tomcat7源代码Bootstrap

tomcat的启动从bootstrap的main方法開始，在main方法中主要是做了三件事，调用init方法初始化自己。调用catalinaDaemon对象

的setAwait方法设置它的await属性为true，最后调用自己的start方法。

首先看看init方法：

  public void init()
        throws Exception
    {

        // Set Catalina path
        setCatalinaHome();
        setCatalinaBase();

        //初始化三个类载入器
        initClassLoaders();

         //线程构造后将从它的父线程中继承对应的上下文类载入器. 假设在整个应用中你不做不论什么特殊设置,
        //全部的线程将都以系统类载入器(system classloader)作为自己的线程上下文类载入器.
        //这里从Bootstrap构造的线程都会继承改线程的上下文类载入器
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader);

        //载入conf下的catalina.properties配置文件下的common.loader和server.loader所指定的类。由于server.loader为空时
        //catalinaLoader和commonLoader是指向的同一对象,不为空时commonLoader是catalinaLoader的父类。
        SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader);

        // Load our startup class and call its process() method
        if (log.isDebugEnabled())
            log.debug("Loading startup class");
        Class<?

> startupClass =
            catalinaLoader.loadClass
            ("org.apache.catalina.startup.Catalina");
        Object startupInstance = startupClass.newInstance();

        // Set the shared extensions class loader
        if (log.isDebugEnabled())
            log.debug("Setting startup class properties");
        String methodName = "setParentClassLoader";
        Class<?> paramTypes[] = new Class[1];
        paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
        Object paramValues[] = new Object[1];
        paramValues[0] = sharedLoader;
        Method method =
            startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
        method.invoke(startupInstance, paramValues);

        catalinaDaemon = startupInstance;

    }

这里的主要内容就是调用了initClassLoaders();初始化了commonLoader，catalinaLoader。sharedLoader三个类载入器。它们是bootstrap的

成员变量。并通过SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader)这步代码来载入conf/catalina.properties文件下common.loader，

server.loader，shared.loade三个属性指定的jar包和class。securityClassLoad会通过一系列环境变量替换等处理来找到相关的类并载入它们。

最后一段代码初始化Catalina对象，再设置它的父类载入器为sharedLoader。

这里的一些疑问稍后再说。

先看看initClassLoaders()方法：

initClassLoaders源代码：
   private void initClassLoaders() {
        try {
            commonLoader = createClassLoader("common", null);//1,创建commonLoader类载入器
            if( commonLoader == null ) {
                // no config file, default to this loader - we might be in a 'single' env.
                commonLoader=this.getClass().getClassLoader();
            }
            catalinaLoader = createClassLoader("server", commonLoader);//2,
            sharedLoader = createClassLoader("shared", commonLoader);//3,
        } catch (Throwable t) {
            handleThrowable(t);
            log.error("Class loader creation threw exception", t);
            System.exit(1);
        }
    }

第一步是通过commonkeyword初始化了一个commonLoader对象。

进到createClassLoader方法中：

 private ClassLoader createClassLoader(String name, ClassLoader parent)
        throws Exception {
        String value = CatalinaProperties.getProperty(name + ".loader");
        if ((value == null) || (value.equals("")))
            return parent;
        value = replace(value);
        ........
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderFactory.createClassLoader
            (repositories, parent);
        ........
        return classLoader;
    }

这里应该非常清楚，CatalinaProperties.getProperty(name + ".loader");就是获取配置文件中的属性的方法。

value = replace(value)替换环境变量

等一系列的转换获取了一些类路径的url最后将这些url传给ClassLoaderFactory.createClassLoader方法。

CommonclassLoader和其它两个类载入器都

是通过该方法获取的，它们是一个StandardClassLoader实例。

StandardClassLoader仅仅是简单的从URLClassLoader继承，并实现了

StandardClassLoaderMBean接口来实现JMX监控。

所以能够觉得这三个类载入器就是URLClassLoader对象。

createClassLoader(repositories, parent)，事实上就是调用了URLClassLoader的构造方法，传入类路径的URL集合和父载入器。

假设打开

conf/catalina.properties配置文件。server.loader，shared.loade默觉得空。从createClassLoader方法中if推断就能够知道

commonLoader == catalinaLoader == sharedLoader。

这里先说一点设置这三个类载入器的用意，以后再用源代码证明。commonLoader被用来设置为catalinaLoader和sharedLoader的父载入器。

catalinaLoader用来载入tomcat自身程序所须要的类。sharedLoader用来载入一些webapp文件夹下的程序共享的class。并被WebappClassLoader

（用户web程序的类载入器）设置为父类（从这里就能够知道web程序的类是怎么实现相互隔离，但又能够共享某些jar包的。由于类载入器在载入

类时会先让父载入器去载入，父载入器找不到的话就自己来载入，在这里sharedLoader和WebappClassLoader都有不同的载入路径，全部的

WebappClassLoader都继承自sharedLoader，所以他们共享了sharedLoader的载入路径）。

再来看看SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader)：

public static void securityClassLoad(ClassLoader loader)
        throws Exception {

        if( System.getSecurityManager() == null ){
            return;
        }

        loadCorePackage(loader);
        loadCoyotePackage(loader);
        loadLoaderPackage(loader);
        loadRealmPackage(loader);
        loadServletsPackage(loader);
        loadSessionPackage(loader);
        loadUtilPackage(loader);
        loadValvesPackage(loader);
        loadJavaxPackage(loader);
        loadConnectorPackage(loader);
        loadTomcatPackage(loader);
    }

