Tomcat系统架构分析

1.1. Engine 容器

Engine 容器比较简单,它只定义了一些基本的关联关系,接口类图如下:

1). Engine 接口的类结构

它的标准实现类是 StandardEngine,这个类注意一点就是 Engine 没有父容器了,如果调用 setParent 方法时将会报错。添加子容器也只能是 Host 类型的,代码如下:

2) StandardEngine. addChild

public void addChild(Container child) {

    if (!(child instanceof Host))

        throw new IllegalArgumentException

            (sm.getString(“standardEngine.notHost”));

    super.addChild(child);

}

 

public void setParent(Container container) {

    throw new IllegalArgumentException

        (sm.getString(“standardEngine.notParent”));

}

它的初始化方法也就是初始化和它相关联的组件,以及一些事件的监听。

1.1. Host 容器

Host 是 Engine 的字容器,一个 Host 在 Engine 中代表一个虚拟主机,这个虚拟主机的作用就是运行多个应用,它负责安装和展开这些应用,并且标识这个应用以便能够区分它们。它的子容器通常是 Context,它除了关联子容器外,还有就是保存一个主机应该有的信息。

1). Host 相关的类图

从上图中可以看出除了所有容器都继承的 ContainerBase 外,StandardHost 还实现了 Deployer 接口,上图清楚的列出了这个接口的主要方法,这些方法都是安装、展开、启动和结束每个 web application。

Deployer 接口的实现是 StandardHostDeployer,这个类实现了的最要的几个方法,Host 可以调用这些方法完成应用的部署等。

1.1. Context 容器

Context 代表 Servlet 的 Context,它具备了 Servlet 运行的基本环境,理论上只要有 Context 就能运行 Servlet 了。简单的 Tomcat 可以没有 Engine 和 Host。

Context 最重要的功能就是管理它里面的 Servlet 实例,Servlet 实例在 Context 中是以 Wrapper 出现的,还有一点就是 Context 如何才能找到正确的 Servlet 来执行它呢? Tomcat5 以前是通过一个 Mapper 类来管理的,Tomcat5 以后这个功能被移到了 request 中,在前面的时序图中就可以发现获取子容器都是通过 request 来分配的。

Context 准备 Servlet 的运行环境是在 Start 方法开始的,这个方法的代码片段如下:

1). StandardContext.start

public synchronized void start() throws LifecycleException {

    ………

    if( !initialized ) {

        try {

            init();

        } catch( Exception ex ) {

            throw new LifecycleException(“Error initializaing “, ex);

        }

    }

 

………

    lifecycle.fireLifecycleEvent(BEFORE_START_EVENT, null);

    setAvailable(false);

    setConfigured(false);

    boolean ok = true;

    File configBase = getConfigBase();

    if (configBase != null) {

        if (getConfigFile() == null) {

            File file = new File(configBase, getDefaultConfigFile());

            setConfigFile(file.getPath());

            try {

                File appBaseFile = new File(getAppBase());

                if (!appBaseFile.isAbsolute()) {

                    appBaseFile = new File(engineBase(), getAppBase());

                }

                String appBase = appBaseFile.getCanonicalPath();

                String basePath =

                    (new File(getBasePath())).getCanonicalPath();

                if (!basePath.startsWith(appBase)) {

                    Server server = ServerFactory.getServer();

                    ((StandardServer) server).storeContext(this);

                }

            } catch (Exception e) {

                log.warn(“Error storing config file”, e);

            }

        } else {

            try {

                String canConfigFile =  (new File(getConfigFile())).getCanonicalPath();

                if (!canConfigFile.startsWith (configBase.getCanonicalPath())) {

                    File file = new File(configBase, getDefaultConfigFile());

                    if (copy(new File(canConfigFile), file)) {

                        setConfigFile(file.getPath());

                    }

                }

            } catch (Exception e) {

                log.warn(“Error setting config file”, e);

            }

        }

    }

 

    ………

    Container children[] = findChildren();

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

        if (children[i] instanceof Lifecycle)

            ((Lifecycle) children[i]).start();

    }

 

if (pipeline instanceof Lifecycle)

        ((Lifecycle) pipeline).start();

    ………

 

}

它主要是设置各种资源属性和管理组件,还有非常重要的就是启动子容器和 Pipeline。

我们知道 Context 的配置文件中有个 reloadable 属性,如下面配置:

2).  Server.xml

<Context

    path=”/library”

    docBase=”D:\projects\library\deploy\target\library.war”

    reloadable=”true”

/>

当这个 reloadable 设为 true 时,war 被修改后 Tomcat 会自动的重新加载这个应用。如何做到这点的呢 ? 这个功能是在 StandardContext 的 backgroundProcess 方法中实现的,这个方法的代码如下:

3).  StandardContext. backgroundProcess

public void backgroundProcess() {

    if (!started) return;

    count = (count + 1) % managerChecksFrequency;

    if ((getManager() != null) && (count == 0)) {

        try {

            getManager().backgroundProcess();

        } catch ( Exception x ) {

            log.warn(“Unable to perform background process on manager”,x);

        }

    }

    if (getLoader() != null) {

        if (reloadable && (getLoader().modified())) {

            try {

                Thread.currentThread().setContextClassLoader

                    (StandardContext.class.getClassLoader());

                reload();

            } finally {

                if (getLoader() != null) {

                    Thread.currentThread().setContextClassLoader

                        (getLoader().getClassLoader());

                }

            }

        }

        if (getLoader() instanceof WebappLoader) {

            ((WebappLoader) getLoader()).closeJARs(false);

        }

    }

}

它会调用 reload 方法,而 reload 方法会先调用 stop 方法然后再调用 Start 方法,完成 Context 的一次重新加载。可以看出执行 reload 方法的条件是 reloadable 为 true 和应用被修改,那么这个 backgroundProcess 方法是怎么被调用的呢?

这个方法是在 ContainerBase 类中定义的内部类 ContainerBackgroundProcessor 被周期调用的,这个类是运行在一个后台线程中,它会周期的执行 run 方法,它的 run 方法会周期调用所有容器的 backgroundProcess 方法,因为所有容器都会继承 ContainerBase 类,所以所有容器都能够在 backgroundProcess 方法中定义周期执行的事件。

 

 

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