前言：
上篇《探秘Tomcat——启动篇》粗线条的介绍了在tomcat在启动过程中如何初始化Bootstrap类，加载并执行server，从而启动整个tomcat服务，一直到我们看到控制台打印出如下信息
七月 16, 2016 4:42:18 下午 org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener init
信息: The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal performance in production environments was not found on the java.library.path: C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_60\bin;C:\Windows\Sun\Java\bin;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_60\jre\bin;C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_60/bin/../jre/bin/server;C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_60/bin/../jre/bin;C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_60/bin/../jre/lib/amd64;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_60\bin;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;C:\Program Files (x86)\ATI Technologies\ATI.ACE\Core-Static;C:\Program Files (x86)\Intel\OpenCL SDK\2.0\bin\x86;C:\Program Files (x86)\Intel\OpenCL SDK\2.0\bin\x64;C:\Program Files (x86)\Microsoft SQL Server\100\Tools\Binn\;C:\Program Files\Microsoft SQL Server\100\Tools\Binn\;C:\Program Files\Microsoft SQL Server\100\DTS\Binn\;C:\Program Files (x86)\Microsoft SQL Server\100\Tools\Binn\VSShell\Common7\IDE\;C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 9.0\Common7\IDE\PrivateAssemblies\;C:\Program Files (x86)\Microsoft SQL Server\100\DTS\Binn\;C:\Program Files\nodejs;E:\software\apache-maven-3.1.0-bin\apache-maven-3.1.0\bin;E:\software\gradle-2.7\bin;C:\Program Files (x86)\Git\bin;C:\Program Files (x86)\Git\cmd;C:\Users\Administrator\Desktop\博客\20160410\android\android-sdk-windows\tools;E:\software\apache-ant-1.9.7-bin\apache-ant-1.9.7\bin;C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\npm;E:\安装包\学习软件\eclipse-jee-mars-1-win32-x86_64\eclipse;;.
七月 16, 2016 4:42:41 下午 org.apache.coyote.http11.Http11Protocol init
信息: Initializing Coyote HTTP/1.1 on http-8080
七月 16, 2016 4:45:01 下午 org.apache.catalina.startup.Catalina load
信息: Initialization processed in 190850 ms
七月 16, 2016 4:45:07 下午 org.apache.catalina.core.StandardService start
信息: Starting service Catalina
七月 16, 2016 4:45:07 下午 org.apache.catalina.core.StandardEngine start
信息: Starting Servlet Engine: Apache Tomcat/@VERSION@
七月 16, 2016 4:45:12 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDescriptor
信息: Deploying configuration descriptor host-manager.xml
七月 16, 2016 4:45:17 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDescriptor
信息: Deploying configuration descriptor manager.xml
七月 16, 2016 4:45:18 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory
信息: Deploying web application directory docs
七月 16, 2016 4:45:19 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory
信息: Deploying web application directory examples
七月 16, 2016 4:45:21 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
信息: ContextListener: contextInitialized()
七月 16, 2016 4:45:21 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
信息: SessionListener: contextInitialized()
七月 16, 2016 4:45:21 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory
信息: Deploying web application directory ROOT
七月 16, 2016 4:47:47 下午 org.apache.coyote.http11.Http11Protocol start
信息: Starting Coyote HTTP/1.1 on http-8080
七月 16, 2016 4:48:36 下午 org.apache.jk.common.ChannelSocket init
信息: JK: ajp13 listening on /0.0.0.0:8009
七月 16, 2016 4:48:44 下午 org.apache.jk.server.JkMain start
信息: Jk running ID=0 time=7967/16219 config=null
七月 16, 2016 4:49:07 下午 org.apache.catalina.startup.Catalina start
信息: Server startup in 243017 ms
表示tomcat服务启动成功。
从上面的tomcat启动过程打印信息我们可以发现，在启动tomcat时，我们做了很多工作，包括一些类加载器的初始化，server的加载和启动等，本篇紧接着上篇来说说
七月 16, 2016 4:47:47 下午 org.apache.coyote.http11.Http11Protocol start
信息: Starting Coyote HTTP/1.1 on http-8080
七月 16, 2016 4:48:36 下午 org.apache.jk.common.ChannelSocket init
