http://laiyu.blog.techweb.com.cn/archives/2006/20061228163214.shtml
Tomcat 原理解说：启动过程分析
从开始学Java，使用网页编程，我们的程序就一直在web容器内运行。容器的概念也是彷佛距离我们相当遥远。Spring给了我们一扇窗户，让我们理解轻量级容器的解决方案。非常庆幸我们所处在一个开源的Java世界，所有的优秀软件都可以在代码级进行亲密接触。Tomcat结构写的相当之好，极易阅读。本系列文档计划着重以下3个方面：1. Tomcat 启动过程分析。分析tomcat的启动过程2. Tomcat Web容器功能分析。分析web容器的实现方法3. Tomcat 其他配置说明。一些我们目前应用较少的Tomcat配置项说明注意，本文档分析基于Tomcat5.028完成。Tomcat的启动过程简单说起来，就是读取配置文件server.xml，然后对其进行实例化的过程。1. 启动命令行参数命令行方式下，直接启动startup.bat/.sh即可。bat文件目的就在于获得启动参数。一般情况下，使用类似如下所示的启动方法。注意：bootstrap.jar文件中，还指定了3个包在classpath中。java -classpath "d:/tools/jdk1.5.0/lib/tools.jar;D:/Tomcat-5.0.28/bin/bootstrap.jar" -Dcatalina.base="D:/Tomcat-5.0.28" -Dcatalina.home="D:/Tomcat-5.0.28" -Djava.io.tmpdir="D:/Tomcat-5.0.28/temp" org.apache.catalina.startup.Bootstrap start Bootstrap是Tomcat的入口。比如启动、关闭、重启都是通过这个类实现对tomcat的控制。
2. ClassLoader的使用Tomcat对不同的模块可能使用不同的ClassLoader加载。这也就是为什么很多类不在启动的classpath中，却可以被它调用的原因。下面是Bootstrap初始化ClassLoader的方法：private void initClassLoaders() { try { ClassLoaderFactory.setDebug(debug); commonLoader = createClassLoader("common", null); catalinaLoader = createClassLoader("server", commonLoader); sharedLoader = createClassLoader("shared", commonLoader); } catch (Throwable t) { log("Class loader creation threw exception", t); System.exit(1); }}
下图是Tomcat用户手册上看到的。 Bootstrap | System | Common / / Catalina Shared (server) / / Webapp1 Webapp2 ... Bootstrap是JVM提供的System是在classpath中提供的Common包含配置文件/org/apache/catalina/startup/catalina.properties中指定的类库支持Catalina和Shared都从Common中继承，包含的类库也在上面配置文件中指定。WebappX在部署单个Tomcat5实例时指定。一个webapp下面的类库对另外一个是不可见的Tomcat加载类的顺序和普通的不太一样，如下：Bootstrap classes of your JVM System class loader classses (described above) /WEB-INF/classes of your web application /WEB-INF/lib/*.jar of your web application $CATALINA_HOME/common/classes $CATALINA_HOME/common/endorsed/*.jar $CATALINA_HOME/common/lib/*.jar $CATALINA_BASE/shared/classes $CATALINA_BASE/shared/lib/*.jar 注意，如果希望不使用JVM本身提供的类。这时可以使用jdk的endorsed 特性。
3. Catalina类的作用如果要启动Tomcat，那么一个org.apache.catalina.startup.Catalina实例就生成，由它完成接下来的工作。下面是它的启动代码 public void start() { if (server == null) { load(); } long t1 = System.currentTimeMillis(); // Start the new server if (server instanceof Lifecycle) { try { ((Lifecycle) server).start(); } catch (LifecycleException e) { log.error("Catalina.start: ", e); } } long t2 = System.currentTimeMillis(); log.info("Server startup in " + (t2 - t1) + " ms"); try { // Register shutdown hook if (useShutdownHook) { if (shutdownHook == null) { shutdownHook = new CatalinaShutdownHook(); } Runtime.getRuntime().addShutdownHook(shutdownHook); } } catch (Throwable t) { } if (await) { await(); stop(); } } 启动过程先载入配置文件，然后根据配置文件启动的Server实例启动实例，在实例中注册关闭钩子。接下来的工作就是等待发出关闭指令或重启指令了。4. Server对象的生成服务的生成就是根据配置文件server.xml，实例化的对象。对象实例化过程中，会做载入webapp，在特定端口等待客户连接等工作。从server.xml到对象的映射是通过commons-digester.jar包完成的。这个包的一个主要功能就是映射xml到java对象。catalina类的方法createStartDigester完成了这个工作。部分代码如下Digester digester = new CatalinaDigester();digester.setValidating(false);digester.setClassLoader(StandardServer.class.getClassLoader());
// Configure the actions we will be usingdigester.addObjectCreate("Server","org.apache.catalina.core.StandardServer", "className");digester.addSetProperties("Server");digester.addSetNext("Server","setServer","org.apache.catalina.Server"); digester会在解析之后，返回一个对象。5. 服务的中止StandardServer.await是保持tomcat运行的秘密。方法启动一个ServerSocket，侦听发出停止的字符串。这是一个死循环。当有停止运行的字符发出，跳出此循环。Socket socket = null;InputStream stream = null;try { socket = serverSocket.accept(); socket.setSoTimeout(10 * 1000); // Ten seconds stream = socket.getInputStream();} catch (AccessControlException ace) { ......while (true) { ...... StringBuffer command = new StringBuffer(); ...... while (expected > 0) { ...... ch = stream.read(); ...... command.append((char) ch); ...... } ...... boolean match = command.toString().equals(shutdown); if (match) break;......}......serverSocket.close(); 跳出循环后，系统执行关闭连接等资源的操作，服务就中止了。我们上面谈到，因为Catalina已经注册了关闭钩子，所以从命令行方式关闭进程也是可以释放资源的。但前提是JVM必须在。如果JVM都立刻杀掉了，释放的操作就不能进行了。Catalina.stopServer方法用于发出一个让服务停止的指令Socket socket = new Socket("127.0.0.1", server.getPort());OutputStream stream = socket.getOutputStream();String shutdown = server.getShutdown();for (int i = 0; i < shutdown.length(); i++) stream.write(shutdown.charAt(i));stream.flush();stream.close();socket.close(); 这一篇内容就是这些。下一篇文章将介绍StandardService的工作过程，着重在Web容器的工作原理。
参考资料：Tomcat用户手册另外一个哥们的Tomcat源码分析Tomcat源码
