tomcat源码分析-Connector初始化与启动

时间：2016-05-04 02:04:36 阅读：301 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

? ? 一个应用应用服务器的性能很大程度上取决于网络通信模块的实现，因而Connector模块对于tomcat来说是重中之重。从tomcat5开始，默认的连接器实现为Coyote实现(orag.apache.tomcat:tomcat-coyote:7.0.57)，本文基于coyote实现会回答如下两个问题：

? ? 一个http请求是怎么被tomcat监听到的，会有那些处理；
? ? ajp协议干什么用的。

一、Connector配置

? ? 通过对Container的初始化分析，我们很自然的会回过头来看conf/server.xml的配置，其中配置了2个Connector。?

Xml代码??
<Connector?port="8080"?protocol="HTTP/1.1"??
???????????????connectionTimeout="20000"??
???????????????redirectPort="8443"?/>??
<Connector?port="8009"?protocol="AJP/1.3"?redirectPort="8443"?/>??

为什么会有多个Connector呢？我们部署服务器的时候，通常会有2种方式：

? ? 1 直接部署tomcat，在浏览器中请求http与tomcat直连
? ? 2 部署一个nginx作反向代理，tomcat与nginx直连

这就是上面两种配置，通过协议protocol来区分。所以多个connector的好处是通过不同的协议，是tomcat服务器能够随着http的应用场景，服务器架构的升级而兼容起来。

? ? 好的，现在配置了2个Connector，那么继续思考一下，Connector是通信过程，如果是你你会怎么设计？显然需要做3件事：

（1）监听端口，创建服务端与客户端的链接；
（2）获取到客户端请求的socket数据，并对Socket数据进行解析和包装成Http请求数据格式；
（3）将包装后的数据交给Container处理

通过源码来分析，Connector有两个属性：protocolHandler（协议）和adapter（适配器），其中protocolHandler完成的是步骤(1)(2)，adapter完成的是步骤(3)。

二、Connector初始化

? ? 1. Connector构造函数

? ? 在Connector的构造方法中，通过反射生成protocolHandler。

Java代码??
public?Connector(String?protocol)?{??
????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);??
????}??
}??
??
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.coyote.ajp.AjpProtocol");??
????????????}?else?if?(protocol?!=?null)?{??
????????????????setProtocolHandlerClassName(protocol);??
????????????}??
????????}??
??
????}??

?协议的设置在conf/server.xml中配置，由setProtocol来赋值，tomcat提供了6种协议：

bubuko.com,布布扣
?

由上面6个类可知，对于http/ajp协议，tomcat均提供了三种运行模式，及BIO、NIO、APR，BIO即传统的blocking io，性能是最差的，APR是通过安装apr和native，从操作系统层面解决异步IO问题，能大幅提高性能，最省心也能较大幅度提高性能的是NIO，只需将Connector的protocol配成"org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"即可。

? ? 为了便于分析，这里只分析Http11Protocol。由类图可以看到，归根结底Http11Protocol是ProtocolHandler的实现，在Http11Protocol的构造方法中，对成员变量endpoint和cHandler进行初始化

Java代码??
public?Http11Protocol()?{??
????????endpoint?=?new?JIoEndpoint();??
????????cHandler?=?new?Http11ConnectionHandler(this);??
????????((JIoEndpoint)?endpoint).setHandler(cHandler);??
????????setSoLinger(Constants.DEFAULT_CONNECTION_LINGER);??
????????setSoTimeout(Constants.DEFAULT_CONNECTION_TIMEOUT);??
????????setTcpNoDelay(Constants.DEFAULT_TCP_NO_DELAY);??
????}??

?，这两个很重要，在后面会讲到。

? ??继续到Connector代码中，由前面提到的tomcat启动过程知道，会调用Connector两个方法init和start。而端口的绑定和监听则分别在这两个方法中完成。

? ? 2. Connector的init()方法

? ? 调用的是Connector的initInternal()方法，主要做了3件事

Java代码??
protected?void?initInternal()?throws?LifecycleException?{??
??
????????super.initInternal();??
??
????????//?step?1.?Initialize?adapter??
????????adapter?=?new?CoyoteAdapter(this);??
????????protocolHandler.setAdapter(adapter);??
??
????????//?Make?sure?parseBodyMethodsSet?has?a?default??
????????if(?null?==?parseBodyMethodsSet?)?{??
????????????setParseBodyMethods(getParseBodyMethods());??
????????}??
??
????????if?(protocolHandler.isAprRequired()?&&??
????????????????!AprLifecycleListener.isAprAvailable())?{??
????????????//??
????????}??
??
????????try?{??
????????????//?step?2??
????????????protocolHandler.init();??
????????}?catch?(Exception?e)?{??
????????????//??
????????}??
??
????????//?step?3?Initialize?mapper?listener??
????????mapperListener.init();??
????}??

