how tomcat works

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演化

httpserver

把httpserver拆成了HttpConnector(連接器)和HttpProcessor(支持類)

HttpConnector 的run方法執(zhí)行socket=serverSocket.accept(); 然后將socket傳到HttpProcessor中,由process方法new Request和Response。

也就是說連接器(及其支持類Processor)完成 接受socket請求并生成request和reponse,然后在容器里完成 靜態(tài)資源調(diào)用或者servlet的實(shí)例化及其service方法的調(diào)用。(如下uml關(guān)系)

默認(rèn)連接器

書中的servlet類關(guān)系

書中的servlet類關(guān)系
書中的servlet類關(guān)系

外觀模式

Paste_Image.png

為了防止Request里的一些繼承之外的方法被不安全訪問,可以借鑒這種方式,在RequestFacade 的構(gòu)造函數(shù)里

public class RequestFacade implements ServletRequest {
private ServleLRequest request = null;
public RequestFacade(Request request) {
this.request = request;
}

RequestFacade只實(shí)現(xiàn)ServletRequest的方法

RequestFacade requestFacade = new RequestFacade(request);
servlet.service((ServletRequest) requestFacade, (ServletResponse) responseFacade);

如此一來在service方法里訪問不到Request的其他方法了。


線程專用

public class HttpConnector implements Runnable {

    boolean        stopped;
    private String scheme = "http";

    public String getScheme() {
        return scheme;
    }

    public void run() {
     。。。。。。。。
    }

    public void start() {
        Thread thread = new Thread(this);
          //  thread = new Thread(this, threadName);
        thread.start();
    }
}

如此便可優(yōu)雅的啟動線程

    HttpConnector connector = new HttpConnector();
    connector.start();

break 標(biāo)記處

 boolean flag = true;
        loop: {
            if (flag) {
                break loop;
            }
            System.out.println("in loop");
        }
        System.out.println("out loop");

processor對象池

用到的屬性

    /**
     * The set of processors that have ever been created.
     */
    private Vector created = new Vector();


    /**
     * The current number of processors that have been created.
     * 也是HttpProcessor的id
     */
    private int curProcessors = 0;

    /**
     * The minimum number of processors to start at initialization time.
     */
    protected int minProcessors = 5;


    /**
     * The maximum number of processors allowed, or <0 for unlimited.
     * 小于0 是無限制!
     */
    private int maxProcessors = 20;

    /**
     * The set of processors that have been created but are not currently
     * being used to process a request.
     * 已經(jīng)創(chuàng)建但現(xiàn)在沒有被用于處理請求。該棧中的都是可以使用的。
     */ 
    private Stack processors = new Stack();
  1. HttpConnector的start方法,其中會創(chuàng)建minProcessors數(shù)量的processor。并通過recycle方法,將其push進(jìn)棧processors,以便循環(huán)使用。
  // Create the specified minimum number of processors
        while (curProcessors < minProcessors) {
            // 萬一出現(xiàn)maxProcessors<minProcessors,可以break;
            if ((maxProcessors > 0) && (curProcessors >= maxProcessors))
                break;
            HttpProcessor processor = newProcessor();
            recycle(processor);
        }
  1. 在HttpConnector的newProcessor方法中new HttpProcessor 并啟動其線程。并且curProcessors++, created.addElement(processor); curProcessors做為HttpProcessor的id。
    private HttpProcessor newProcessor() {
        HttpProcessor processor = new HttpProcessor(this, curProcessors++);
        if (processor instanceof Lifecycle) {
            try {
                // 啟動processor
                ((Lifecycle) processor).start();
            } catch (LifecycleException e) {
                log("newProcessor", e);
                return (null);
            }
        }
        created.addElement(processor);
        return (processor);
    }
  1. 然后我們看HttpConnector的run方法。主要就是等待socket連接,這里需要注意socket.setTcpNoDelay(tcpNoDelay);,這個(gè)是關(guān)閉Nagle算法,防止神奇的40ms延時(shí).
  // Loop until we receive a shutdown command
 while (!stopped) {
    socket = serverSocket.accept();
    if (connectionTimeout > 0)
        socket.setSoTimeout(connectionTimeout);
    // 關(guān)閉Nagle算法,防止神奇的40ms延時(shí)
    socket.setTcpNoDelay(tcpNoDelay);

