面试官：来说说Tomcat的启动过程是什么样子的
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2021-01-16 17:39
阿粉最近在疯狂的研究各种用的工具里面的源码实现，之前给大家都专门的去扣了一下 JDK 里面自带的exe程序，这次阿粉开始更加无聊，直接开始搞Tomcat。
1.Tomcat分析
阿粉知道作为一个 Java 资深开发人员，对 Tomcat 那是再熟悉不过了，bin目录、conf目录、webapps目录，对这些目录熟悉的简直不能再熟悉了。一言不合就是一个shutdown.sh，或者来个shutdown.bat，但是你知道你的启动startup.bat，和startup.sh他们的启动过程是什么过程么？接下来我们就开始进入分析吧。
2.Tomcat的整体结构图
这个整体结构图可不是大家想的目录结构图，目录结构图阿粉就不给大家展示了，自己去打开你的 Tomcat，里面就有你想看到目录结构图，那么整体结构图是什么样子的呢？
给大家解释一下这个图的意思，
Server：整个服务器。
Service：具体的服务。
Connector：提供Socket和request，response的连接。
Container：用于封装和管理Servlet，以及具体的处理请求。
这个图就把里面的包含关系说的是明明白白了，为什么这么说呢？因为一个Server中可以存在多个服务，也就是多个Service，而一个Service中可以存在多个Connector，但是只能存在一个Container，是不是就非常的清晰了呢？
3.Tomcat的启动过程
接下来我们就来看看源码里面的启动过程吧，Bootstrap类中的启动过程。
这个类的位置是在tomcat的catalina的包里面，大家看一下主方法也就是所谓的main方法，
public static void main(String[] args) {
//对象初始化
if (daemon == null) {
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
try {
bootstrap.init();
} catch (Throwable var3) {
handleThrowable(var3);
var3.printStackTrace();
return;
}
daemon = bootstrap;
} else {
Thread.currentThread().setContextClassLoader(daemon.catalinaLoader);
}
try {
String command = "start";
if (args.length > 0) {
command = args[args.length - 1];
}
if (command.equals("startd")) {
args[args.length - 1] = "start";
//加载
daemon.load(args);
//启动
daemon.start();
} else if (command.equals("stopd")) {
args[args.length - 1] = "stop";
//停止
daemon.stop();
} else if (command.equals("start")) {
daemon.setAwait(true);
//加载并且启动
daemon.load(args);
daemon.start();
if (null == daemon.getServer()) {
System.exit(1);
}
} else if (command.equals("stop")) {
daemon.stopServer(args);
} else if (command.equals("configtest")) {
daemon.load(args);
if (null == daemon.getServer()) {
System.exit(1);
}
System.exit(0);
} else {
log.warn("Bootstrap: command \"" + command + "\" does not exist.");
}
} catch (Throwable var4) {
Throwable t = var4;
if (var4 instanceof InvocationTargetException && var4.getCause() != null) {
t = var4.getCause();
}
handleThrowable(t);
t.printStackTrace();
System.exit(1);
}
}
main方法里面的存在也很简单，先进行init的操作，然后再执行start，也就是说，启动过程中，首先要进行初始化，然后接下来再进行启动，最后阶段在来个stop,这样才算完整嘛。
load方法：其实说白了load方法就是根据server.xml文件创建Server并且调用Server的init方法进行初始化。
start方法：start方法很直白，启动服务器。
stop方法：stop方法同样，停止服务器。
在这里的start方法和stop方法调用的分别就是调用了Server内部的start和stop方法，而这三个方法都是按照图中的层级结构来的，先从Server的load，start，stop，然后Server的start再调用Service的start，而Service的start调用的就是Connector和Container的start方法了，这从外到内的启动，就可以把Tomcat完整的启动起来了。
我们在接下来就继续从外到内的启动开始分析一波。
3.1 Catalina启动过程
上面的启动入口我们已经成功找到了，那么我们就继续来，对象初始化完成后，执行了init的方法
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
try {
bootstrap.init();
} catch (Throwable var3) {
就是上面的这个，如果参数为空了，那么就开始调用start了，那么start方法是什么呢？
public void start() throws Exception {
if (this.catalinaDaemon == null) {
this.init();
}
Method method = this.catalinaDaemon.getClass().getMethod("start", (Class[])null);
method.invoke(this.catalinaDaemon, (Object[])null);
}
上面的start方法就是直接使用invoke的方法映射到了catalinaDaemon，也就是到了Catalina的start的方法上，
而这个Catalina的启动无非也就是调用了同样的方法，setAwait方法，load方法，start方法，
setAwait方法：用于设置Server启动完成时，是否进入等待，如果是true，那就等待，如果不是false，那就不进入等待。
load方法：创建并且初始化Server，
start方法：同样是启动服务器
同样的setAwait方法比较少，阿粉就不给大家看了，无非就是个判断，而load方法一定得看，
if (!this.loaded) {
this.loaded = true;
long t1 = System.nanoTime();
try {
inputSource.setByteStream((InputStream)inputStream);
digester.push(this);
digester.parse(inputSource);
break label242;
} catch (SAXParseException var28) {
log.warn("Catalina.start using " + this.getConfigFile() + ": " + var28.getMessage());