信息: JK: ajp13 listening on /0.0.0.0:8009
七月 16, 2016 4:48:44 下午 org.apache.jk.server.JkMain start
信息: Jk running ID=0 time=7967/16219 config=null
这几行console信息背后的故事……
正文：
我们还是从Bootstrap类的main方法说起
public static void main(String args[]) {
if (daemon == null) {
daemon = new Bootstrap();
try {
daemon.init();
} catch (Throwable t) {
t.printStackTrace();
return;
}
}
try {
String command = "start";
if (args.length > 0) {
command = args[args.length - 1];
}
if (command.equals("startd")) {
args[args.length - 1] = "start";
daemon.load(args);
daemon.start();
} else if (command.equals("stopd")) {
args[args.length - 1] = "stop";
daemon.stop();
} else if (command.equals("start")) {
daemon.setAwait(true);
daemon.load(args);
daemon.start();
} else if (command.equals("stop")) {
daemon.stopServer(args);
} else {
log.warn("Bootstrap: command \"" + command + "\" does not exist.");
}
} catch (Throwable t) {
t.printStackTrace();
}
}
在line28~29可以看出依次执行deamon的load和start方法，而实际上这两个方法的具体实现是通过反射机制跳转到类Catalina中找到相应的load和start方法的。
load方法执行的是谁的load？load了那些服务组件？load的目的又是什么？
Catalina.load方法中一个很重要的方法就是createStartDigester，完成的工作是根据conf/server.xml文件中的数据，将相应的元素转化 为对象，将元素中的属性转化为生成对象的属性，并且理清楚各个元素之间的关联关系。比如server.xml文件中最外层的元素是server，server中包含了子节点service，而在这个service里面又有很多元素节点如Connector、Engie、Host等等，这是他们之间的关系。简单说就是先定义一个规则，好让后面在实际解析这个xml文件的时候有章可循。
当在执行到load中的digester.parse(inputSource)方法时，会依次遍历每个元素，当遍历到Connector元素的时候，会依次调用Digester.startElement->Rule.begin->ConnectorCreateRule.begin.
public void begin(Attributes attributes) throws Exception {
Service svc = (Service)digester.peek();
Executor ex = null;
if ( attributes.getValue("executor")!=null ) {
ex = svc.getExecutor(attributes.getValue("executor"));
}
Connector con = new Connector(attributes.getValue("protocol"));
if ( ex != null ) _setExecutor(con,ex);
digester.push(con);
}
line7获取到server.xml中Connector的protocol属性之后，以此传值并创建一个Connetor对象。
备注：server.xml中有声明了两个Connetor元素，分别是：
<!-- A "Connector" represents an endpoint by which requests are received
and responses are returned. Documentation at :
Java HTTP Connector: /docs/config/http.html (blocking & non-blocking)
Java AJP Connector: /docs/config/ajp.html
APR (HTTP/AJP) Connector: /docs/apr.html
Define a non-SSL HTTP/1.1 Connector on port 8080
-->
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
<!-- A "Connector" using the shared thread pool-->
<!--
<Connector executor="tomcatThreadPool"
port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
-->
<!-- Define a SSL HTTP/1.1 Connector on port 8443
This connector uses the JSSE configuration, when using APR, the
connector should be using the OpenSSL style configuration
described in the APR documentation -->
<!--
<Connector port="8443" protocol="HTTP/1.1" SSLEnabled="true"
maxThreads="150" scheme="https" secure="true"
clientAuth="false" sslProtocol="TLS" />
--> <!-- Define an AJP 1.3 Connector on port 8009 -->
<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
server.xml-Connetor
从Connetor类的构造函数可以看出，我们首先会执行Connetor类的setProtocol方法，这时候传入的attributs.getValue("protocol")就会派上用场。
public Connector(String protocol)
throws Exception {
setProtocol(protocol);
// Instantiate protocol handler
try {
Class clazz = Class.forName(protocolHandlerClassName);
this.protocolHandler = (ProtocolHandler) clazz.newInstance();
} catch (Exception e) {
log.error
(sm.getString
("coyoteConnector.protocolHandlerInstantiationFailed", e));
}
}
setProtocol方法如下
public void setProtocol(String protocol) {
if (AprLifecycleListener.isAprAvailable()) {
if ("HTTP/1.1".equals(protocol)) {
setProtocolHandlerClassName
("org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol");
} else if ("AJP/1.3".equals(protocol)) {
setProtocolHandlerClassName
("org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol");
} else if (protocol != null) {
setProtocolHandlerClassName(protocol);
