大公司程序員帶你死磕Tomcat—Tomcat如何做到一鍵式啟停

在沒有SpringBoot內(nèi)嵌有Tomcat之前，我們都是將項目打為War包放在Tomcat的webapp目錄下面，然后如果是Linux系統(tǒng)，運行命令start.sh、如果是Windows系統(tǒng)，運行命令start.bat以后就能啟動起來并訪問到頁面。如果是想要停止運行只需要運行shutdown.sh或者shutdown.bat就能將程序停止起來，那么Tomcat是如何做到只需要一個命令就將所有容器啟動起來呢?

腳本分析

start.sh和start.bat里面的內(nèi)容相同，所以這里就主要分析start.sh的內(nèi)容了。

os400=false 
case "`uname`" in 
OS400*) os400=true;; 
esac 
# resolve links - $0 may be a softlink 
# PRG是腳本路徑,如果當(dāng)前腳本文件為軟連接,則會解析出PRG真正文件所在的路徑 
PRG="$0" 
while [ -h "$PRG" ] ; do # 判斷是否為軟連接 
 ls=`ls -ld "$PRG"` # 如果是軟連接,輸出中含有l(wèi)in -> source的字符串 
 link=`expr "$ls" : '.*-> \(.*\)$'` # 模式匹配出源文件的路徑 
 if expr "$link" : '/.*' > /dev/null; then # 正則匹配 /.* 這里expr會輸出匹配個數(shù),如果不為0,則說明$link包含目錄 
 PRG="$link" 
 else 
 PRG=`dirname "$PRG"`/"$link" # 當(dāng)不包含目錄,說明軟連接和源文件在同一目錄 
 fi 
done 
# 獲取腳本目錄路徑 
PRGDIR=`dirname "$PRG"` 
EXECUTABLE=catalina.sh 
# Check that target executable exists 
if $os400; then 
 # -x will Only work on the os400 if the files are: 
 # 1. owned by the user 
 # 2. owned by the PRIMARY group of the user 
 # this will not work if the user belongs in secondary groups 
 eval 
else 
 if [ ! -x "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" ]; then 
 echo "Cannot find $PRGDIR/$EXECUTABLE" 
 echo "The file is absent or does not have execute permission" 
 echo "This file is needed to run this program" 
 exit 1 
 fi 
fi 
# 執(zhí)行catalina.sh的start命令 
exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" start "$@" 

其實上面簡單來說就做了兩件事

1. 拿到腳本的真正路徑
2. 執(zhí)行catalina.sh的start命令

而shutdown.sh和start.sh命令一樣，只不過后面是執(zhí)行catalina.sh的stop命令

catalina.sh腳本

腳本中重要的步驟有以下幾個

1.設(shè)置兩個重要的環(huán)境變量，CATALINA_HOME、CATALINA_BASE

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

設(shè)置CLASSPATH變量，這里注意，默認(rèn)是沒有setenv.sh文件的，可以自己新建一個并添加參數(shù)

CLASSPATH= 
 
if [ -r "$CATALINA_BASE/bin/setenv.sh" ]; then 
 
. "$CATALINA_BASE/bin/setenv.sh" 
 
elif [ -r "$CATALINA_HOME/bin/setenv.sh" ]; then 
 
. "$CATALINA_HOME/bin/setenv.sh" 
 
fi 

將bootstrap.jar作為CLASSPATH變量傳進去

if [ ! -z "$CLASSPATH" ] ; then 
     CLASSPATH="$CLASSPATH": 
    fi 
    CLASSPATH="$CLASSPATH""$CATALINA_HOME"/bin/bootstrap.jar 
    if [ -z "$CATALINA_OUT" ] ; then 
     CATALINA_OUT="$CATALINA_BASE"/logs/catalina.out 
    fi 

執(zhí)行腳本參數(shù)，執(zhí)行bootstrap.jar中的Bootstrap類中main方法，并傳入?yún)?shù)start

hift 
 
eval exec "\"$_RUNJAVA\"" "\"$LOGGING_CONFIG\"" $LOGGING_MANAGER $JAVA_OPTS $CATALINA_OPTS \ 
 
-D$ENDORSED_PROP="\"$JAVA_ENDORSED_DIRS\"" \ 
 
-classpath "\"$CLASSPATH\"" \ 
 
-Djava.security.manager \ 
 
-Djava.security.policy=="\"$CATALINA_BASE/conf/catalina.policy\"" \ 
 
-Dcatalina.base="\"$CATALINA_BASE\"" \ 
 
-Dcatalina.home="\"$CATALINA_HOME\"" \ 
 
-Djava.io.tmpdir="\"$CATALINA_TMPDIR\"" \ 
 
org.apache.catalina.startup.Bootstrap "$@" start 

在上面腳本中我們可以看出最后執(zhí)行的都是從Bootstrap的main方法作為入口的，所以我們打開Tomcat源碼進去Bootstrap類中看它到底做了什么。

啟動類分析

作為Tomcat的入口類，我們先看看Bootstrap中做了什么。這里只貼出main方法中重要的代碼。

//初始化類加載器并且將Catalina文件加載進內(nèi)存中 
bootstrap.init(); 
String command = "start"; 
if (args.length > 0) { 
 command = args[args.length - 1]; 
} 
if (command.equals("startd")) { 
 args[args.length - 1] = "start"; 
 //調(diào)用Catalina.java的load方法 
 daemon.load(args); 
 //調(diào)用Catalina.java的start 
 daemon.start(); 
} else if (command.equals("stopd")) { 
 args[args.length - 1] = "stop"; 
 //調(diào)用Catalina.java的stop 
 daemon.stop(); 
} else if (command.equals("start")) { 
 daemon.setAwait(true); 
 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."); 
} 

這里是根據(jù)腳本中傳入的不同命令，調(diào)用Catalina不同的方法。由于我們主要分析的Tomcat如何做到一鍵式啟停的，所以我們主要分析Catalina的start方法。

在Catalina的satrt方法中我們看到了這一句

getServer().start(); 

隨后經(jīng)過Debug都是經(jīng)過了Lifecycle的start方法，我們把Lifecycle的方法列出來

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

然后再看它的實現(xiàn)類，我們發(fā)現(xiàn)我們前面所講的整體架構(gòu)中的組件都實現(xiàn)了此類。而在它的子類LifecycleBase實現(xiàn)了start、init、stop等方法，并且里面都相應(yīng)調(diào)用了startInternal、initInternal、stopInternal方法，這里我們?nèi)绻麑τ谠O(shè)計模式了解的話，應(yīng)該會想到這里運用了模板設(shè)計模式，抽象出所有子類的公有的代碼，然后重新定義一個內(nèi)部抽象方法，其子類實現(xiàn)自己的定制化的操作。

在Server.xml中我們發(fā)現(xiàn)第一個層級也是Server，然后Catalina的satrt方法中第一個啟動的也是Server。

上面表示了Tomcat所有模塊的層級結(jié)構(gòu)，只要是帶有層級的結(jié)構(gòu)，我們應(yīng)該能夠立馬想到組合設(shè)計模式，從這個層級結(jié)構(gòu)中我們能夠得到模塊之間的關(guān)系，有大有小，有內(nèi)有外。

有大有小：大組件管理小組件，例如Server管理Service，Service管理連接器和

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