Servlet和Tomcat底层源码分析

Servlet 源码分析

Servlet 结构图

Servlet 和 ServletConfig 都是顶层接口,而 GenericServlet 实现了这两个顶层接口,然后HttpServlet 继承了 GenericServlet 类.所以要实现一个 Servlet 直接就可以继承 HttpServlet

Servlet 接口：

public interface Servlet {

//负责初始化 Servlet 对象。容器一旦创建好 Servlet 对象后，就调用此方法来初始化 Servlet 对象

public void init(ServletConfig config) throws ServletException;

//负责处理客户的请求并返回响应。当容器接收到客户端要求访问特定的 servlet 请求时，就会调用 Servlet 的 service 方法

public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException;

//Destroy()方法负责释放 Servlet 对象占用的资源，当 servlet 对象结束生命周期时，servlet 容器调用此方法来销毁 servlet 对象.

public void destroy();

//说明：Init(),service(),destroy() 这三个方法是 Servlet 生命周期中的最重要的三个方法。

//返回一个字符串，在该字符串中包含 servlet 的创建者，版本和版权等信息

public String getServletInfo();

//GetServletConfig: 返回一个 ServletConfig 对象，该对象中包含了 Servlet 初始化参数信息

public ServletConfig getServletConfig();

}

init 方法接收一个 ServletConfig 参数,由容器传入.ServletConfig 就是 Servlet 的配置,在web.xml 中定义 Servlet 时通过 init-param 标签配置的参数由 ServletConfig 保存

ServletConfig 接口

public interface ServletConfig {

//用于获取 Servlet 名,web.xml 中定义的 servlet-name

String getServletName();

//获取 Servlet 上下文对象(非常重要)

ServletContext getServletContext();

//获取 init-param 中的配置参数

String getInitParameter(String var1);

//获取配置的所有 init-param 名字集合

Enumeration<String> getInitParameterNames();

}

ServletConfig 是 Servlet 级别,而 ServletContext 是全局的

GenericServlet 抽象类

GenericServlet 是 Servlet 的默认实现,是与具体协议无关的

//抽象类 GenericServlet 实现了 Servlet 接口的同时，也实现了 ServletConfig 接口和Serializable 这两个接口

public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, java.io.Serializable {

//私有变量，保存 init()传入的 ServletConfig 对象的引用

private transient ServletConfig config;

//无参的构造方法

public GenericServlet() { }

------------------------------------

以下方法实现了 servlet 接口中的 5 个方法

实现 Servlet 接口方法开始

------------------------------------

实现接口 Servlet 中的带参数的 init(ServletConfig Config) 方法，将传递的

ServletConfig 对象的引用保存到私有成员变量中，

使得 GenericServlet 对象和一个 ServletConfig 对象关联.

同时它也调用了自身的不带参数的 init()方法**/

public void init(ServletConfig config) throws ServletException {

this.config = config;

this.init(); //调用了无参的 init()方法

}

//无参的 init()方法

public void init() throws ServletException {}

//空实现了 destroy 方法

public void destroy() { }

//实现了接口中的 getServletConfig 方法，返回 ServletConfig 对象

public ServletConfig getServletConfig(){

return config;

}

//该方法实现接口<Servlet>中的 ServletInfo，默认返回空字符串

public String getServletInfo() {

return "";

}

//唯一没有实现的抽象方法 service()，仅仅在此声明。交由子类去实现具体的应用

//在后来的 HttpServlet 抽象类中，针对当前基于 Http 协议的 Web 开发，HttpServlet抽象类具体实现了这个方法

//若有其他的协议，直接继承本类后实现相关协议即可，具有很强的扩展性

public abstract void service(ServletRequest req, ServletResponse res)throws ServletException, IOException;

------------------------------------

实现 Servlet 接口方法结束

------------------------------------

---------------------------------------------

以下四个方法实现了接口 ServletConfig 中的方法

实现 ServletConfig 接口开始

---------------------------------------------

// 该方法实现了接口<ServletConfig>中的getServletContext方法，用于返回servleConfig 对象中所包含的 servletContext 方法

public ServletContext getServletContext() {

return getServletConfig().getServletContext();

}

//获取初始化参数

public String getInitParameter(String name) {

return getServletConfig().getInitParameter(name);

}

//实现了接口<ServletConfig>中的方法，用于返回在 web.xml 文件中为 servlet 所配置的全部的初始化参数的值

public Enumeration getInitParameterNames() {

return getServletConfig().getInitParameterNames();

//获取在 web.xml 文件中注册的当前的这个 servlet 名称。没有在 web.xml 中注册的 servlet，该方法直接放回该 servlet 的类名。

//法实现了接口<ServleConfig>中的 getServletName 方法

public String getServletName() {

return config.getServletName();

}

---------------------------------------------

实现 ServletConfig 接口结束

---------------------------------------------

public void log(String msg) {

getServletContext().log(getServletName() + ": "+ msg);

}

public void log(String message, Throwable t) {

getServletContext().log(getServletName() + ": " + message, t);

}

基于协议的 HttpServlet

HttpServlet 是基于 Http 协议实现的 Servlet 基类,我们在写 Servlet 的时候直接继承它就行了.SpringMVC 中的 DispatchServlet 就是继承了 HttpServlet.HttpServlet 重新了 service 方法, 而 service 方法首先将 ServletRequest 和 ServletResponse 转成 HttpServletRequest和HttpServletResponse,然后根据 Http 不同类型的请求,再路由到不同的处理方法进行处理