當(dāng)收到一個(gè)socket連接的時(shí)候,需要分配processor,主要是通過createProcessor方法來創(chuàng)建或者復(fù)用HttpProcessor,HttpProcessor的assign方法來將socket傳遞到HttpProcessor,進(jìn)行后續(xù)的處理。

            // Hand this socket off to an appropriate processor
            HttpProcessor processor = createProcessor();
            // 沒有可用處理器就關(guān)閉socket。
            if (processor == null) {
                try {
                    log(sm.getString("httpConnector.noProcessor"));
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    ;
                }
                continue;
            }
            processor.assign(socket);

            // The processor will recycle itself when it finishes
  1. HttpConnector的createProcessor方法
 synchronized (processors) {
            if (processors.size() > 0) {
                // 重用已經(jīng)存在的Processor
                return ((HttpProcessor) processors.pop());
            }
            if ((maxProcessors > 0) && (curProcessors < maxProcessors)) {
              // 未滿最大值,就new一個(gè)
                return (newProcessor());
            } else {
                if (maxProcessors < 0) {
                    // <0 代表無上限。
                    return (newProcessor());
                } else {
                    return (null);
                }
            }
        }

** 到這里我們已經(jīng)明白了,Processor對象池重用(也可以叫做線程池)。**
然后我們要看看HttpProcessor是怎么運(yùn)行的,以及自己怎么可持續(xù)地處理任務(wù)。

關(guān)鍵屬性

    /**
     * Is there a new socket available?
     */
    private boolean available = false;
  1. HttpProcessor的run。一開始會阻塞在 await(),等待連接器分配socket。處理完請求后調(diào)用connector.recycle(this);把自己放進(jìn)棧processors里去
        // Process requests until we receive a shutdown signal
        while (!stopped) {

            // Wait for the next socket to be assigned
            Socket socket = await();
            if (socket == null)
                continue;

            // Process the request from this socket
            try {
                process(socket);
            } catch (Throwable t) {
                log("process.invoke", t);
            }

            // Finish up this request
            connector.recycle(this);

        }

available開始是false,所以阻塞在wait();

 private synchronized Socket await() {

        // Wait for the Connector to provide a new Socket
        while (!available) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }

        // Notify the Connector that we have received this Socket
        Socket socket = this.socket;
        available = false;// 此處由于已經(jīng)拿到了分配的socket的引用,所以可以接下一個(gè)了。當(dāng)然,理論上要等processor調(diào)用recyle才能下一個(gè)。
        notifyAll();

        if ((debug >= 1) && (socket != null))
            log("  The incoming request has been awaited");

        return (socket);

    }

前面子分析HttpConnector的run方法的時(shí)候,run()里面調(diào)用了 processor.assign(socket);于是我們再看assign。
由于

   synchronized void assign(Socket socket) {
        // Wait for the Processor to get the previous Socket
        // 這種情況應(yīng)該不存在。這里的處理是保險(xiǎn)手法,防止漏掉要處理的socket。
        while (available) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
        // Store the newly available Socket and notify our thread
        this.socket = socket;
        available = true;
        notifyAll();

        if ((debug >= 1) && (socket != null))
            log(" An incoming request is being assigned");
    }

由于接收socket和處理socket分別在不同的線程里,所以可以同時(shí)處理較多的請求


生命周期(觀察者模式)

首先,我們編程講究面向接口編程。這樣易于擴(kuò)展。
我們看到書中,列如

SimpleContext implements Context, Pipeline, Lifecycle
SimpleWrapper implements Wrapper, Pipeline, Lifecycle

