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大公司程序员带你死磕Tomcat—Tomcat如何做到一键式启停

在没有SpringBoot内嵌有Tomcat之前,我们都是将项目打为War包放在Tomcat的webapp目录下面,然后如果是Linux系统,运行命令start.sh、如果是Windows系统,运行命令start.bat以后就能启动起来并访问到页面。如果是想要停止运行只需要运行shutdown.sh或者shutdown.bat就能将程序停止起来,那么Tomcat是如何做到只需要一个命令就将所有容器启动起来呢?

作者:JAVA进阶架构来源:今日头条|2019-10-29 10:38

在没有SpringBoot内嵌有Tomcat之前,我们都是将项目打为War包放在Tomcat的webapp目录下面,然后如果是Linux系统,运行命令start.sh、如果是Windows系统,运行命令start.bat以后就能启动起来并访问到页面。如果是想要停止运行只需要运行shutdown.sh或者shutdown.bat就能将程序停止起来,那么Tomcat是如何做到只需要一个命令就将所有容器启动起来呢?

脚本分析

start.sh和start.bat里面的内容相同,所以这里就主要分析start.sh的内容了。

  1. os400=false 
  2. case "`uname`" in 
  3. OS400*) os400=true;; 
  4. esac 
  5. # resolve links - $0 may be a softlink 
  6. # PRG是脚本路径,如果当前脚本文件为软连接,则会解析出PRG真正文件所在的路径 
  7. PRG="$0" 
  8. while [ -h "$PRG" ] ; do # 判断是否为软连接 
  9.  ls=`ls -ld "$PRG"` # 如果是软连接,输出中含有lin -> source的字符串 
  10.  link=`expr "$ls" : '.*-> \(.*\)$'` # 模式匹配出源文件的路径 
  11.  if expr "$link" : '/.*' > /dev/nullthen # 正则匹配 /.* 这里expr会输出匹配个数,如果不为0,则说明$link包含目录 
  12.  PRG="$link" 
  13.  else 
  14.  PRG=`dirname "$PRG"`/"$link" # 当不包含目录,说明软连接和源文件在同一目录 
  15.  fi 
  16. done 
  17. # 获取脚本目录路径 
  18. PRGDIR=`dirname "$PRG"
  19. EXECUTABLE=catalina.sh 
  20. Check that target executable exists 
  21. if $os400; then 
  22.  # -x will Only work on the os400 if the files are: 
  23.  # 1. owned by the user 
  24.  # 2. owned by the PRIMARY group of the user 
  25.  # this will not work if the user belongs in secondary groups 
  26.  eval 
  27. else 
  28.  if [ ! -x "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" ]; then 
  29.  echo "Cannot find $PRGDIR/$EXECUTABLE" 
  30.  echo "The file is absent or does not have execute permission" 
  31.  echo "This file is needed to run this program" 
  32.  exit 1 
  33.  fi 
  34. fi 
  35. # 执行catalina.sh的start命令 
  36. exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" start "$@" 

其实上面简单来说就做了两件事

  1. 拿到脚本的真正路径
  2. 执行catalina.sh的start命令

而shutdown.sh和start.sh命令一样,只不过后面是执行catalina.sh的stop命令

catalina.sh脚本

脚本中重要的步骤有以下几个

1.设置两个重要的环境变量,CATALINA_HOME、CATALINA_BASE

  1. PRGDIR=`dirname "$PRG"
  2.     [ -z "$CATALINA_HOME" ] && CATALINA_HOME=`cd "$PRGDIR/.." >/dev/null; pwd` 
  3.     [ -z "$CATALINA_BASE" ] && CATALINA_BASE="$CATALINA_HOME" 

设置CLASSPATH变量,这里注意,默认是没有setenv.sh文件的,可以自己新建一个并添加参数

  1. CLASSPATH= 
  2.  
  3. if [ -r "$CATALINA_BASE/bin/setenv.sh" ]; then 
  4.  
  5. "$CATALINA_BASE/bin/setenv.sh" 
  6.  
  7. elif [ -r "$CATALINA_HOME/bin/setenv.sh" ]; then 
  8.  
  9. "$CATALINA_HOME/bin/setenv.sh" 
  10.  
  11. fi 

将bootstrap.jar作为CLASSPATH变量传进去

  1. if [ ! -z "$CLASSPATH" ] ; then 
  2.      CLASSPATH="$CLASSPATH"
  3.     fi 
  4.     CLASSPATH="$CLASSPATH""$CATALINA_HOME"/bin/bootstrap.jar 
  5.     if [ -z "$CATALINA_OUT" ] ; then 
  6.      CATALINA_OUT="$CATALINA_BASE"/logs/catalina.out 
  7.     fi 