} else {
setProtocolHandlerClassName
("org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol");
}
} else {
if ("HTTP/1.1".equals(protocol)) {
setProtocolHandlerClassName
("org.apache.coyote.http11.Http11Protocol");
} else if ("AJP/1.3".equals(protocol)) {
setProtocolHandlerClassName
("org.apache.jk.server.JkCoyoteHandler");
} else if (protocol != null) {
setProtocolHandlerClassName(protocol);
}
}
}
这里首先遍历到的server.xml中的Connector元素是protocol="HTTP/1.1"，这时候将org.apache.coyote.http11.Http11Protocol赋值给Connetor的protocolHandlerClassName变量，之后在Connetor构造函数中完成以当前的protocolHandlerClassName值构造一个org.apache.coyote.http11.Http11Protocol对象，并赋值于Connetor的protocolHandler变量。在Http11Protocol类中我们可以发现其中的构造函数和声明的fields如下：
// ------------------------------------------------------------ Constructor
public Http11Protocol() {
setSoLinger(Constants.DEFAULT_CONNECTION_LINGER);
setSoTimeout(Constants.DEFAULT_CONNECTION_TIMEOUT);
//setServerSoTimeout(Constants.DEFAULT_SERVER_SOCKET_TIMEOUT);
setTcpNoDelay(Constants.DEFAULT_TCP_NO_DELAY);
}
// ----------------------------------------------------------------- Fields
protected Http11ConnectionHandler cHandler = new Http11ConnectionHandler(this);
protected JIoEndpoint endpoint = new JIoEndpoint();
这里初始化主要用于创建serviceSocket对象
这里的protocolHandler.init()会根据当前的protocolHandler的对象调用相应类的init方法，比如对于Http11Protocol，则会调用Http11Protocol中的init方法，而Http11Protocol.init又会调用endpiont.init方法，endpiont.init的具体实现在JIoEndpoint的init方法中，如下：
public void init()
throws Exception { if (initialized)
return; // Initialize thread count defaults for acceptor
if (acceptorThreadCount == 0) {
acceptorThreadCount = 1;
}
if (serverSocketFactory == null) {
serverSocketFactory = ServerSocketFactory.getDefault();
}
if (serverSocket == null) {
try {
if (address == null) {
serverSocket = serverSocketFactory.createSocket(port, backlog);
} else {
serverSocket = serverSocketFactory.createSocket(port, backlog, address);
}
} catch (BindException orig) {
String msg;
if (address == null)
msg = orig.getMessage() + " <null>:" + port;
else
msg = orig.getMessage() + " " +
address.toString() + ":" + port;
BindException be = new BindException(msg);
be.initCause(orig);
throw be;
}
}
//if( serverTimeout >= 0 )
// serverSocket.setSoTimeout( serverTimeout ); initialized = true; }
line17创建了serverSocket对象（这里的调用关系比较深，要结合代码和debug来看）。
当Http11Protocol.init方法执行完后，console会打印如下信息：
七月 16, 2016 7:03:06 下午 org.apache.coyote.http11.Http11Protocol init
信息: Initializing Coyote HTTP/1.1 on http-8080
之后同理解析到"AJP/1.3"并生成JkCoyoteHandler对象并完成初始化的过程。
至此，就执行完成了load的所有工作。
start方法又是谁的start？谁为start提供了如此便捷的实现？start又启动了那些服务组件？
下面就开始执行我们的start方法，也就是Catalina.start。
public void start() {
if (getServer() == null) {
load();
}
if (getServer() == null) {
log.fatal("Cannot start server. Server instance is not configured.");
return;
}
long t1 = System.nanoTime();
// Start the new server
if (getServer() instanceof Lifecycle) {
try {
((Lifecycle) getServer()).start();
} catch (LifecycleException e) {
log.error("Catalina.start: ", e);
}
}
long t2 = System.nanoTime();
if(log.isInfoEnabled())
log.info("Server startup in " + ((t2 - t1) / 1000000) + " ms");
try {
// Register shutdown hook
if (useShutdownHook) {
if (shutdownHook == null) {
shutdownHook = new CatalinaShutdownHook();
}
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(shutdownHook);
// If JULI is being used, disable JULI's shutdown hook since
// shutdown hooks run in parallel and log messages may be lost
// if JULI's hook completes before the CatalinaShutdownHook()
LogManager logManager = LogManager.getLogManager();
if (logManager instanceof ClassLoaderLogManager) {
((ClassLoaderLogManager) logManager).setUseShutdownHook(
false);
}
}
} catch (Throwable t) {
// This will fail on JDK 1.2. Ignoring, as Tomcat can run
// fine without the shutdown hook.