SimpleContext 實(shí)現(xiàn)Lifecycle后,將生命周期的功能添加了進(jìn)來,而不是直接在所有start和stop的地方println。

同時(shí) 生命周期也是個(gè)非常好的觀察者模式的實(shí)現(xiàn)。
首先我們看uml


uml
  1. 實(shí)現(xiàn)LifeCycle的都稱為一個(gè)組件(被觀察者)。一個(gè)組件會做以下 的事情包括LifecycleSupport的事情。
// 我們關(guān)心的event
BEFORE_START_EVENT, START_EVENT,AFTER_START_EVENT, BEFORE_STOP_EVENT, STOP_EVENT, AFTER_STOP_EVENT.

addLifecycleListener
findLifecycleListeners
removeLifecycleListener
start
stop
  1. 支持類LifecycleSupport 維護(hù)一個(gè)LifecycleListener listeners[] 監(jiān)聽者數(shù)組。 為實(shí)現(xiàn)LifeCycle的類提供以下支持。
addLifecycleListener(LifecycleListener listener) 
findLifecycleListeners()
fireLifecycleEvent(String type, Object data)// 通知觀察者
removeLifecycleListener(LifecycleListener listener) 
  1. 實(shí)現(xiàn)LifecycleListener是一個(gè)監(jiān)聽器(觀察者)

流程:

  1. 向組件添加我們定義的監(jiān)聽器(觀察者,比如SimpleContextLifecycleListener);
  2. 實(shí)現(xiàn)了LifeCycle的組件調(diào)用start(),LifecycleSupport的fireLifecycleEvent,通知觀察者發(fā)生的事件。

在這里作為最頂層容器的SimpleContext ,會調(diào)自己start,還會間接調(diào)用兩個(gè)子Wrapper容器 的start ,還有SimpleLoader的start等。

類加載器

自定義類加載器
對于java.lang.ClassLoader的loadClass(String name, boolean resolve)方法的解析來看,可以得出以下2個(gè)結(jié)論:

  1. 如果不想打破雙親委派模型,那么只需要重寫findClass方法即可
  2. 如果想打破雙親委派模型,那么就重寫整個(gè)loadClass方法
class MyLoader extends ClassLoader {

    @Override
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            String filename = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
            InputStream is = getClass().getResourceAsStream(filename);
            if (is == null) {
                return super.loadClass(name);
            }
            byte[] b = new byte[is.available()];
            is.read(b);
            return defineClass(name, b, 0, b.length);
        } catch (IOException e) {
            throw new ClassNotFoundException(name);
        }
    }
}
public class ClassLoadTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassLoader myloader = new MyLoader();
        Object object = myloader.loadClass("xyy.test.ClassLoadTest").newInstance();
        Object object1 = new ClassLoadTest();
        System.out.println(object.getClass());
        System.out.println(object.getClass().getClassLoader());
        System.out.println(object1.getClass().getClassLoader());
        System.out.println(object instanceof xyy.test.ClassLoadTest);
    }
}

java類加載為什么需要雙親委派模型這樣的往返模式?

  • 委派模型對于安全性是非常重要的
  • 惡意的意圖有人能寫出一類叫做 java.lang.Object,可用于
    訪問任何在硬盤上的目錄。 因?yàn)?JVM 的信任 java.lang.Object 類,它不會關(guān)注這方面的活動。因此,如果自定義 java.lang.Object 被允許加載,安全管理器將很容易癱瘓。幸運(yùn)的是,這將不會發(fā)生,因?yàn)槲赡P蜁柚惯@種情況的發(fā)生。

當(dāng)自定義 java.lang.Object 類在程序中被調(diào)用的時(shí)候, system 類加載器將該請求委派給 extension 類加載器,然后委派給 bootstrap 類加載器。這樣 bootstrap類加載器先搜索的核心庫,找到標(biāo)準(zhǔn) java.lang.Object 并實(shí)例化它。這樣,自定義 java.lang.Object 類永遠(yuǎn)不會被加載。

