Tomcat架構詳解（二）

前幾天分析了一下Tomcat的架構和啓動過程，今天開始研究它的運轉機制。Tomcat最本質就是個能運行JSP/Servlet的Web服務器，因此最典型的應用就是用戶通過瀏覽器訪問服務器，Tomcat接收到請求後轉發給Servlet，由Servlet處理完後，把結果返回給客戶端。今天就專門解析一下這麼一個完整的請求的內部機理。

通過DEBUG，一路跟下來，發現Tomcat處理請求的核心過程是以下幾點：

• 啓動的時候啓動預支持協議的Endpoint，Endpoint會起專門的線程監聽相應協議的請求，默認的情況下，會啓動JIoEndpoint，JIoEndpoint基於Java ServerSocket接收Http的請求
• ServerSocket接收到客戶端請求的Socket後，一路包裝，並一路從Host一直傳遞到Wrapper，再請求到相應的Servlet

下面將重點解析以上兩個過程。

通過以前的分析（Tomcat源碼分析一）可知道當Tomcat啓動的時候會啓動Connector，此時Connector會通過ProtocolHandler把Endpoint啓動起來。默認情況下，Tomcat會啓動兩種Connector，分別是Http協議和AJP協議的，依次對應Http11Protocol和AjpProtocol，兩者都是啓動JIoEndpoint。下面看看JIoEndpoint的start方法：

public void start() throws Exception {
    // Initialize socket if not done before
    if (!initialized) {
        init();
    }
    if (!running) {
        running = true;
        paused = false;
        // Create worker collection
        if (getExecutor() == null) {
            createExecutor();
        }
        // Start acceptor threads
        for (int i = 0; i < acceptorThreadCount; i++) {
            Thread acceptorThread = new Thread(new Acceptor(), getName() + "-Acceptor-" + i);
            acceptorThread.setPriority(threadPriority);
            acceptorThread.setDaemon(getDaemon());
            acceptorThread.start();
        }
    }
}

 

以上代碼很清晰地表示啓動acceptorThreadCount個線程，每個線程由Acceptor代理，具體看看Acceptor的run方法：

public void run() {
    // Loop until we receive a shutdown command
    while (running) {
        // Loop if endpoint is paused
        while (paused) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // Ignore
            }
        }
        // Accept the next incoming connection from the server socket
        try {
            Socket socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);
            serverSocketFactory.initSocket(socket);
            // Hand this socket off to an appropriate processor
            if (!processSocket(socket)) {
                // Close socket right away
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    // Ignore
                }
            }
        }catch ( IOException x ) {
            if ( running ) log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), x);
        } catch (Throwable t) {
            log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), t);
        }
        // The processor will recycle itself when it finishes
    }
}

 

由此可得到這麼一個結論：Tomcat就是通過ServerSocket監聽Socket的方式來接收客戶端請求的。具體代碼就無需我解析了，稍微瞭解Java net的人都能看懂以上代碼，Tomcat就是用最標準和最基礎的Socket調用方法來處理網絡請求的。找到處理請求的源頭後下面要做的是事情就簡單了，打好斷點，在瀏覽器裏請求一個最簡單的Hello world，一路debug下去。一路跟下來，主流程的時序圖如下所示：

從上圖可知，以上過程可分解成以下三個最主要的核心點：

• 基於Http1.1協議對Socket的解析和包裝
• StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve和StandardWrapperValve四種Valve的一路inoke。四種不同層次的Valve做了不同層次的處理和封裝
• 基於責任鏈模式ApplicationFilterChain實現Filter攔截和實際Servlet的請求

以上三個核心點都是內容非常豐富的可研究點，會在以後幾天逐一進行剖析。