootstrap.getCatalinaHomeFile());
        getServer().setCatalinaBase(Bootstrap.getCatalinaBaseFile());

        // Stream redirection
        initStreams();

        // Start the new server
        try {
    
            // 获取 server，进行初始化，使用模板方法设计模式，调用的是 StandardServer#initInternal
            getServer().init();
        } 
        
        // ...
    }

StandardServer#initInternal

遍历列表 services，调用 service.init() 方法，一个 Server 包含多个 Service。

    private Service services[] = new Service[0];

    @Override
    protected void initInternal() throws LifecycleException {
    

        super.initInternal();

        // ...
        // Initialize our defined Services
        // 遍历 Service，调用其初始化方法，一个 Server 有多个 Service
        for (int i = 0; i < services.length; i++) {
    
            services[i].init();
        }
    }

StandardService#initInternal

调用多个组件 engine、executor、connector 等组件的 init() 方法。

    private final Object connectorsLock = new Object();

    @Override
    protected void initInternal() throws LifecycleException {
    

        super.initInternal();

        if (engine != null) {
    
            engine.init();
        }

        // Initialize any Executors
        for (Executor executor : findExecutors()) {
    
            if (executor instanceof JmxEnabled) {
    
                ((JmxEnabled) executor).setDomain(getDomain());
            }
            executor.init();
        }

        // Initialize mapper listener
        mapperListener.init();

        // Initialize our defined Connectors
        // 遍历 connector 时，加锁
        synchronized (connectorsLock) {
    
            for (Connector connector : connectors) {
    
                try {
    
                    connector.init();
                } catch (Exception e) {
    
                    String message = sm.getString(
                            "standardService.connector.initFailed", connector);
                    log.error(message, e);

                    if (Boolean.getBoolean("org.apache.catalina.startup.EXIT_ON_INIT_FAILURE"))
                        throw new LifecycleException(message);
                }
            }
        }
    }

StandardEngine#initInternal

调用父类 LifecycleMBeanBase 的 initInternal 方法。

    @Override
    protected void initInternal() throws LifecycleException {
    
        // Ensure that a Realm is present before any attempt is made to start
        // one. This will create the default NullRealm if necessary.
        getRealm();
        super.initInternal();
    }

StandardThreadExecutor#initInternal

调用父类 LifecycleMBeanBase 的 initInternal 方法。

    @Override
    protected void initInternal() throws LifecycleException {
    
        super.initInternal();
    }

Connector#initInternal

设置适配器和进行端口绑定。

• CoyoteAdapter，适配器，用于将 Request 转换为 ServletRequest，this 为当前 connector；
• protocolHandler.init()，会调用 AbstractEndpoint 的 init() 方法，进行端口绑定。

    @Override
    protected void initInternal() throws LifecycleException {
    

        super.initInternal();

        // Initialize adapter
        // 初始化适配器，用于将 Request 转换为 ServletRequest，this 为当前 connector
        adapter = new CoyoteAdapter(this);
        protocolHandler.setAdapter(adapter);

        // ...

        try {
    
            protocolHandler.init();
        } catch (Exception e) {
    
            throw new LifecycleException(
                    sm.getString("coyoteConnector.protocolHandlerInitializationFailed"), e);
        }
    }

AbstractProtocol#init

主要为调用 AbstractEndpoint 的 init() 方法，进行端口绑定。

    @Override
    public void init() throws Exception {
    
        // ... 

        String endpointName = getName();
        endpoint.setName(endpointName.substring(1, endpointName.length()-1));
        endpoint.setDomain(domain);

        endpoint.init();
    }

AbstractEndpoint#init

核心方法为 bind()，进行端口绑定。

    public void init() throws Exception {
    
        if (bindOnInit) {
    
            // 端口绑定，默认为 NioEndPoint
            bind();
            bindState = BindState.BOUND_ON_INIT;
        }
        // ...
    }

NioEndPoint#bind

• ServerSocketChannel.open()，调用底层 NIO 的 api，获取服务端的 Socket，进行端口绑定；
• selectorPool.open()，用于接收客户端的连接。

    @Override
    public void bind() throws Exception {
    

        if (!getUseInheritedChannel()) {
    
            // 调用底层 NIO 的 api，获取服务端的 Socket
            serverSock = ServerSocketChannel.open();
            socketProperties.setProperties(serverSock.socket());
            // 根据 IP 和端口构造地址
            InetSocketAddress addr = (getAddress()!=null?new InetSocketAddress(getAddress(),getPort()):new InetSocketAddress(getPort()));
            // 绑定端口，比如 8080
            serverSock.socket().bind(addr,getAcceptCount());
        } else {
    
            // Retrieve the channel provided by the OS
            Channel ic = System.inheritedChannel();
            if (ic instanceof ServerSocketChannel) {
    
                serverSock = (ServerSocketChannel) ic;
            }
            if (serverSock == null) {
    
                throw new IllegalArgumentException(sm.getString("endpoint.init.bind.inherited"));
            }
        }
        serverSock.configureBlocking(true); //mimic APR behavior

        // ...

        // 用于接收客户端的连接
        selectorPool.open();
    }

NioSelectorPool#open

接收客户端的连接。

    public void open() throws IOException {
    
        enabled = true;
        getSharedSelector();
        if (SHARED) {
    
            blockingSelector = new NioBlockingSelector();
            blockingSelector.open(getSharedSelector());
        }
    }