Tomcat系统架构分析

Tomcat 的结构很复杂,但是 Tomcat 也非常的模块化,找到了 Tomcat 最核心的模块,您就抓住了 Tomcat 的“七寸”。

1. Tomcat整体结构

1.1. Tomcat总体结构

从上图中可以看出 Tomcat 的心脏是两个组件:Connector 和 Container,关于这两个组件将在后面详细介绍。Connector 组件是可以被替换,这样可以提供给服务器设计者更多的选择,因为这个组件是如此重要,不仅跟服务器的设计的本身,而且和不同的应用场景也十分相关,所以一个 Container 可以选择对应多个 Connector。多个 Connector 和一个 Container 就形成了一个 Service,Service 的概念大家都很熟悉了,有了 Service 就可以对外提供服务了,但是 Service 还要一个生存的环境,必须要有人能够给她生命、掌握其生死大权,那就非 Server 莫属了。所以整个 Tomcat 的生命周期由 Server 控制。

1.1. 以 Service 作为“婚姻”

我们将 Tomcat 中 Connector、Container 作为一个整体比作一对情侣的话,Connector 主要负责对外交流,可以比作为 Boy,Container 主要处理 Connector 接受的请求,主要是处理内部事务,可以比作为 Girl。那么这个 Service 就是连接这对男女的结婚证了。是 Service 将它们连接在一起,共同组成一个家庭。当然要组成一个家庭还要很多其它的元素。

说白了,Service 只是在 Connector 和 Container 外面多包一层,把它们组装在一起,向外面提供服务,一个 Service 可以设置多个 Connector,但是只能有一个 Container 容器。这个 Service 接口的方法列表如下:

1)  Service 接口

从 Service 接口中定义的方法中可以看出,它主要是为了关联 Connector 和 Container,同时会初始化它下面的其它组件,注意接口中它并没有规定一定要控制它下面的组件的生命周期。所有组件的生命周期在一个 Lifecycle 的接口中控制,这里用到了一个重要的设计模式,关于这个接口将在后面介绍。

Tomcat 中 Service 接口的标准实现类是 StandardService 它不仅实现了 Service 借口同时还实现了 Lifecycle 接口,这样它就可以控制它下面的组件的生命周期了。StandardService 类结构图如下:

 StandardService 的类结构图

从上图中可以看出除了 Service 接口的方法的实现以及控制组件生命周期的 Lifecycle 接口的实现,还有几个方法是用于在事件监听的方法的实现,不仅是这个 Service 组件,Tomcat 中其它组件也同样有这几个方法,这也是一个典型的设计模式,将在后面介绍。

下面看一下 StandardService 中主要的几个方法实现的代码,下面是 setContainer 和 addConnector 方法的源码:

1)  StandardService. SetContainer

public void setContainer(Container container) {

    Container oldContainer = this.container;

    if ((oldContainer != null) && (oldContainer instanceof Engine))

        ((Engine) oldContainer).setService(null);

    this.container = container;

    if ((this.container != null) && (this.container instanceof Engine))

        ((Engine) this.container).setService(this);

    if (started && (this.container != null) && (this.container instanceof Lifecycle)) {

        try {

            ((Lifecycle) this.container).start();

        } catch (LifecycleException e) {

            ;

        }

    }

    synchronized (connectors) {

        for (int i = 0; i < connectors.length; i++)

            connectors[i].setContainer(this.container);

    }

    if (started && (oldContainer != null) && (oldContainer instanceof Lifecycle)) {

        try {

            ((Lifecycle) oldContainer).stop();

        } catch (LifecycleException e) {

            ;

        }

    }

    support.firePropertyChange(“container”, oldContainer, this.container);

}

这段代码很简单,其实就是先判断当前的这个 Service 有没有已经关联了 Container,如果已经关联了,那么去掉这个关联关系—— oldContainer.setService(null)。如果这个 oldContainer 已经被启动了,结束它的生命周期。然后再替换新的关联、再初始化并开始这个新的 Container 的生命周期。最后将这个过程通知感兴趣的事件监听程序。这里值得注意的地方就是,修改 Container 时要将新的 Container 关联到每个 Connector,还好 Container 和 Connector 没有双向关联,不然这个关联关系将会很难维护。

2)  StandardService. addConnector

public void addConnector(Connector connector) {

    synchronized (connectors) {

        connector.setContainer(this.container);

        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 (initialized) {

            try {

                connector.initialize();

            } catch (LifecycleException e) {

                e.printStackTrace(System.err);

            }

        }

        if (started && (connector instanceof Lifecycle)) {

            try {

                ((Lifecycle) connector).start();

            } catch (LifecycleException e) {

                ;

            }

        }

        support.firePropertyChange(“connector”, null, connector);

    }

}

上面是 addConnector 方法,这个方法也很简单,首先是设置关联关系,然后是初始化工作,开始新的生命周期。这里值得一提的是,注意 Connector 用的是数组而不是 List 集合,这个从性能角度考虑可以理解,有趣的是这里用了数组但是并没有向我们平常那样,一开始就分配一个固定大小的数组,它这里的实现机制是:重新创建一个当前大小的数组对象,然后将原来的数组对象 copy 到新的数组中,这种方式实现了类似的动态数组的功能,这种实现方式,值得我们以后拿来借鉴。

最新的 Tomcat6 中 StandardService 也基本没有变化,但是从 Tomcat5 开始 Service、Server 和容器类都继承了 MBeanRegistration 接口,Mbeans 的管理更加合理。

 

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