步骤2中Http11Protocol的init方法，最终会调用到其父类AbstractProtocol的init方法，在这个方法里面对endpoint（Http11Protocol使用的是JIoEndPoint）进行了初始化。

Java代码??
public?void?init()?throws?Exception?{??
????????//?...??
??
????????String?endpointName?=?getName();??
????????endpoint.setName(endpointName.substring(1,?endpointName.length()-1));??
??
????????try?{??
????????????endpoint.init();??
????????}?catch?(Exception?ex)?{??
????????????//??
????????}??
????}??

?endpoint.init()在AbstractEndpoint中，完成了对需要监听的端口的绑定。

Java代码??
public?final?void?init()?throws?Exception?{??
????????if?(bindOnInit)?{??
????????????bind();??
????????????bindState?=?BindState.BOUND_ON_INIT;??
????????}??
????}??

?在JIoEndpoint的bind()中完成了对端口的绑定。

三、Connector启动

? ??Connector的启动会调用start方法，在startInternal方法中，

Java代码??
protected?void?startInternal()?throws?LifecycleException?{??
??
????????//?Validate?settings?before?starting??
????????if?(getPort()?<?0)?{??
????????????//??
????????}??
??
????????setState(LifecycleState.STARTING);?//?发送STARTING事件??
??
????????try?{??
????????????protocolHandler.start();?//?启动端口监听??
????????}?catch?(Exception?e)?{??
????????????//??
????????}??
??
????????mapperListener.start();?//?这个很重要，后面会讲到??
????}??

?可以看到，start相对init是调用了对应的start方法。其中，protocolHandler.start();即调用了Http11Protocol的start方法。最终调用了调用了JIoEndpoint的startInternal方法，初始化了处理连接请求的线程池（默认最大线程数200个），开启Acceptor线程接收请求。

Java代码??
public?void?startInternal()?throws?Exception?{??
??
????????if?(!running)?{??
????????????running?=?true;??
????????????paused?=?false;??
??
????????????//?Create?worker?collection??
????????????if?(getExecutor()?==?null)?{??
????????????????createExecutor();??
????????????}??
??
????????????initializeConnectionLatch();??
??
????????????startAcceptorThreads();??
??
????????????//?Start?async?timeout?thread??
????????????Thread?timeoutThread?=?new?Thread(new?AsyncTimeout(),??
????????????????????getName()?+?"-AsyncTimeout");??
????????????timeoutThread.setPriority(threadPriority);??
????????????timeoutThread.setDaemon(true);??
????????????timeoutThread.start();??
????????}??
????}??

? ??

四、一个http请求在Connector中所经历的代码逻辑

? ? 先来个粗犷的印象，

Code代码??
LifecycleBase?implements?Lifecycle??
start()?Lifecycle??
??startInternal()?LifecycleBase??
??
------------------------------??
??
Catalina#load()??
??StandardServer#init()??
????StandService[i]#init()??
??????Container[i]#init()??
??????Executor[i]#init()??
??????Connector[i]#init()??
??
Connector#initInternal()??
??adapter?=?new?CoyoteAdapter(this)??
??AbstractProtocol?extends?ProtocolHandler.setAdapter(adapter)??
??protocolHandler.init()??
??mapperListener.init()??
??
AbstractProtocol?implements?ProtocolHandler#init()??
??AbstractEndpoint#init()??
????bind()??
??
------------------------------??
??
Catalina#start()??
??if?(getServer()?==?null)?load();??
??StandardServer#start()??
????StandardService[i]#start()??
??????Container#start()??
??????Executor[i]#start()??
??????Connector[i]#start()??
Connector#startInternal()??
??AbstractProtocol?implements?ProtocolHandler#start()??
????AbstractEndpoint#start()??
??mapperListener.start()??
??
JIoEndpoint#startInternal()??
??createExecutor()??
??initializeConnectionLatch()??
??startAcceptorThreads()??
??
AbstractEndpoint#startAcceptorThreads()??
??acceptors[i]?=?createAcceptor()??
??new?Thread(acceptors[i]).start()??
??
JIoEndpoint.Acceptor?implements?Runnable??
??Socket?socket?=?serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket)??
??processSocket(socket)??
????SocketWrapper<Socket>?wrapper?=?new?SocketWrapper<Socket>(socket)??
????getExecutor().execute(new?SocketProcessor(wrapper))??
??
SocketProcessor?implements?Runnable??
??state?=?handler.process(socket,status);??
??
Http11Protocol?...?extends?AbstractProtocol<S>??
???Http11ConnectionHandler?extends?AbstractConnectionHandler?implements?Handler??
AbstractProtocol??
???AbstractConnectionHandler?implements?AbstractEndpoint.Handler??
??????SocketState?process(SocketWrapper<S>?wrapper,?SocketStatus?status)??
????????state?=?processor.process(wrapper)??
??
AbstractHttp11Processor??
??SocketState?process(SocketWrapper<S>?socketWrapper)??
????adapter.service(request,?response)??
????