return;
} catch (Exception var29) {
log.warn("Catalina.start using " + this.getConfigFile() + ": ", var29);
}
} finally {
if (inputStream != null) {
try {
((InputStream)inputStream).close();
} catch (IOException var23) {
;
}
}
}
return;
}
try {
//此处同样调用的Server的init方法，
this.getServer().init();
} catch (LifecycleException var24) {
if (Boolean.getBoolean("org.apache.catalina.startup.EXIT_ON_INIT_FAILURE")) {
throw new Error(var24);
}
log.error("Catalina.start", var24);
}
long t2 = System.nanoTime();
if (log.isInfoEnabled()) {
log.info("Initialization processed in " + (t2 - t1) / 1000000L + " ms");
}
}
而从这里就开始进入下一步了，Server的启动过程，因为从Catalina里面已经找到了getServer的初始化方法，接下来就是要进行Server的初始化，然后加载，然后启动的过程了。
3.2 Server的启动过程
Server是Tomcat里面的接口，而不是类，那么我们就只能去找实现它的子类来于是就找到了StandardServer extends LifecycleMBeanBase implements Server。
阿粉一看有继承，还有实现，那就先看看LifecycleMBeanBase这个被继承的类，于是再次去看了它，
public abstract class LifecycleMBeanBase extends LifecycleBase implements JmxEnabled {
嗯？还有继承？继续往下扒拉，
public abstract class LifecycleBase implements Lifecycle {
终于算是找到了，
阿粉一看这init方法和start方法又调用了initInternal()和startInternal()，找来找去又回去了，而阿粉也从这里知道了，模板方法，是有自己的子类具体实现
于是回到了StandardServer自己的init和start方法，
protected void startInternal() throws LifecycleException {
this.fireLifecycleEvent("configure_start", (Object)null);
this.setState(LifecycleState.STARTING);
this.globalNamingResources.start();
Object var1 = this.servicesLock;
synchronized(this.servicesLock) {
for(int i = 0; i < this.services.length; ++i) {
this.services[i].start();
}
}
}
总得来说就是，StandardServer继承自LifecycleMBeanBase，而LifecycleMBeanBase继承自LifecycleBase，而LifecycleBase类中的模板方法，又让自己的子类去进行具体的实现，但是我们要知道他的Tomcat生命周期中存在这些内容才行。
图中都说了，Server里面有Service，那么一定就有，我们得去找找看，于是阿粉再次去找并且去看它到底是个什么意思，
public void addService(Service service) {
service.setServer(this);
Object var2 = this.servicesLock;
synchronized(this.servicesLock) {
Service[] results = new Service[this.services.length + 1];
System.arraycopy(this.services, 0, results, 0, this.services.length);
results[this.services.length] = service;
this.services = results;
if (this.getState().isAvailable()) {
try {
service.start();
} catch (LifecycleException var6) {
;
}
}
this.support.firePropertyChange("service", (Object)null, service);
}
}
位置是在Server的接口中出现了增加和删除Service的方法，Server的init方法和start方法循环去调用每个Service的init方法和start方法。
接下来我们看看Service的具体实现，找到StandardService:
protected void initInternal() throws LifecycleException {
super.initInternal();
if (this.engine != null) {
this.engine.init();
}
Executor[] arr$ = this.findExecutors();
int len$ = arr$.length;
int len$;
for(len$ = 0; len$ < len$; ++len$) {
Executor executor = arr$[len$];
if (executor instanceof JmxEnabled) {
((JmxEnabled)executor).setDomain(this.getDomain());
}
executor.init();
}
this.mapperListener.init();
Object var11 = this.connectorsLock;
synchronized(this.connectorsLock) {
Connector[] arr$ = this.connectors;
len$ = arr$.length;
for(int i$ = 0; i$ < len$; ++i$) {
Connector connector = arr$[i$];
try {
connector.init();
} catch (Exception var9) {
String message = sm.getString("standardService.connector.initFailed", new Object[]{connector});
log.error(message, var9);
if (Boolean.getBoolean("org.apache.catalina.startup.EXIT_ON_INIT_FAILURE")) {
throw new LifecycleException(message);
}
}
}
}
}
而在方法中主要调用Executor,mapperListener,executor的init方法。
connector之前已经有了，而这个mapperListener就是Mapper的监听器，用来坚挺container容器的变化。
文献参考
《深入剖析Tomcat》
《Tomcat架构解析》
《Servlet/JSP深入详解》
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