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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