?在上文中有分析Connector在启动的时候会监听端口。继续以JIoEndpoint为例，在其Accptor类中：

Java代码??
protected?class?Acceptor?extends?AbstractEndpoint.Acceptor?{??
????@Override??
????public?void?run()?{??
????????while?(running)?{??
????????????//??
????????????try?{??
????????????????//当前连接数??
????????????????countUpOrAwaitConnection();??
????????????????Socket?socket?=?null;??
????????????????try?{??
????????????????????//取出队列中的连接请求??
????????????????????socket?=?serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);??
????????????????}?catch?(IOException?ioe)?{??
????????????????????countDownConnection();??
????????????????}??
????????????????if?(running?&&?!paused?&&?setSocketOptions(socket))?{??
????????????????????//处理请求??
????????????????????if?(!processSocket(socket))?{??
????????????????????????countDownConnection();??
????????????????????????closeSocket(socket);??
????????????????????}??
????????????????}?else?{??
????????????????????countDownConnection();??
????????????????????//?Close?socket?right?away??
????????????????????closeSocket(socket);??
????????????????}??
????????????}???
????????????//??
????????}??
????}??
}??

?在上面的代码中，socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);与客户端建立连接，将连接的socket交给processSocket(socket)来处理。在processSocket中，对socket进行包装一下交给线程池来处理：

Java代码??
protected?boolean?processSocket(Socket?socket)?{??
????try?{??
????????SocketWrapper<Socket>?wrapper?=?new?SocketWrapper<Socket>(socket);??
????????wrapper.setKeepAliveLeft(getMaxKeepAliveRequests());??
????????wrapper.setSecure(isSSLEnabled());??
????????//交给线程池处理连接??
????????getExecutor().execute(new?SocketProcessor(wrapper));??
????}???
????//??
????return?true;??
}??

?线程池处理的任务SocketProccessor，通过代码分析：

Java代码??
protected?class?SocketProcessor?implements?Runnable?{??
??
????protected?SocketWrapper<Socket>?socket?=?null;??
????protected?SocketStatus?status?=?null;??
??
????@Override??
????public?void?run()?{??
????????boolean?launch?=?false;??
????????synchronized?(socket)?{??
????????????SocketState?state?=?SocketState.OPEN;??
????????????try?{??
????????????????serverSocketFactory.handshake(socket.getSocket());??
????????????}???
????????????//??
????????????if?((state?!=?SocketState.CLOSED))?{??
????????????????//委派给Handler来处理??
????????????????if?(status?==?null)?{??
????????????????????state?=?handler.process(socket,?SocketStatus.OPEN_READ);??
????????????????}?else?{??
????????????????????state?=?handler.process(socket,status);??
????????????????}??
????????????}}}??
????????????//??
}??

?即在SocketProcessor中，将Socket交给handler处理，这个handler就是在Http11Protocol的构造方法中赋值的Http11ConnectionHandler，在该类的父类process方法中通过请求的状态，来创建Http11Processor处理器进行相应的处理，切到Http11Proccessor的父类AbstractHttp11Proccessor中。

Java代码??
public?SocketState?process(SocketWrapper?socketWrapper)?{??
????RequestInfo?rp?=?request.getRequestProcessor();??
????rp.setStage(org.apache.coyote.Constants.STAGE_PARSE);??
??
????//?Setting?up?the?I/O??
????setSocketWrapper(socketWrapper);??
????getInputBuffer().init(socketWrapper,?endpoint);??
????getOutputBuffer().init(socketWrapper,?endpoint);??
??
????while?(!getErrorState().isError()?&&?keepAlive?&&?!comet?&&?!isAsync()?&&??
????????????upgradeInbound?==?null?&&??
????????????httpUpgradeHandler?==?null?&&?!endpoint.isPaused())?{??
????????//??
????????if?(!getErrorState().isError())?{??
????????????//?Setting?up?filters,?and?parse?some?request?headers??
????????????rp.setStage(org.apache.coyote.Constants.STAGE_PREPARE);??
????????????try?{??
????????????????//请求预处理??
????????????????prepareRequest();??
????????????}???
????????????//??
????????}??
????????//??
????????if?(!getErrorState().isError())?{??
????????????try?{??
????????????????rp.setStage(org.apache.coyote.Constants.STAGE_SERVICE);??
????????????????//交由适配器处理??
????????????????adapter.service(request,?response);??
??
????????????????if(keepAlive?&&?!getErrorState().isError()?&&?(??
????????????????????????response.getErrorException()?!=?null?||??
????????????????????????????????(!isAsync()?&&??
????????????????????????????????statusDropsConnection(response.getStatus()))))?{??
????????????????????setErrorState(ErrorState.CLOSE_CLEAN,?null);??
????????????????}??
????????????????setCometTimeouts(socketWrapper);??
????????????}???
????????}??
????}??
????//??
}????????????

代码很长，删掉的部分比较多，在这个方法里，可以看到Request和Response的生成，从Socket中获取请求数据，keep-alive处理，数据包装等，最后交给了CoyoteAdapter的service方法。

tomcat源码分析-Connector初始化与启动

原文：http://wely.iteye.com/blog/2295171

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