參考我寫的另一篇總結(jié):傳送門

Digester(xml 解析)

用digester優(yōu)雅解決多環(huán)境配置的問題。
主要知道怎么使用:

  1. 創(chuàng)建標(biāo)簽對象
  2. 設(shè)置對象屬性
  3. 創(chuàng)建子標(biāo)簽,設(shè)置子標(biāo)簽屬性(同上)
  4. 關(guān)聯(lián)方法。
  5. 進(jìn)行解析。
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<employee firstName="Freddie" lastName="Mercury">
    <office description="Headquarters">
        <address streetName="Wellington Avenue" streetNumber="223"/>
    </office>
    <office description="Client site">
        <address streetName="Downing Street" streetNumber="10"/>
    </office>
</employee>

對于如上xml的解析代碼:

public class Test02 {

    public static void main(String[] args) {
        String path = System.getProperty("user.dir") + File.separator + "etc";
        File file = new File(path, "employee2.xml");
        Digester digester = new Digester();
        // add rules
        digester.addObjectCreate("employee", "ex15.pyrmont.digestertest.Employee");
        digester.addSetProperties("employee");

        digester.addObjectCreate("employee/office", "ex15.pyrmont.digestertest.Office");
        digester.addSetProperties("employee/office");
        digester.addSetNext("employee/office", "addOffice");

        digester.addObjectCreate("employee/office/address", "ex15.pyrmont.digestertest.Address");
        digester.addSetProperties("employee/office/address");
        digester.addSetNext("employee/office/address", "setAddress");
        try {
            Employee employee = (Employee) digester.parse(file);
            ArrayList offices = employee.getOffices();
            Iterator iterator = offices.iterator();
            System.out.println("-------------------------------------------------");
            while (iterator.hasNext()) {
                Office office = (Office) iterator.next();
                Address address = office.getAddress();
                System.out.println(office.getDescription());
                System.out.println("Address : " + address.getStreetNumber() + " " + address.getStreetName());
                System.out.println("--------------------------------");
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

或者將規(guī)則配置抽取成RuleSetBase的繼承類EmployeeRuleSet。

public class EmployeeRuleSet extends RuleSetBase {

    public void addRuleInstances(Digester digester) {
        // add rules
        digester.addObjectCreate("employee", "ex15.pyrmont.digestertest.Employee");
        digester.addSetProperties("employee");

        digester.addObjectCreate("employee/office", "ex15.pyrmont.digestertest.Office");
        digester.addSetProperties("employee/office");

        digester.addSetNext("employee/office", "addOffice");

        digester.addObjectCreate("employee/office/address", "ex15.pyrmont.digestertest.Address");
        digester.addSetProperties("employee/office/address");
        digester.addSetNext("employee/office/address", "setAddress");
    }
}

Test02: 修改

    Digester digester = new Digester();
    digester.addRuleSet(new EmployeeRuleSet());

關(guān)閉鉤子(優(yōu)雅的清理代碼)

關(guān)閉鉤子實(shí)際上是java虛擬機(jī)層面的東西,我們主要用來應(yīng)對應(yīng)用程序非正常關(guān)閉的情況(如ctrl+c)。
我們要做的就是寫一個(gè)線程,Runtime.getRuntime().addShutdownHook在run方法中處理我們要清理的工作。
然后扔給虛擬機(jī),當(dāng)應(yīng)用程序關(guān)閉的時(shí)候,會去調(diào)用這個(gè)線程要做的事。
demo:

public class ShutdownHookDemo {
    public void start() {
        System.out.println("Demo");
        ShutdownHook ShutdownHook = new ShutdownHook();
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(ShutdownHook);
    }
    public static void main(String[] args) {
        ShutdownHookDemo demo = new ShutdownHookDemo();
        demo.start();
        try {
            System.in.read();
        }
        catch(Exception e) {
        }
    }
    private class ShutdownHook extends Thread {
        public void run() {
            // do some shutdown works
            System.out.println("Shutting down");
        }
    }
}
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