}
if (await) {
await();
stop();
}
}
Catalina.start
首先执行到((Lifecycle) getServer()).start()的时候会进入StandarServer执行start方法。
public void start() throws LifecycleException {
// Validate and update our current component state
if (started) {
log.debug(sm.getString("standardServer.start.started"));
return;
}
// Notify our interested LifecycleListeners
lifecycle.fireLifecycleEvent(BEFORE_START_EVENT, null);
lifecycle.fireLifecycleEvent(START_EVENT, null);
started = true;
// Start our defined Services
synchronized (services) {
for (int i = 0; i < services.length; i++) {
if (services[i] instanceof Lifecycle)
((Lifecycle) services[i]).start();
}
}
// Notify our interested LifecycleListeners
lifecycle.fireLifecycleEvent(AFTER_START_EVENT, null);
}
该方法唤醒所有LifecycleListeners，具体实现在LifeCycleSupport.fireLifecycleEvent中，包括NamingContextListener、AprLifecycleListener、JasperListener、JreMemoryLeakPreventionListener、ServerLifecycleListener和GlobalResourcesLifecycleListener。
通过循环遍历，启动所有的serivces。这里我们看看StandardService的start方法实现：
public void start() throws LifecycleException {
// Validate and update our current component state
if (started) {
if (log.isInfoEnabled()) {
log.info(sm.getString("standardService.start.started"));
}
return;
}
if( ! initialized )
init();
// Notify our interested LifecycleListeners
lifecycle.fireLifecycleEvent(BEFORE_START_EVENT, null);
if(log.isInfoEnabled())
log.info(sm.getString("standardService.start.name", this.name));
lifecycle.fireLifecycleEvent(START_EVENT, null);
started = true;
// Start our defined Container first
if (container != null) {
synchronized (container) {
if (container instanceof Lifecycle) {
((Lifecycle) container).start();
}
}
}
synchronized (executors) {
for ( int i=0; i<executors.size(); i++ ) {
executors.get(i).start();
}
}
// Start our defined Connectors second
synchronized (connectors) {
for (int i = 0; i < connectors.length; i++) {
try {
((Lifecycle) connectors[i]).start();
} catch (Exception e) {
log.error(sm.getString(
"standardService.connector.startFailed",
connectors[i]), e);
}
}
}
// Notify our interested LifecycleListeners
lifecycle.fireLifecycleEvent(AFTER_START_EVENT, null);
}
line21~28用于递归启动Containers，大致的调用层次为：大致为Server.start->Service.start->StandarEngine.start->StandardHost.start->StandardPipeline.start
line36~47用于启动Connetors，即如下图所示的两个connetors：
这里对于Http11Protocol的调用顺序是StandardService.start->Connetor.start->Http11Protocol.start->JIoEndpoint.start，启动成功后在console得到打印信息：
七月 16, 2016 7:30:50 下午 org.apache.coyote.http11.Http11Protocol start
信息: Starting Coyote HTTP/1.1 on http-8080
对于JkCoyoteHandler调用顺序是StandardService.start->Connetor.start->JkCoyoteHandler.start->JkMain.start，启动成功后在console得到打印信息：
七月 16, 2016 7:36:00 下午 org.apache.jk.common.ChannelSocket init
信息: JK: ajp13 listening on /0.0.0.0:8009
七月 16, 2016 7:36:16 下午 org.apache.jk.server.JkMain start
信息: Jk running ID=0 time=33100/45405 config=null
至此，我们算是理清楚了，如何从一个server的load和start能够把所有的services启动，以及service中的Connetor和Container启动起来的。
其实读tomcat的代码还是很费劲的，主要的自己的功力还比较浅，其中用到的一些框架技术或者设计模式不能完全理解，所以阅读过程中会经常卡住，但是从这块启动来看，主要的脉络还是看明白了，读完之后体会还是蛮深刻：
为什么tomcat能够做到启动一个server就能够把存在其上面的serveices都启动，我想这应该是得益于LifeCycle机制，正如上篇所说，所有的组件都实现了LifeCycle的接口，说白了这就是java的面向接口编程的思想的应用，每个组件都实现了LifeCycle接口，而这个接口中具有了start方法，从而可以通过递归调用实现牵一发而动全身的效果；
我们对于Connetor和Container的初始化和启动的所有信息都是来源于配置文件，我们把这些可以灵活配置的信息放到了server.xml文件中，这样下次如果我们想换个端口就可以直接改在文件中，而不需要动代码，这也是降低了代码的耦合性；
当然了，源码中的奥妙肯定远不止于此，还需要慢慢研读^_^，最近有研究tomcat源码的可以一起交流，毕竟一个人能看到的还是蛮有限的。
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