Tomcat 源码分析

Tomcat 架构图

Server

Server 服务器的意思，代表整个 tomcat 服务器，一个 tomcat 只有一个 Server

Server 中包含至少一个 Service 组件，用于提供具体服务。这个在配置文件中也得到很好的体现（port=“8005” shutdown="SHUTDOWN"是在 8005 端口监听到"SHUTDOWN"命令，服务器就会停止）

Service

Service 中的一个逻辑功能层，一个 Server 可以包含多个 Service

Service 接收客户端的请求，然后解析请求，完成相应的业务逻辑，然后把处理后的结果返回给客户端，一般会提供两个方法，一个 start 打开服务 Socket 连接，监听服务端口，一个 stop 停止服务释放网络资源。

Connector

称作连接器，是 Service 的核心组件之一，一个 Service 可以有多个 Connector，主要是连接客户端请求,用于接受请求并将请求封装成 Request 和 Response，然后交给 Container 进行处理，Container 处理完之后在交给 Connector 返回给客户端。

Container

Service 的另一个核心组件，按照层级有 Engine，Host，Context，Wrapper 四种，一个Service 只有一个 Engine，其主要作用是执行业务逻辑

Engine

一个 Service 中有多个 Connector 和一个 Engine，Engine 表示整个 Servlet 引擎，一个Engine 下面可以包含一个或者多个 Host，即一个 Tomcat 实例可以配置多个虚拟主机，默认的情况下 conf/server.xml 配置文件中<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost"> 定义了一个名为 Catalina 的 Engine。

一个 Engine 包含多个 Host 的设计，使得一个服务器实例可以承担多个域名的服务

Host

代表一个站点，也可以叫虚拟主机，一个 Host 可以配置多个 Context，在 server.xml 文件中的默认配置为 <Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">,

其中 appBase=webapps，也就是<CATALINA_HOME>\webapps 目录，

unpackingWARS=true 属性指定在 appBase 指定的目录中的 war 包都自动的解压，

autoDeploy=true 属性指定对加入到 appBase 目录的 war 包进行自动的部署。

Context

Context，代表一个应用程序，就是日常开发中的web程序，或者一个WEB-INF目录以及下面的web.xml文件，换句话说每一个运行的 webapp 最终都是以 Context 的形式存在，每个 Context 都有一个根路径和请求路径；与 Host 的区别是 Context 代表一个应用，如默认配置下 webapps 下的每个目录都是一个应用，其中 ROOT 目录中存放主应用，其他目录存放别的子应用，而整个 webapps 是一个站点。

Tomcat 启动源码分析

启动流程

tomcat 的启动流程很标准化，入口是 BootStrap，统一按照生命周期管理接口 Lifecycle的定义进行启动。首先，调用 init()方法逐级初始化，接着调用 start()方法进行启动，同时，每次调用伴随着生命周期状态变更事件的触发。

Startup.bat

其中最主要的里面有设置

if not "%CATALINA_HOME%" == "" goto gotHome

set "CATALINA_HOME=%CURRENT_DIR%"

if exist "%CATALINA_HOME%\bin\catalina.bat" goto okHome

catalina.bat

set "CLASSPATH=%CLASSPATH%%CATALINA_HOME%\bin\bootstrap.jar"

set MAINCLASS=org.apache.catalina.startup.Bootstrap

set ACTION=start

Bootstrap

main 方法是整个 tomcat 启动时的入口。在 main 方法中，使用 bootstrap.init()来初始化类加载器和创建 Catalina 实例，然后再启动 Catalina 线程

bootstrap.init()方法

用于初始化容器相关，首先创建类加载器，然后通过反射创建org.apache.catalina.startup.Catalina 实例。

Catalina

Lifecycle 接口

Lifecycle 提供一种统一的管理对象生命周期的接口。通过 Lifecycle、LifecycleListener、LifecycleEvent，Catalina 实现了对 tomcat 各种组件、容器统一的启动和停止的方式。

在 Tomcat 服务开启过程中启动的一些列组件、容器，都实现了org.apache.catalina.Lifecycle 这个接口，其中的 init()、start() 方法、stop() 方法，为其子类实现了统一的 start 和 stop 管理

load 方法解析 server.xml 配置文件

load 方法解析 server.xml 配置文件，并加载 Server、Service、Connector、Container、Engine、Host、Context、Wrapper 一系列的容器。加载完成后，调用 initialize()来开启一个新的 Server

Digester 类解析 server.xml 文件

利用 Digester 类解析 server.xml 文件，得到容器的配置。

demon.start()

demon.start()方法会调用 Catalina 的 start 方法

Catalina 实例执行 start 方法。这里有两个点，一个是 load()加载 server.xml 配置、初始化 Server 的过程，一个是 getServer().start()开启服务、初始化并开启一系列组件、子容器的过程

StandardServer

service.initialize()

然后拿到 StandardServer 实例调用 initialize()方法初始化 Tomcat 容器的一系列组件。一些容器初始化的的时候，都会调用其子容器的 initialize()方法，初始化它的子容器。顺序是StandardServer、StandardService、StandardEngine、Connector。每个容器都在初始化自身相关设置的同时，将子容器初始化。

巴特西

Servlet和Tomcat底层源码分析

最新文章

热门文章