Tomcat源码分析(二)------ 一次完整请求的里里外外

 

前几天分析了一下Tomcat的架构和启动过程,今天开始研究它的运转机制。Tomcat最本质就是个能运行JSP/Servlet的Web服务器 , 因此最典型的应用就是用户通过浏览器访问服务器,Tomcat接收到请求后转发给Servlet,由Servlet处理完后,把结果返回给客户端。今天就专门解析一下这么一个完整的请求的内部机理。

通过DEBUG,一路跟下来,发现Tomcat处理请求的核心过程是以下几点:

  • 启动的时候启动预支持协议的Endpoint,Endpoint会起专门的线程监听相应协议的请求,默认的情况下,会启动JIoEndpoint,JIoEndpoint基于Java ServerSocket接收Http的请求
  • ServerSocket接收到客户端请求的Socket后,一路包装,并一路从Host一直传递到Wrapper,再请求到相应的Servlet

下面将重点解析以上两个过程。

通过以前的分析(Tomcat源码分析一)可知道当Tomcat启动的时候会启动Connector,此时Connector会通过ProtocolHandler把Endpoint启动起来。默认情况下,Tomcat会启动两种Connector,分别是Http协议和AJP协议的,依次对应Http11Protocol和AjpProtocol,两者都是启动JIoEndpoint。下面看看JIoEndpoint的start方法:

  1. publicvoid start() throws Exception {
  2. // Initialize socket if not done before
  3. if (!initialized) {
  4. init();
  5. }
  6. if (!running) {
  7. running = true;
  8. paused = false;
  9. // Create worker collection
  10. if (getExecutor() == null) {
  11. createExecutor();
  12. }
  13. // Start acceptor threads
  14. for (int i = 0; i < acceptorThreadCount; i++) {
  15. Thread acceptorThread = new Thread(new Acceptor(), getName() + "-Acceptor-" + i);
  16. acceptorThread.setPriority(threadPriority);
  17. acceptorThread.setDaemon(getDaemon());
  18. acceptorThread.start();
  19. }
  20. }
  21. }

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();
}
}
}

以上代码很清晰地表示启动acceptorThreadCount个线程,每个线程由Acceptor代理,具体看看Acceptor的run方法:

  1. publicvoid run() {
  2. // Loop until we receive a shutdown command
  3. while (running) {
  4. // Loop if endpoint is paused
  5. while (paused) {
  6. try {
  7. Thread.sleep(1000);
  8. } catch (InterruptedException e) {
  9. // Ignore
  10. }
  11. }
  12. // Accept the next incoming connection from the server socket
  13. try {
  14. Socket socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);
  15. serverSocketFactory.initSocket(socket);
  16. // Hand this socket off to an appropriate processor
  17. if (!processSocket(socket)) {
  18. // Close socket right away
  19. try {
  20. socket.close();
  21. } catch (IOException e) {
  22. // Ignore
  23. }
  24. }
  25. }catch ( IOException x ) {
  26. if ( running ) log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), x);
  27. } catch (Throwable t) {
  28. log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), t);
  29. }
  30. // The processor will recycle itself when it finishes
  31. }
  32. }

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
}
}

由此可得到这么一个结论:Tomcat就是通过ServerSocket监听Socket的方式来接收客户端请求的。具体代码就无需我解析了,稍微了解Java net的人都能看懂以上代码,Tomcat就是用最标准和最基础的Socket调用方法来处理网络请求的。找到处理请求的源头后下面要做的是事情就简单了,打好断点,在浏览器里请求一个最简单的Hello world,一路debug下去。一路跟下来,主流程的时序图如下所示:

从上图可知,以上过程可分解成以下三个最主要的核心点:

  • 基于Http1.1协议对Socket的解析和包装
  • StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve和StandardWrapperValve四种Valve的一路inoke。四种不同层次的Valve做了不同层次的处理和封装
  • 基于责任链模式ApplicationFilterChain实现Filter拦截和实际Servlet的请求

以上三个核心点都是内容非常丰富的可研究点,会在以后几天逐一进行剖析。

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