Tomcat 学习进阶历程之Tomcat启动过程分析

本节通过跟踪Tomcat的源码来分析Tomcat是如何启动及装配各个组件的。最好下载Tomcat的源码导入到Eclipse，这样方便跟踪。方法可参考：

http://www.cnblogs.com/huangfox/archive/2011/10/20/2218970.html

在Tomcat的启动脚本篇，我们分析过，当执行Start.bat文件时，最后实际调用的是BootStrap.java类。如下图：

如上图，实际调用BootStrap，并传递一个名为‘start’参数。

在BootStrap的主方法main中，主要做了一下几件事情： 

1、实例化一个BootStrap，并调用其init方法。

2、调用load方法。

3、调用start方法。

在init方法中，BootStrap完成了一件重要的工作，就是根据Java反射，实例化了一个org.apache.catalina.startup.Catalina类。Init的主要代码如下：

initClassLoaders();//初始化catalinaLoader        Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader);        SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader);        // Load our startup class and call its process() method        if (log.isDebugEnabled())            log.debug("Loading startup class");        Class startupClass =            catalinaLoader.loadClass            ("org.apache.catalina.startup.Catalina");        Object startupInstance = startupClass.newInstance();        // Set the shared extensions class loader        if (log.isDebugEnabled())            log.debug("Setting startup class properties");        String methodName = "setParentClassLoader";        Class paramTypes[] = new Class[1];        paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");        Object paramValues[] = new Object[1];        paramValues[0] = sharedLoader;        Method method =            startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);        method.invoke(startupInstance, paramValues);//catalinaDaemon是BootStrap类的一个私有变量        catalinaDaemon = startupInstance;

BootStrap的load方法，通过反射，调用Catalina类的load方法。在Catalina类的load方法中完成了一项极其重要的工作，就是通过Apache的另一项开源项目Digester来解析Tomcat的核心配置文件：conf/server.xml。 Digester作用是讲XML转成指定的Java对象。Catalina类的load方法的具体工作下面会介绍到。

再说BootStrap的start方法，主要是调用Catalina类的start方法。

通过对BootStrap三个方法的分析可以看到，BootStrap类启动时的主要工作就是实例化Catalina，调用其load方法与start方法。并且这些操作都是在BootStrap类中通过Java反射机制来完成的。

前面提到了Catalina的load方法通过Apache的另一项开源项目Digester来解析Tomcat的核心配置文件：conf/server.xml。Catalina定义了一个名为createStartDigester的方法，此方法根据server.xml的结构，定义了一套解析Server.xml文件的柜子，并返回一个实例化的Digester。在load方法使用返回的Digester示例加载server.xml配置文件，并进行解析。Load方法的主要代码如下：

Digester digester = createStartDigester();        InputSource inputSource = null;        InputStream inputStream = null;        try {            file = configFile();//根据catalina.base路径获取server.xml文件            inputStream = new FileInputStream(file);            inputSource = new InputSource("file://" + file.getAbsolutePath());        } catch (Exception e) {            ;        }//…….略去一些源码        try {            inputSource.setByteStream(inputStream);//Catalina将自身设置进digester            digester.push(this);            digester.parse(inputSource);            inputStream.close();        } catch (Exception e) {            log.warn("Catalina.start using "                               + getConfigFile() + ": " , e);            return;        }getServer().initialize();//初始化Server

在load方法中，通过调用digester.push(this); Catalina将自身设置进digester，这样通过digester.parse方法解析后，Catalina对象的各个属性将被实例化并填充。最关键的是实例化了Server对象。实际上digester实例化了Service、Connector、Engine、Host、context等各种组件，并相应的设置了各个组件的关系。

Load方法在最后调用了server的initialize方法。在Tomcat中Server接口的标准实现是StandardServer。具体是那个实现类，就看Catalina类createStartDigester方法里面定义的了。StandardServer的initialize方法对其子组件service进行了初始化。

// Initialize our defined Services        for (int i = 0; i < services.length; i++) {            services[i].initialize();        }

Service在Tomcat中的标准实现是StandardService。其initialize方法主要代码如下：

 synchronized (connectors) {            for (int i = 0; i < connectors.length; i++) {                try {                    connectors[i].initialize();                } catch (Exception e) {                    String message = sm.getString(                            "standardService.connector.initFailed",                            connectors[i]);                    log.error(message, e);                    if (Boolean.getBoolean("org.apache.catalina.startup.EXIT_ON_INIT_FAILURE"))                        throw new LifecycleException(message);                }            }        }

可以看到Service的initialize主要工作就是调用connector的initialize方法。

同理Connector会依次处理其下的其他组件，这里不再依次列入。

让我们回到Catalina，再看看它的start方法：

if (getServer() instanceof Lifecycle) {            try {                ((Lifecycle) getServer()).start();            } catch (LifecycleException e) {                log.error("Catalina.start: ", e);            }        }

StandardServer的start方法关键代码如下：

synchronized (services) {            for (int i = 0; i < services.length; i++) {                if (services[i] instanceof Lifecycle)                    ((Lifecycle) services[i]).start();            }        }

同样的StandardService会依次启动其下的其他组件，此处不再依次列出。

等Catalina的Start方法执行完，表明Tomcat已经配置好自身，可以对外工作了。整个启动时序图如下：

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