Tomcat源码学习第2篇 - Bootstrap的初始化加载-轻识

在上一篇中我们说到Tomcat的启动入口是Bootstrap，那么今天我们就来研究一下，Bootstrap类在启动main方法之后是如何进行各项初始化来提供后续程序的运行的。

1. Bootstrap.main()方法

在main方法中我们可以看到，首先是创建了一个Bootstrap对象，并行初始化了一些相关的类加载器等操作，然后将创建的对象赋值给了 daemon，然后通过运行时附带的参数来选择它后续对应的操作，这里我们直接看到 start 这里。(具体参数携带可以查看Tomcat项目的bin/startup.sh文件)

public static void main(String args[]) {
     // 实例化一个当前Bootstrap引导类对象,并进行类加载器的初始化，然后把该对象赋值给 daemon
        synchronized (daemonLock) {
         ...    
        }

        try {
            String command = "start";
            if (args.length > 0) {
                command = args[args.length - 1];
            }
   // 执行命令分支判断
            if (command.equals("startd")) {
                ...
            } else if (command.equals("stopd")) {
                ...
            } else if (command.equals("start")) {   // 启动 tomcat 时传入的是 start 命令参数，走此分支
                daemon.setAwait(true);
                // 加载初始化
                daemon.load(args);
                // 启动
                daemon.start();
                if (null == daemon.getServer()) {
                    System.exit(1);
                }
            } else if (command.equals("stop")) {
                ...
            } else if (command.equals("configtest")) {
                ...
            } else {
                log.warn("Bootstrap: command \"" + command + "\" does not exist.");
            }
        } catch (Throwable t) {
            ...
        }
    }

2. Bootstrap.load()方法

进入load方法之后，我们可以看到它内部实际是通过反射来调用 Catalina.load方法来进行的初始化加载。

3. Catalina.load()方法

在这个方法中，他会创建一个用于解析 XML 文件的对象 digester，然后通过 configFile方法得到conf/server.xml文件，并对其进行解析，得到server对象(通过查看conf/server.xml文件，我们可以看到整个配置文件中，最外层的标签就是server，其内部再一层层的嵌套其余的标签)。

public void load() {
    // 用于解析XML配置文件
    Digester digester = createStartDigester();

    InputSource inputSource = null;
    InputStream inputStream = null;
    File file = null;
    try {
        try {
            // 定位到配置文件 server.xml
            file = configFile();
            inputStream = new FileInputStream(file);
            inputSource = new InputSource(file.toURI().toURL().toString());
        } catch (Exception e) {
            ...
        }

        try {
            inputSource.setByteStream(inputStream);
            digester.push(this);
            // 调用 digester 对象真正的去解析 xml
            digester.parse(inputSource);
        } catch (Exception e) {
            ...
        }
        
        try {
            // 执行server.init
            getServer().init();
        } catch (LifecycleException e) {
            ...
        }
    } finally {
        ...
    }
}

拿到server对象之后，调用了一个 init方法，点击该方法跳转到对应实现中

4. LifecycleBase.initInternal()方法

LifecycleBase是Tomcat中组件生命周期的统一管理接口的实现类，该类对相关组件的生命周期进行了统一管理，通过刚刚的跳转，我们找到了LifecycleBase.initInternal方法，该方法为抽象方法，需要再跳转到对应的子类中，这是一种典型设计模式《模板模式》，在父类中定义好了整体的步骤，具体的实现由子类自己去实现。

5. StandardServer.initInternal()方法

DEBUG打上断点，再按F7进入方法内部，来到StandardServer.initInternal处。

这方法中有两处地方调用了初始化方法：

globalNamingResources.init() 和 service.init()，分别对应着配置文件中的两处子标签，我们将重点放在service的初始化操作中，Tomcat中的连接器Connector与容器Engine都在这里。

Tomcat中支持多个service的配置，所以此处需要遍历进行初始化操作。

6. StandardService.initInternal()方法

通过service.init方法，我们又回到了生命周期基础类中，重新调用initInternal方法进入对应的StandardService类中，在该类的initInternal方法中我们可以看到有engine和connector的初始化操作。

7. StandardEngine.initInternal()方法

继续套娃，进入StandardEngine查看具体实现。在这里得到对应的Realm，然后返回。

8. Connector.initInternal()方法

继续往下走，来到connector.init()这里，初始化连接器组件。继续往下走，看到了有针对protocolHandler.init()的一个初始化操作。

9. AbstractProtocol.init()方法

先对endpoint对象进行简单的设置，然后再对其进行初始化操作。

10. AbstractEndpoint.init()方法

这里主要是做一个端口的绑定，具体的实现由NioEndpoint来进行实现

11. NioEndpoint.bind()方法

在该方法中我们可以看到他创建了一个socket通道，绑定了我们在配置文件中设置的IP地址与端口。

总结

到此Bootstrap.load()方法中的初始化操作基本就完结了，我们在配置文件中设置的各个组件的参数均已进行初始化。

完整组件线路如下：

Server
 Service
  Connector
   EndPoint：通信端点(TCP/IP)
   Processor：报文解析(HTTP/AJP)
   Adapter：转换器
  Container
   Catalina
    Engine：引擎，是Servlet容器Catalina的核心，它支持在其下定义多个虚拟主机
    Host：虚拟主机，允许Tomcat引擎在将配置在一台机器上的多个域名分割开来互相不干扰
    Context：上下文对象
    Wrapper：包装组件

俄罗斯套娃：initInternal()

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