能够进每一个方法看下，它是载入了指定的一些类，注意这些类名是指定的。假设你放了自己的jar包在里面，那么它的载入就不是catalinaLoader完毕的。

最后就是初始化catalinaDaemon对象了，从最后一段代码能够看出catalinaDaemon被赋值为org.apache.catalina.startup.Catalina的实例。

而且通过反射调用调用了setParentClassLoader方法，參数是catalinaLoader。

    这里设置父载入器的用意是什么?以下是这种方法的源代码

 public void setParentClassLoader(ClassLoader parentClassLoader) {
        this.parentClassLoader = parentClassLoader;
    }

方法非常easy，看来问题不在这。在来看看Catalina的还有一个方法：

  public ClassLoader getParentClassLoader() {
        if (parentClassLoader != null) {
            return (parentClassLoader);
        }
        return ClassLoader.getSystemClassLoader();
    }

事实上这里parentClassLoader属性不是说载入Catalina的类载入器的父类载入器。它仅仅是一个普通的属性。

在来看看哪里调用了getParentClassLoader，在StandardServer中有这样一个方法：

  @Override
    public ClassLoader getParentClassLoader() {
        if (parentClassLoader != null)
            return (parentClassLoader);
        if (catalina != null) {
            return (catalina.getParentClassLoader());
        }
        return (ClassLoader.getSystemClassLoader());
    }

然后他的下级组件StandardService：

  @Override
    public ClassLoader getParentClassLoader() {
        if (parentClassLoader != null)
            return (parentClassLoader);
        if (server != null) {
            return (server.getParentClassLoader());
        }
        return (ClassLoader.getSystemClassLoader());
    }

与之相应的都有一个setParentClassLoader方法。

    engin容器也有这种方法。

最后在WebappLoader中有个例如以下的方法：

 private WebappClassLoader createClassLoader()
        throws Exception {

        Class<?> clazz = Class.forName(loaderClass);
        WebappClassLoader classLoader = null;

        if (parentClassLoader == null) {
            parentClassLoader = container.getParentClassLoader();
        }
        Class<?

>[] argTypes = { ClassLoader.class };
        Object[] args = { parentClassLoader };
        Constructor<?> constr = clazz.getConstructor(argTypes);
        classLoader = (WebappClassLoader) constr.newInstance(args);

        return classLoader;

    }

在这种方法中调用了org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader的构造方法将容器container的parentClassLoader的属性最为classLoader的

父类载入器。这里能够得出结论从 Server 》 service 》 engin（container） 》没一个级别都在尝试设置parentClassLoader的值，而parentClassLoader

将作为WebappClassLoader的父类载入器。

也就是说parentClassLoader是针对WebappClassLoader而言的，而每一级别都在尝试改动它。·

如今已经介绍完了bootstrap的init方法，下一步是来介绍setAwait(true)方法的作用。

通过反射设置了Catalina的await属性为true。Catalina成功启动后

会通过检查该值来调用它的成员变量server的await方法：

public void start() {
    ........
        if (await) {
            await();
            stop();
        }
    }
 public void await() {

        getServer().await();

    }

Catalina的成员变量server是一个StandardServer对象，通过调用该对象的await方法，会让他一直监控server.xml配置文件里的这段配置：

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">，所定义的端口发送过来的命令。

最后看看start方法：

public void start()
    throws Exception {
    if( catalinaDaemon==null ) init();

    Method method = catalinaDaemon.getClass().getMethod("start", (Class [] )null);
    method.invoke(catalinaDaemon, (Object [])null);

}

start终于通过反射调用了catalinaDaemon（也就是Catalina）的start方法。

（这里看到的多处位置是通过反射调用catalinaDaemon的方法。

由于catalinaDaemon是一个object的引用指向的Catalina对象全部它仅仅能调用object对象的方法。想要调用Catalina的方法仅仅能通过反射。）

总结：bootstrap的主要任务就是初始化commonLoader。catalinaLoader，sharedLoader。通过catalinaLoader载入所须要的类。

初始化catalinaDaemon对象，调用它的start方法。



    疑问：bin/bootstrap.jar 和lib/catalina.jar中都有bootstrap，脚本调用的是bootstrap.jar中的main方法，bootstrap在初始三个类载入器后，

载入类时并没有载入org.apache.catalina.startup包下的类。也就是说尽管两个jar包都含有bootstrap类，但仅仅是系统的类载入器载入了

bin/bootstrap.jar里的bootstrap。而其它lib 文件夹下的全部的类都是有bootstrap里面的三个类载入器载入的。不清楚为什么这样做。