Spring Boot启动过程（七）：Connector初始化

　　Connector实例的创建已经在Spring Boot启动过程（四）：Spring Boot内嵌Tomcat启动中提到了：

　　

　　Connector是LifecycleMBeanBase的子类，先是设置LifecycleState为LifecycleState.NEW，构造首先执行setProtocol，设置protocolHandlerClassName为"org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"事实上它默认值就是这个，然后通过反射创建此协议处理器的实例，此时开始执行Http11NioProtocol的构造函数：

    public Http11NioProtocol() {
        super(new NioEndpoint());
    }

　　初始化NioEndpoint过程中初始化了NioSelectorPool，NioSelectorShared默认为true，即所有的SocketChannel共享一个Selector；设置pollerThreadCount，socket超时时间等。然后就是将new出来的NioEndPoint一路super，直到AbstractProtocol：

    public AbstractProtocol(AbstractEndpoint<S> endpoint) {
        this.endpoint = endpoint;
        setSoLinger(Constants.DEFAULT_CONNECTION_LINGER);
        setTcpNoDelay(Constants.DEFAULT_TCP_NO_DELAY);
    }

　　关于soLinger可以参考内嵌Tomcat的Connector对象的静态代码块。之后是外层AbstractHttp11Protocol的构造函数，Handler就是这里初始化并set的，这部分和上一块所有的set最后都是到endpoint的：

    public AbstractHttp11Protocol(AbstractEndpoint<S> endpoint) {
        super(endpoint);
        setSoTimeout(Constants.DEFAULT_CONNECTION_TIMEOUT);
        ConnectionHandler<S> cHandler = new ConnectionHandler<>(this);
        setHandler(cHandler);
        getEndpoint().setHandler(cHandler);
    }

　　回到Connector将初始化好的Http11NioProtocol传给this.protocolHandler(AbstractProtocol<S>实现了protocolHandler)，之后就是下面这几句代码就结束Connector初始化了：

        if (!Globals.STRICT_SERVLET_COMPLIANCE) {
            URIEncoding = "UTF-8";
            URIEncodingLower = URIEncoding.toLowerCase(Locale.ENGLISH);
        }

　　之后就是启动了，在Spring Boot启动过程（二）提到过一点，在finishRefresh中，由于AbstractApplicationContext被EmbeddedWebApplicationContext实现，所以执行的是：

    @Override
    protected void finishRefresh() {
        super.finishRefresh();
        EmbeddedServletContainer localContainer = startEmbeddedServletContainer();
        if (localContainer != null) {
            publishEvent(
                    new EmbeddedServletContainerInitializedEvent(this, localContainer));
        }
    }

　　startEmbeddedServletContainer方法中的localContainer.start的前几句代码：

            addPreviouslyRemovedConnectors();
            Connector connector = this.tomcat.getConnector();
            if (connector != null && this.autoStart) {
                startConnector(connector);
            }

　　addPreviouslyRemovedConnectors方法将Spring Boot启动过程（四）：Spring Boot内嵌Tomcat启动中提到的从Service中解绑的Connector绑定回来了。具体绑定方法：

public void addConnector(Connector connector) {

        synchronized (connectorsLock) {
            connector.setService(this);
            Connector results[] = new Connector[connectors.length + 1];
            System.arraycopy(connectors, 0, results, 0, connectors.length);
            results[connectors.length] = connector;
            connectors = results;

            if (getState().isAvailable()) {
                try {
                    connector.start();
                } catch (LifecycleException e) {
                    log.error(sm.getString(
                            "standardService.connector.startFailed",
                            connector), e);
                }
            }

            // Report this property change to interested listeners
            support.firePropertyChange("connector", null, connector);
        }

    }

　　加了同步锁，绑定了一下service，start流程之前说过好多次，就不细说了。Connector的initInternal，先是super（LifecycleMBeanBase）；之后两句引入了CoyoteAdapter：protected Adapter adapter = new CoyoteAdapter(this)，protocolHandler.setAdapter(adapter)；确保parseBodyMethodsSet有默认值，没有就设置HTTP方法为支持请求体的POST方法为默认；接着初始化protocolHandler，先是关于ALPN支持的，我这里没走，直接进入spuer.init(AbstractProtocol)，生成ObjectName（MBean之前说过的）：并注册Registry.getRegistry(null, null).registerComponent(this, oname, null)，生成并注册线程池和Global Request Processor：

　　接着endpoint的init，首先是testServerCipherSuitesOrderSupport方法，这个方法只判断jdk7及以下版本，我这不走也没什么内容其实；然后是super.init（AbstractEndpoint），然而此时其实并没有走:

    public void init() throws Exception {
        if (bindOnInit) {
            bind();
            bindState = BindState.BOUND_ON_INIT;
        }
    }

