Tomcat学习 HttpConnector和HttpProcessor启动流程和线程交互

一、tomat启动流程

1、启动HttpConnector

　　connector等待连接请求，只负责接受socket请求，具体处理过程交给HttpProcessor处理。

　　tomcat用户只能访问到connector，能设置接受的数据的buffer大小，而不能看见HttpProcessor的处理过程。

2、创建HttpProcessor对象池

　　创建对象后马上调用start()方法启动processor的线程：

    private HttpProcessor newProcessor() {
        HttpProcessor processor = new HttpProcessor(this, curProcessors++);
        if (processor instanceof Lifecycle) {
            try {
                ((Lifecycle) processor).start();
            } catch (LifecycleException e) {
                log("newProcessor", e);
                return (null);
            }
        }
        created.addElement(processor);
        return (processor);
    }

　　创建对象池：

    private HttpProcessor createProcessor() {

        synchronized (processors) {
            if (processors.size() > 0) {
                return ((HttpProcessor) processors.pop());
            }
            if ((maxProcessors > 0) && (curProcessors < maxProcessors)) {
                return (newProcessor());
            } else {
                if (maxProcessors < 0) {
                    return (newProcessor());
                } else {
                    return (null);
                }
            }
        }

3、等待客户端请求，对每个请求启动一个线程，并取出一个processor来处理这个socket

    public void run() {
        // Loop until we receive a shutdown command
        while (!stopped) {
            // Accept the next incoming connection from the server socket
            Socket socket = null;
            try {
                socket = serverSocket.accept();
                if (connectionTimeout > 0)
                    socket.setSoTimeout(connectionTimeout);
                socket.setTcpNoDelay(tcpNoDelay);
            } catch (AccessControlException ace) {
                log("socket accept security exception", ace);
                continue;
            } catch (IOException e) {
                try {
                    synchronized (threadSync) {
                        if (started && !stopped)
                            log("accept error: ", e);
                        if (!stopped) {
                            serverSocket.close();
                            serverSocket = open();
                        }
                    }
                } catch ...continue;
            }

            // Hand this socket off to an appropriate processor
            HttpProcessor processor = createProcessor();
            if (processor == null) {
                try {
                    log(sm.getString("httpConnector.noProcessor"));
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    ;
                }
                continue;
            }
            processor.assign(socket);
        }
        synchronized (threadSync) {
            threadSync.notifyAll();
        }
    }

　　在connector的run()里面创建了processor对象池，创建processor的时候就启动了processor线程。但这时候所有的processor一直在阻塞着，因为没有等到要处理的socket对象。

　　一旦有了一个新的socket请求，就把这个socket交给一个processor来处理，这里调用了processor.assign(socket)方法，用于processor里面的同步处理。

4、具体处理socket请求的http的url、head、cookie等

　　这些处理过程在processor的process()方法里面处理，并把这些信息封装到request对象和response对象。

5、 交给特定的servlet处理业务逻辑

　　process()方法里面有一行代码：

                if (ok) {
                    connector.getContainer().invoke(request, response);
                }

　　如果都处理正常，就交给对应的容器container去处理。

　　invoke()方法里面，实例化一个ClassLoader对象，去加载指定的servlet的class文件，然后调用这个servlet的service方法等。

二、HttpConnector和HttpProcessor的同步配合

　　HttpConnector初始化的的时候，建立了一系列的HttpProcessor，放在属性变量栈中。
　　当获取到一个客户端的连接socket的时候，就会去获取一个processor，并且调用processor的assign方法，将该socket传递给这个processor。
　　这个是在connector的线程里做的。

　　先看下processor的assign方法：

/**
     * Process an incoming TCP/IP connection on the specified socket.  Any
     * exception that occurs during processing must be logged and swallowed.
     * <b>NOTE</b>:  This method is called from our Connector's thread.  We
     * must assign it to our own thread so that multiple simultaneous
     * requests can be handled.
     *
     * @param socket TCP socket to process
     */
    synchronized void assign(Socket socket) {
        // Wait for the Processor to get the previous Socket
        while (available) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
        // Store the newly available Socket and notify our thread
        this.socket = socket;
        available = true;
        notifyAll();
    }

　　这个方法是同步方法。一开始的时候，这个available是false的，因此，connector线程调用这个assign方法，不会陷入等待状态。而是顺序执行：

 　　this.socket = socket;
        available = true;
        notifyAll();

　　这个notifyAll()起到什么作用呢？这个要先看Processor的run方法：

 /**
     * The background thread that listens for incoming TCP/IP connections and
     * hands them off to an appropriate processor.
     */
    public void run() {
        // Process requests until we receive a shutdown signal
        while (!stopped) {
            // Wait for the next socket to be assigned
            Socket socket = await();
            if (socket == null)
                continue;
            // Process the request from this socket
            try {
                process(socket);
            } catch (Throwable t) {
                log("process.invoke", t);
            }
            // Finish up this request
            connector.recycle(this);
        }
        // Tell threadStop() we have shut ourselves down successfully
        synchronized (threadSync) {
            threadSync.notifyAll();
        }
    }

　　看这一句：

　　// Wait for the next socket to be assigned
            Socket socket = await();

　　大概可以猜到在等待获得一个socket，继续看await方法：

 /**
     * Await a newly assigned Socket from our Connector, or <code>null</code>
     * if we are supposed to shut down.
     */
    private synchronized Socket await() {
        // Wait for the Connector to provide a new Socket
        while (!available) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
        // Notify the Connector that we have received this Socket
        Socket socket = this.socket;
        available = false;
        notifyAll();
        if ((debug >= 1) && (socket != null))
            log("  The incoming request has been awaited");
        return (socket);
    }

　　这个await在等待一个socekt，当没有socket可以获取的时候，即available=false,也即是初始状态，这个await方法会调用wait(),导致运行该run方法的processor线程陷入等待。
什么时候这个processor线程才被唤醒？就是我们在assign方法里的notifyAll方法了。当这个processor线程被唤醒后，检查while循环的条件：while(!available)，显然，此时available是true的，那么就会退出循环（即不进入等待），进而执行以下的代码：

 　　Socket socket = this.socket;
        available = false;
        notifyAll();

　　即将processor实例的socket对象（在assign方法里得到的），赋给一个局部变量，这样就把processor对象的实例变量解放了，可以用来接收新的socket。接收了这个socket以后，就把available重新设置为false，即connector线程给的socket已经被处理了。

　　从概念上来理解整个过程：
　　一开始，processor在等待资源，connector负责提供资源。当connector得到一个资源的时候，会随机抽到一个processor，然后，将此资源给processor对象，并且通知所有processor对象“有资源啦”，所有processor都为之精神一震，都赶快去检查，结果只有一个确实得到了资源，可以干活了，另外的processor发现资源没有给自己，于是又继续等待。就是这样的过程。

三、一些疑问

　　1、对于assign方法里面的：

　　this.socket = socket;

　　和awai方法里面的：

Socket socket = this.socket;

　　难于理解。

　　就是：为什么 await 需要使用一个本地变量(socket)而不是返回实例的 socket 变量呢？

　　因为这样一来，在当前 socket 被完全处理之前，实例的 socket 变量可以赋给下一个前来的 socket。

Reference

1、How Tomcat Works

2、http://biancheng.dnbcw.info/java/76523.html

3、http://hi.baidu.com/brightming2/item/bc6107f8fa734412e3e3bd45