Tomcat源码分析-启动分析(一) Lifecycle
引用原文：https://www.ycbbs.vip/?p=1116
Lifecycle 在其他框架中也很常见，比如 spring，它常用于具有生命周期的组件，由 Lifecycle 控制组件的初始化、启动、销毁等动作，方便应用程序获取、释放某些资源，或者是触发某些特定的事件。Tomcat 也是如此，在学习整个启动流程之前，我们先行了解下 Lifecycle 的实现机制，便于理解整个流程。
Lifecycle
Lifecycle 接口是一个公用的接口，定义了组件生命周期的一些方法，用于启动、停止 Catalina 组件。它是一个非常重要的接口，组件的生命周期包括：init、start、stop、destory，以及各种事件的常量、操作 LifecycleListener 的 API，典型的观察者模式
public interface Lifecycle {
// ----------------------- 定义各种EVENT事件 -----------------------
public static final String BEFORE_INIT_EVENT = "before_init";
public static final String AFTER_INIT_EVENT = "after_init";
public static final String START_EVENT = "start";
// 省略事件常量定义……
/**
* 注册一个LifecycleListener
*/
public void addLifecycleListener(LifecycleListener listener);
/**
* 获取所有注册的LifecycleListener
*/
public LifecycleListener[] findLifecycleListeners();
/**
* 移除指定的LifecycleListener
*/
public void removeLifecycleListener(LifecycleListener listener);
/**
* 组件被实例化之后，调用该方法完成初始化工作，发会出以下事件
* <ol>
* <li>INIT_EVENT: On the successful completion of component initialization.</li>
* </ol>
* @exception LifecycleException if this component detects a fatal error
* that prevents this component from being used
*/
public void init() throws LifecycleException;
/**
* 在组件投入使用之前调用该方法，先后会发出以下事件：BEFORE_START_EVENT、START_EVENT、AFTER_START_EVENT
* @exception LifecycleException if this component detects a fatal error
* that prevents this component from being used
*/
public void start() throws LifecycleException;
/**
* 使组件停止工作
*/
public void stop() throws LifecycleException;
/**
* 销毁组件时被调用
*/
public void destroy() throws LifecycleException;
/**
* Obtain the current state of the source component.
*/
public LifecycleState getState();
/**
* 获取state的文字说明
*/
public String getStateName();
/**
* Marker interface used to indicate that the instance should only be used
* once. Calling {@link #stop()} on an instance that supports this interface
* will automatically call {@link #destroy()} after {@link #stop()}
* completes.
*/
public interface SingleUse {
}各大组件均实现了 Lifecycle 接口，类图如下所示(查看原图)：
* LifecycleBase：它实现了Lifecycle的init、start、stop等主要逻辑，向注册在LifecycleBase内部的LifecycleListener发出对应的事件，并且预留了initInternal、startInternal、stopInternal等模板方法，便于子类完成自己的逻辑
* MBeanRegistration：JmxEnabled 的父类， jmx框架提供的注册MBean的接口，引入此接口是为了便于使用JMX提供的管理功能
* LifecycleMBeanBase：JmxEnabled的子类，通过重写initInternal、destroyInternal方法，统一向jmx中注册/取消注册当前实例，方便利用jmx对实例对象进行管理，代码上特别强调要求子类先行调用super.initInternal
* ContainerBase、StandardServer、StandardService、WebappLoader、Connector、StandardContext、StandardEngine、StandardHost、StandardWrapper等容器都继承了LifecycleMBeanBase，因此这些容器都具有了同样的生命周期并可以通过JMX进行管理tomcat允许我们使用jmx对tomcat进行监控、管理，可以使用jconsole工具，准备后续写一篇博客分析tomcat jmx
public abstract class LifecycleMBeanBase extends LifecycleBase
implements JmxEnabled {
/**
* Sub-classes wishing to perform additional initialization should override
* this method, ensuring that super.initInternal() is the first call in the
* overriding method.