　　Connetor的init结束了。然后Connetor的startInternal，这里其实只做了一件事：protocolHandler.start()。协议处理器的start又start了endpoint：

    public final void start() throws Exception {
        if (bindState == BindState.UNBOUND) {
            bind();
            bindState = BindState.BOUND_ON_START;
        }
        startInternal();
    }

　　这次走到了bind，首先ServerSocketChannel.open：

    public static ServerSocketChannel open() throws IOException {
        return SelectorProvider.provider().openServerSocketChannel();
    }

　　然后设置超时时间，绑定端口和IP，设置积压(backlog)数量，配置阻塞serverSock.configureBlocking(true)关于阻塞模式，在网上摘抄了一段：

Tomcat在使用Java NIO的时候，将ServerSocketChannel配置成阻塞模式，这样可以方便地对ServerSocketChannel编写程序。当accept方法获得一个SocketChannel，并没有立即从线程池中取出一个线程来处理这个SocketChannel，而是构建一个OP_REGISTER类型的PollerEvent，并放到Poller.events队列中。Poller线程会处理这个PollerEvent，发现是OP_REGISTER类型，会在Poller.selector上注册一个这个SocketChannel的OP_READ就绪事件。因为Java NIO的wakeup特性，使用wakeupCount信号量控制Selector.wakeup()方法，非阻塞方法Selector.selectNow()和阻塞方法Selector.select()的调用。我们在编写Java NIO程序时候也可以参考这种方式。在SocketChannel上读的时候，分成非阻塞模式和阻塞模式。

非阻塞模式，如果读不到数据，则直接返回了；如果读到数据则继续读。
阻塞模式。如果第一次读取不到数据，会在NioSelectorPool提供的Selector对象上注册OP_READ就绪事件，并循环调用Selector.select(long)方法，超时等待OP_READ就绪事件。如果OP_READ事件已经就绪，并且接下来读到数据，则会继续读。read()方法整体会根据readTimeout设置进行超时控制。若超时，则会抛出SocketTimeoutException异常。

在SocketChannel上写的时候也分成非阻塞模式和阻塞模式。

非阻塞模式，写数据之前不会监听OP_WRITE事件。如果没有成功，则直接返回。
阻塞模式。第一次写数据之前不会监听OP_WRITE就绪事件。如果没有写成功，则会在NioSelectorPool提供的selector注册OP_WRITE事件。并循环调用Selector.select(long)方法，超时等待OP_WRITE就绪事件。如果OP_WRITE事件已经就绪，并且接下来写数据成功，则会继续写数据。write方法整体会根据writeTimeout设置进行超时控制。如超时，则会抛出SocketTimeoutException异常。

在写数据的时候，开始没有监听OP_WRITE就绪事件，直接调用write()方法。这是一个乐观设计，估计网络大部分情况都是正常的，不会拥塞。如果第一次写没有成功，则说明网络可能拥塞，那么再等待OP_WRITE就绪事件。

阻塞模式的读写方法没有在原有的Poller.selector上注册就绪事件，而是使用NioSelectorPool类提供的Selector对象注册就绪事件。这样的设计可以将各个Channel的就绪事件分散注册到不同的Selector对象中，避免大量Channel集中注册就绪事件到一个Selector对象，影响性能。

http://www.linuxidc.com/Linux/2015-02/113900p2.htm

　　为了注释，贴一下接下来的代码：

        // Initialize thread count defaults for acceptor, poller
        if (acceptorThreadCount == 0) {
            // FIXME: Doesn't seem to work that well with multiple accept threads
            acceptorThreadCount = 1;
        }
        if (pollerThreadCount <= 0) {
            //minimum one poller thread
            pollerThreadCount = 1;
        }

　　实例化private volatile CountDownLatch stopLatch为pollerThreadCount数量，用闭锁应该是希望多个pollerThread同时开始执行吧，后面确定一下。如果有需要初始化SSL：initialiseSsl吐槽下这里命名，方法体里用的SSL偏偏这里首字母大写，大家不要学。selectorPool.open()：