执行脚本参数,执行bootstrap.jar中的Bootstrap类中main方法,并传入参数start

  1. hift 
  2.  
  3. eval exec "\"$_RUNJAVA\"" "\"$LOGGING_CONFIG\"" $LOGGING_MANAGER $JAVA_OPTS $CATALINA_OPTS \ 
  4.  
  5. -D$ENDORSED_PROP="\"$JAVA_ENDORSED_DIRS\"" \ 
  6.  
  7. -classpath "\"$CLASSPATH\"" \ 
  8.  
  9. -Djava.security.manager \ 
  10.  
  11. -Djava.security.policy=="\"$CATALINA_BASE/conf/catalina.policy\"" \ 
  12.  
  13. -Dcatalina.base="\"$CATALINA_BASE\"" \ 
  14.  
  15. -Dcatalina.home="\"$CATALINA_HOME\"" \ 
  16.  
  17. -Djava.io.tmpdir="\"$CATALINA_TMPDIR\"" \ 
  18.  
  19. org.apache.catalina.startup.Bootstrap "$@" start 

在上面脚本中我们可以看出最后执行的都是从Bootstrap的main方法作为入口的,所以我们打开Tomcat源码进去Bootstrap类中看它到底做了什么。

启动类分析

作为Tomcat的入口类,我们先看看Bootstrap中做了什么。这里只贴出main方法中重要的代码。

  1. //初始化类加载器并且将Catalina文件加载进内存中 
  2. bootstrap.init(); 
  3. String command = "start"
  4. if (args.length > 0) { 
  5.  command = args[args.length - 1]; 
  6. if (command.equals("startd")) { 
  7.  args[args.length - 1] = "start"
  8.  //调用Catalina.java的load方法 
  9.  daemon.load(args); 
  10.  //调用Catalina.java的start 
  11.  daemon.start(); 
  12. else if (command.equals("stopd")) { 
  13.  args[args.length - 1] = "stop"
  14.  //调用Catalina.java的stop 
  15.  daemon.stop(); 
  16. else if (command.equals("start")) { 
  17.  daemon.setAwait(true); 
  18.  daemon.load(args); 
  19.  daemon.start(); 
  20.  if (null == daemon.getServer()) { 
  21.  System.exit(1); 
  22.  } 
  23. else if (command.equals("stop")) { 
  24.  daemon.stopServer(args); 
  25. else if (command.equals("configtest")) { 
  26.  daemon.load(args); 
  27.  if (null == daemon.getServer()) { 
  28.  System.exit(1); 
  29.  } 
  30.  System.exit(0); 
  31. else { 
  32.  log.warn("Bootstrap: command \"" + command + "\" does not exist."); 

这里是根据脚本中传入的不同命令,调用Catalina不同的方法。由于我们主要分析的Tomcat如何做到一键式启停的,所以我们主要分析Catalina的start方法。

在Catalina的satrt方法中我们看到了这一句

  1. getServer().start(); 

随后经过Debug都是经过了Lifecycle的start方法,我们把Lifecycle的方法列出来

  1. public interface Lifecycle { 
  2.  public void addLifecycleListener(LifecycleListener listener); 
  3.  public LifecycleListener[] findLifecycleListeners(); 
  4.  public void removeLifecycleListener(LifecycleListener listener); 
  5.  public void init() throws LifecycleException; 
  6.  public void start() throws LifecycleException; 
  7.  public void stop() throws LifecycleException; 
  8.  public void destroy() throws LifecycleException; 
  9.  public LifecycleState getState(); 
  10.  public String getStateName(); 
  11.  public interface SingleUse { 
  12.  } 

然后再看它的实现类,我们发现我们前面所讲的整体架构中的组件都实现了此类。而在它的子类LifecycleBase实现了start、init、stop等方法,并且里面都相应调用了startInternal、initInternal、stopInternal方法,这里我们如果对于设计模式了解的话,应该会想到这里运用了模板设计模式,抽象出所有子类的公有的代码,然后重新定义一个内部抽象方法,其子类实现自己的定制化的操作。

在Server.xml中我们发现第一个层级也是Server,然后Catalina的satrt方法中第一个启动的也是Server。

大公司程序员带你死磕Tomcat系列(三)—Tomcat如何做到一键式启停

上面表示了Tomcat所有模块的层级结构,只要是带有层级的结构,我们应该能够立马想到组合设计模式,从这个层级结构中我们能够得到模块之间的关系,有大有小,有内有外。

  • 有大有小:大组件管理小组件,例如Server管理Service,Service管理连接器和容器
  • 有内有外:连接器控制对外的连接,而外层组件调用内层组件完成业务功能。即请求处理的过程是由外层组件驱动的。

那么根据上面的两条,我们知道,有小才有大,有内才有外。这也就是整个层级的加载顺序,先加载小组件再加载大组件,先加载内层组件再加载外层组件。此时我们应该就明白了Tomcat是如何做到一键式启停的了。通过层级结构,加载的优先级。层层迭代进行启动。而停止和启动差不多。也是层层迭代进行停止。

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】


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