【Tomcat9源码分析】生命周期、启动、停止概述

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1 前言

在Tomcat启动时，会读取server.xml文件创建Server, Service, Connector, Engine, Host, Context, Wrapper等组件，各个组件的介绍可以参考Tomcat组件与框架

各组件创建完成后，Tomcat负责管理它们的生命周期，本文先介绍Tomcat中的组件生命周期管理，然后再介绍Tomcat的启动与停止。

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2 生命周期管理

2.1 Lifecycle

Tomcat中的所有组件都继承了Lifecycle接口，Lifecycle接口定义了一整套生命周期管理的函数，从组件的新建、初始化完成、启动、停止、失败到销毁，都遵守同样的规则，Lifecycle组件的状态转换图如下。

Lifecycle状态转移图

Lifecycle接口的主要方法如下，正常的调用顺序是init()->start()->destroy()，父组件的init()和start()会触发子组件的init()和start()，所以Tomcat中只需调用Server组件的init()和start()即可。

public interface Lifecycle {    public void init() throws LifecycleException;    public void start() throws LifecycleException;    public void stop() throws LifecycleException;    public void destroy() throws LifecycleException;    public LifecycleState getState();    public void addLifecycleListener(LifecycleListener listener);    public LifecycleListener[] findLifecycleListeners();    public void removeLifecycleListener(LifecycleListener listener);}

每个实现组件都继承自LifecycleBase，LifecycleBase实现了Lifecycle接口，当容器状态发生变化时，都会调用fireLifecycleEvent方法，生成LifecycleEvent，并且交由此容器的事件监听器处理。

public abstract class LifecycleBase implements Lifecycle {    protected void fireLifecycleEvent(String type, Object data) {        LifecycleEvent event = new LifecycleEvent(this, type, data);        for (LifecycleListener listener : lifecycleListeners) {            listener.lifecycleEvent(event);        }    }}

2.2 LifecycleListener与LifecycleEvent

在Lifecycle接口中，还看到LifecycleListener，这是用来监听Lifecycle发生的事件，LifecycleListener接口只定义了一个回调函数。

public interface LifecycleListener {    /**     * Acknowledge the occurrence of the specified event.     *     * @param event LifecycleEvent that has occurred     */    public void lifecycleEvent(LifecycleEvent event);}

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3 Tomcat启动

下面来看看在执行tomcat/bin/startup.sh脚本后发生了什么事。执行该脚本等价于执行org.apache.catalina.startup.Bootstra类的main方法，并传入start参数。

package org.apache.catalina.startup;public final class Bootstrap {    public static void main(String args[]) {        if (daemon == null) {            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();            try {                // 1 调用Bootstrap类的init方法                bootstrap.init();            } catch (Throwable t) {                // 省略代码            }            daemon = bootstrap;        } else {            // 省略代码        }        try {            String command = "start";            // 省略代码            if (command.equals("start")) {                daemon.setAwait(true);                // 2 调用Bootstrap类的load方法                daemon.load(args);                // 3 调用Bootstrap类的load方法                daemon.start();            }         } catch (Throwable t) {            // 省略代码        }    }}

主要步骤如下：

1. 新建Bootstrap对象daemon，并调用其init()方法
   
   1. 初始化Tomcat的类加载器
   2. 用反射实例化org.apache.catalina.startup.Catalina对象catalinaDaemon
2. 调用daemon的load方法，实质上调用了catalinaDaemon的load方法
   
   1. 加载和解析server.xml配置文件
3. 调用daemon的start方法，实质上调用了catalinaDaemon的start方法
   
   1. 启动Server组件，Server的启动会带动其他组件的启动，如Service, Container, Connector
   2. 调用catalinaDaemon的await方法循环等待接收Tomcat的shutdown命令

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4 Tomcat停止

启动部分最后介绍了catalinaDaemon调用await等待停止命令，我们一般是通过执行tomcat/bin/shutdown.sh来关闭Tomcat，等价于执行org.apache.catalina.startup.Bootstra类的main方法，并传入stop参数。

package org.apache.catalina.startup;public final class Bootstrap {    public static void main(String args[]) {        if (daemon == null) {            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();            try {                // 1 调用Bootstrap类的init方法                bootstrap.init();            } catch (Throwable t) {                // 省略代码            }            daemon = bootstrap;        } else {            // 省略代码        }        try {            String command = "start";            // 省略代码            if (command.equals("stop")) {                // 2 调用Bootsrap类的stopServer方法                daemon.stopServer(args);            }         } catch (Throwable t) {            // 省略代码        }    }}

1. 新建Bootstrap对象daemon，并调用其init()方法
   
   1. 初始化Tomcat的类加载器
   2. 用反射实例化org.apache.catalina.startup.Catalina对象catalinaDaemon
2. 调用daemon的stopServer方法，实质上调用了catalinaDaemon的stopServer方法
   
   1. 解析server.xml文件，构造出Server容器
   2. 获取Server的socket监听端口和地址，创建Socket对象连接启动Tomcat时创建的ServerSocket，最后向ServerSocket发送SHUTDOWN命令
   3. 运行中的Server调用stop方法停止
      

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5 总结

Tomcat启动与关闭流程

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6 参考

http://tomcat.apache.org/tomcat-9.0-doc/architecture/startup/serverStartup.txt
http://tomcat.apache.org/tomcat-9.0-doc/architecture/startup/serverStartup.pdf
http://blog.csdn.net/beliefer/article/details/51585006

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