Tomcat源码分析-启动分析(二) Catalina初始化

Bootstrap

Tomcat运行是通过Bootstrap的main方法，在开发工具中，我们只需要运行Bootstrap的main方法，便可以启动tomcat进行代码调试和分析。Bootstrap是tomcat的入口，它会完成初始化ClassLoader，实例化Catalina以及load、start动作。在这一篇文章中，我们将会对tomcat初始化过程进行分析。

main方法

首先实例化Bootstrap，并调用init方法对其初始化

Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();

init

首先初始化commonLoader、catalinaLoader、sharedLoader，默认情况下这三个是相同的实例，用于加载不同的资源。然后，使用反射实例化Catalina，设置其parentClassLoader为sharedLoader

public void init() throws Exception {// 初始化commonLoader、catalinaLoader、sharedLoader，关于ClassLoader的后面再单独分析initClassLoaders();Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader);SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader);// 反射方法实例化Catalina，后面初始化Catalina也用了很多反射，不知道意图是什么Class<?> startupClass = catalinaLoader.loadClass("org.apache.catalina.startup.Catalina");Object startupInstance = startupClass.getConstructor().newInstance();// 反射调用setParentClassLoader方法，设置其parentClassLoader为sharedLoaderString methodName = "setParentClassLoader";Class<?> paramTypes[] = new Class[1];paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");Object paramValues[] = new Object[1];paramValues[0] = sharedLoader;Method method =startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);method.invoke(startupInstance, paramValues);// 引用Catalina实例catalinaDaemon = startupInstance;

load & start

初始化Bootstrap之后，接下来就是加载配置，启动容器。而load、start实际上是由Bootstrap反射调用Catalina的load、start，这一部分代码将在下面的Catalina部分进行分析

• 启动时，Catalina.setAwait(true)，其目的是为了让tomcat在关闭端口阻塞监听关闭命令，参考Catalina.await()方法
• deamon.load(args)，实际上会去调用Catalina#load(args)方法，会去初始化一些资源，优先加载conf/server.xml，找不到再去加载server-embed.xml；此外，load方法还会初始化Server
• daemon.start()，实例上是调用Catalina.start()

// daemon即Bootstrap实例
daemon.setAwait(true);
daemon.load(args);

Catalina

由前面的分析，可知Bootstrap中的load逻辑实际上是交给Catalina去处理的，下面我们对Catalina的初始化过程进行分析

load(init)

load阶段主要是通过读取conf/server.xml或者server-embed.xml，实例化Server、Service、Connector、Engine、Host等组件，并调用Lifecycle#init()完成初始化动作，以及发出INITIALIZING、INITIALIZED事件

1、 首先初始化jmx的环境变量
2、 定义解析server.xml的配置，告诉Digester哪个xml标签应该解析成什么类，如果我们要改变server.xml的某个属性值(比如优化tomcat线程池)，直接查看对应实现类的setXXX方法即可
3、 解析conf/server.xml或者server-embed.xml，并且实例化对应的组件并且赋值操作，比如Server、Container、Connector等等
4、 为Server设置catalina信息，指定Catalina实例，设置catalina的home、base路径
5、 调用StarndServer#init()方法，完成各个组件的初始化，并且由parent组件初始化child组件，一层套一层，这个设计真心牛逼！

public void load() {initDirs();// 初始化jmx的环境变量initNaming();// Create and execute our Digester// 定义解析server.xml的配置，告诉Digester哪个xml标签应该解析成什么类Digester digester = createStartDigester();InputSource inputSource = null;InputStream inputStream = null;File file = null;try {// 首先尝试加载conf/server.xml，省略部分代码......// 如果不存在conf/server.xml，则加载server-embed.xml(该xml在catalina.jar中)，省略部分代码......// 如果还是加载不到xml，则直接return，省略部分代码......try {inputSource.setByteStream(inputStream);// 把Catalina作为一个顶级实例digester.push(this);// 解析过程会实例化各个组件，比如Server、Container、Connector等digester.parse(inputSource);} catch (SAXParseException spe) {// 处理异常......}} finally {// 关闭IO流......}// 给Server设置catalina信息getServer().setCatalina(this);getServer().setCatalinaHome(Bootstrap.getCatalinaHomeFile());getServer().setCatalinaBase(Bootstrap.getCatalinaBaseFile());// Stream redirectioninitStreams();// 调用Lifecycle的init阶段try {getServer().init();} catch (LifecycleException e) {// ......}// ......

load时序图如下所示(查看原图)：

• Digester利用jdk提供的sax解析功能，将server.xml的配置解析成对应的Bean，并完成注入，比如往Server中注入Service
• EngineConfig，它是一个LifecycleListener实现，用于配置Engine，但是只会处理START_EVENT和STOP_EVENT事件
• Connector默认会有两种：HTTP/1.1、AJP，不同的Connector内部持有不同的CoyoteAdapter和ProtocolHandler，在Connector初始化的时候，也会对ProtocolHandler进行初始化，完成端口的监听
• ProtocolHandler常用的实现有Http11NioProtocol、AjpNioProtocol，还有apr系列的Http11AprProtocol、AjpAprProtocol，apr系列只有在使用apr包的时候才会使用到
• 在ProtocolHandler调用init初始化的时候，还会去执行AbstractEndpoint的init方法，完成请求端口绑定、初始化NIO等操作，在tomcat7中使用JIoEndpoint阻塞IO，而tomcat8中直接移除了JIoEndpoint，具体信息请查看org.apache.tomcat.util.net这个包

Catalina在load结束之前，会调用Server的init()完成各个组件的初始化，下面我们来分析下各个组件在init初始化过程中都做了哪些操作