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

}

　　AbstractEndpoint的bind方法就执行完了，绑定状态设为BOUND_ON_START然后执行startInternal，这个方法在NioEndpoint中。先判断是否是正在运行状态，如果不是就置为是，暂停状态置为否，然后初始化了三个SynchronizedStack，这是Tomcat自定义的简化同步栈，自定义的结构好处就是既能满足需要又能提高时间空间利用率，最合适自己的场景：

            processorCache = new SynchronizedStack<>(SynchronizedStack.DEFAULT_SIZE, socketProperties.getProcessorCache());
            eventCache = new SynchronizedStack<>(SynchronizedStack.DEFAULT_SIZE, socketProperties.getEventCache());
            nioChannels = new SynchronizedStack<>(SynchronizedStack.DEFAULT_SIZE, socketProperties.getBufferPool());

　　createExecutor线程池并设置给任务队列：

　　initializeConnectionLatch根据配置设定最大允许的并发连接数maxConnections，实现方法是自定义的锁结构LimitLatch：

        if (maxConnections==-1) return null;
        if (connectionLimitLatch==null) {
            connectionLimitLatch = new LimitLatch(getMaxConnections());
        }

　　启动poller线程的代码直接看吧，没啥好解释的：

            pollers = new Poller[getPollerThreadCount()];
            for (int i=0; i<pollers.length; i++) {
                pollers[i] = new Poller();
                Thread pollerThread = new Thread(pollers[i], getName() + "-ClientPoller-"+i);
                pollerThread.setPriority(threadPriority);
                pollerThread.setDaemon(true);
                pollerThread.start();
            }

　　启动acceptor线程是startAcceptorThreads一样的方式，代码就不贴了。endpoint的start之后，启动了一个异步超时线程(例Thread[http-nio-8080-AsyncTimeout,5,main])，这个线程会每隔一段时间检查每一个等待队列中的协议处理器，判断如果超时了，就会给它发一个超时事件：socketWrapper.processSocket(SocketEvent.TIMEOUT, true)

            while (asyncTimeoutRunning) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // Ignore
                }
                long now = System.currentTimeMillis();
                for (Processor processor : waitingProcessors) {
                   processor.timeoutAsync(now);
                }
                // Loop if endpoint is paused
                while (endpoint.isPaused() && asyncTimeoutRunning) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // Ignore
                    }
                }
            }

            while (asyncTimeoutRunning) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // Ignore
                }
                long now = System.currentTimeMillis();
                for (Processor processor : waitingProcessors) {
                   processor.timeoutAsync(now);
                }
                // Loop if endpoint is paused
                while (endpoint.isPaused() && asyncTimeoutRunning) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // Ignore
                    }
                }
            }

　　至此connector.start执行结束，因为我也没注册什么监听器，所以这部分没提，而且相关内容之前都有写。当循环绑定connect结束后，暂存的绑定信息也就没用了，移除掉。

　　回到TomcatEmbeddedServletContainer，接下来：

            if (connector != null && this.autoStart) {
                startConnector(connector);
            }

　　startConnector：

            for (Container child : this.tomcat.getHost().findChildren()) {
                if (child instanceof TomcatEmbeddedContext) {
                    ((TomcatEmbeddedContext) child).deferredLoadOnStartup();
                }
            }

            // Earlier versions of Tomcat used a version that returned void. If that
            // version is used our overridden loadOnStart method won't have been called
            // and the original will have already run.
            super.loadOnStartup(findChildren());

　　具体什么版本会怎么样，就不考证了，反正该执行的都会执行，只不过位置可能不一样。实际上，方法取出了所有的Wapper(StandardWrapper)，执行了它们的load方法。load方法取出了Servlet绑定并记录加载时间，并设置了jsp监控的mbean，期间还检查了servlet的安全注解比如是否允许访问和传输是否加密（EmptyRoleSemantic,TransportGuarantee）:

            InstanceManager instanceManager = ((StandardContext)getParent()).getInstanceManager();

                servlet = (Servlet) instanceManager.newInstance(servletClass);

            processServletSecurityAnnotation(servlet.getClass());

　　初始化servlet，比如输入输出的buffer sizes大小是否合理（最小256）：

            instanceInitialized = true;

　　在load前后都有判断如果bean加载器和当前线程上下文加载器不同时用在用的bean加载器替换当前线程上下文类加载器，因为用上下文加载器的话，这一步加载的东西就不能被多个Context共享了，后面又来了一次，推测是为了防止加载的过程中为了避免SPI的加载问题而被替换为线程上下文加载器。其实这里已经和本篇博客没什么关系了，但是秉着流水账的风格，把它贴完：

            Context context = findContext();
            ContextBindings.unbindClassLoader(context, getNamingToken(context), getClass().getClassLoader());

        if (ContextAccessController.checkSecurityToken(obj, token)) {
            Object o = clObjectBindings.get(classLoader);
            if (o == null || !o.equals(obj)) {
                return;
            }
            clBindings.remove(classLoader);
            clObjectBindings.remove(classLoader);
        }

　　本来是因为Tomcat一个BUG造成CLOSE_WAIT问题屡的这些代码，然而这里其实别没有直接到，因为只是启动，还没到运行，以后如果有机会写运行部分再说吧。

　　以上。

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