Tomcat启动核心流程示例详解

一、Tomcat的启动核心流程

前面给大家介绍了Tomcat中的生命周期的设计，掌握了这块对于我们分析Tomcat的核心流程是非常有帮助的，也就是我们需要创建相关的核心组件，比如Server，Service肯定都绕不开生命周期的方法。

1.启动的入口

你可以通过脚本来启动Tomcat服务(startup.bat),但如果你看过脚本的命令，你会发现最终调用的还是Bootstrap中的main方法，所以我们需要从main方法来开始

然后我们去看main方法中的代码，我们需要重点关注的方法有三个

bootstrap.init()方法
load()方法
start()方法

也就是在这三个方法中会完成Tomcat的核心操作。

2.init方法

我们来看下init方法中的代码，非核心的我们直接去掉

public void init() throws Exception {
 // 创建相关的类加载器
 initClassLoaders();
 // 省略部分代码...
 // 通过反射创建了 Catalina 类对象
 Class&lt;?&gt; startupClass = catalinaLoader
 .loadClass("org.apache.catalina.startup.Catalina");
 // 创建了 Catalina 实例
 Object startupInstance = startupClass.getConstructor().newInstance();
 // 省略部分代码...
 String methodName = "setParentClassLoader";
 Class&lt;?&gt; paramTypes[] = new Class[1];
 paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
 Object paramValues[] = new Object[1];
 paramValues[0] = sharedLoader;
 // 把 sharedLoader 设置为了 commonLoader的父加载器
 Method method =
 startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
 method.invoke(startupInstance, paramValues);
 // Catalina 实例 赋值给了 catalinaDaemon
 catalinaDaemon = startupInstance;
 }

首先是调用了initClassLoaders()方法，这个方法会完成对应的ClassLoader的创建，这个比较重要，后面专门写一篇文章来介绍。
通过反射的方式创建了Catalina的类对象，并通过反射创建了Catalina的实例
设置了类加载器的父子关系
用过成员变量catalinaDaemon记录了我们创建的Catalina实例

这个是通过bootstrap.init()方法我们可以获取到的有用的信息。然后我们继续往下面看。

3.load方法

然后我们来看下load方法做了什么事情，代码如下：

private void load(String[] arguments) throws Exception {
 // Call the load() method
 String methodName = "load"; // load方法的名称
 Object param[];
 Class<?> paramTypes[];
 if (arguments==null || arguments.length==0) {
 paramTypes = null;
 param = null;
 } else {
 paramTypes = new Class[1];
 paramTypes[0] = arguments.getClass();
 param = new Object[1];
 param[0] = arguments;
 }
 // catalinaDaemon 就是在 init中创建的 Catalina 对象
 Method method =
 catalinaDaemon.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
 if (log.isDebugEnabled()) {
 log.debug("Calling startup class " + method);
 }
 // 会执行 Catalina的load方法
 method.invoke(catalinaDaemon, param);
 }

上面的代码非常简单，通过注释我们也可以看出该方法的作用是调用 Catalina的load方法。所以我们还需要加入到Catalina的load方法中来查看，代码同样比较长，只留下关键代码

public void load() {
 if (loaded) {
 return; // 只能被加载一次
 }
 loaded = true;
 initDirs(); // 废弃的方法
 // Before digester - it may be needed
 initNaming(); // 和JNDI 相关的内容 忽略
 // Create and execute our Digester
 // 创建并且执行我们的 Digester 对象 Server.xml
 Digester digester = createStartDigester();
 // 省略掉了 Digester文件处理的代码
 getServer().setCatalina(this); // Server对象绑定 Catalina对象
 getServer().setCatalinaHome(Bootstrap.getCatalinaHomeFile());
 getServer().setCatalinaBase(Bootstrap.getCatalinaBaseFile());
 // Stream redirection
 initStreams();
 // 省略掉了部分代码...
 getServer().init(); // 完成 Server Service Engine Connector等组件的init操作
 }

把上面的代码简化后我们发现这个Load方法其实也是蛮简单的，就做了两件事。

通过Apache下的Digester组件完成了Server.xml文件的解析
通过getServer().init() 方法完成了Server,Service,Engin,Connector等核心组件的初始化操作，这块和前面的LifecycleBase呼应起来了。

如果生命周期的内容不清楚，请看前面内容介绍

4.start方法

最后我们来看下start方法的代码。

public void start() throws Exception {
 if (catalinaDaemon == null) {
 init(); // 如果 catalinaDaemon 为空 初始化操作
 }
 // 获取的是 Catalina 中的 start方法
 Method method = catalinaDaemon.getClass().getMethod("start", (Class [])null);
 // 执行 Catalina 的start方法
 method.invoke(catalinaDaemon, (Object [])null);
 }

上面的代码逻辑也很清楚，就是通过反射的方式调用了Catalina对象的start方法。所以进入Catalina的start方法中查看。

public void start() {
 if (getServer() == null) {
 load(); // 如果Server 为空 重新 init 相关的组件
 }
 if (getServer() == null) {
 log.fatal("Cannot start server. Server instance is not configured.");
 return;
 }
 // Start the new server 关键方法---&gt;启动Server
 try {
 getServer().start();
 } catch (LifecycleException e) {
 // 省略...
 }
 // 省略...
 // Register shutdown hook 注册关闭的钩子
 if (useShutdownHook) {
 // 省略...
 }
 if (await) {
 await();
 stop();
 }
 }

通过上面的代码我们可以发现核心的代码还是getServer.start()方法，也就是通过Server对象来嵌套的调用相关注解的start方法。

5.核心流程的总结

我们可以通过下图来总结下Tomcat启动的核心流程

从图中我们可以看到Bootstrap其实没有做什么核心的事情，主要还是Catalina来完成的。

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