*/
protected void initInternal() throws LifecycleException {
if (oname == null) {
mserver = Registry.getRegistry(null, null).getMBeanServer();
oname = register(this, getObjectNameKeyProperties());
}
}
}
public class Connector extends LifecycleMBeanBase {
protected void initInternal() throws LifecycleException {
super.initInternal();
adapter = new CoyoteAdapter(this);
protocolHandler.setAdapter(adapter);
// other code......
}LifecycleState
LifecycleState 是枚举类，定义了各种状态
public enum LifecycleState {
// LifecycleBase实例化完成时的状态
NEW(false, null),
// 容器正在初始化的状态，在INITIALIZED之前
INITIALIZING(false, Lifecycle.BEFORE_INIT_EVENT),
// 初始化完成的状态
INITIALIZED(false, Lifecycle.AFTER_INIT_EVENT),
// 启动前
STARTING_PREP(false, Lifecycle.BEFORE_START_EVENT),
// 启动过程中的状态
STARTING(true, Lifecycle.START_EVENT),
// 启动完成
STARTED(true, Lifecycle.AFTER_START_EVENT),
// 停止前的状态
STOPPING_PREP(true, Lifecycle.BEFORE_STOP_EVENT),
// 停止过程中
STOPPING(false, Lifecycle.STOP_EVENT),
// 停止完成
STOPPED(false, Lifecycle.AFTER_STOP_EVENT),
// 销毁中
DESTROYING(false, Lifecycle.BEFORE_DESTROY_EVENT),
// 完成销毁
DESTROYED(false, Lifecycle.AFTER_DESTROY_EVENT),
// 启动、停止过程中出现异常
FAILED(false, null);
private final boolean available;
private final String lifecycleEvent;
private LifecycleState(boolean available, String lifecycleEvent) {
this.available = available;
this.lifecycleEvent = lifecycleEvent;
}
public boolean isAvailable() {
return available;
}
public String getLifecycleEvent() {
return lifecycleEvent;
}LifecycleListener
要订阅事件的实体类需要实现 LifecycleListener
public interface LifecycleListener {
public void lifecycleEvent(LifecycleEvent event);默认情况下，tomcat 会内置一些 LifecycleListener，配置在 server.xml 中，除了 xml 中的 LifecycleListener，还有org.apache.catalina.core.NamingContextListener，而这个LifecycleListener是在 StandardServer 的构造器中添加的，各个 LifecycleListener 的作用在此不再细说。
如果我们在 tomcat 启动、停止的时候增加额外的逻辑，比如发送邮件通知，则可以从这个地方入手
<Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
<!--APR library loader. Documentation at /docs/apr.html -->
<Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
<!-- Prevent memory leaks due to use of particular java/javax APIs-->
<Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
<Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
<Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />
public StandardServer() {
// 忽略部分代码
if (isUseNaming()) {
namingContextListener = new NamingContextListener();
addLifecycleListener(namingContextListener);
} else {
namingContextListener = null;
}LifecycleBase
LifecycleBase实现了Lifecycle接口，完成了核心逻辑
- StringManager：用来做日志信息参数化输出的，支持国际化
\- 内部使用CopyOnWriteArrayList维护所有的LifecycleListener，因为在各个生命周期，内部的LifecycleListener是会变化的，并且存在并发操作问题，因此使用了并发的List。注意，不同的LifecycleBase子类，其内部的lifecycleListeners存放不同的LifecyListener，比如Server和Service，它们是不同的Lifecycle实例，内部的lifecycleListeners也是不同
\- LifecycleBase的state初始值是LifecycleState.NEW，也存在并发修改的问题，用了volatile修饰
\- addLifecycleListener、removeLifecycleListener允许添加、删除LifecycleListener，告诉LifecycleBase有哪些监听者需要进行事件通知
\- fireLifecycleEvent：向内部注册的LifecycleListener发出事件通知，它是protected的方法，所以LifecycleBase的子类可以在适当的时机调用该方法发出事件通知。事件通知由LifecycleListener实现类决定要不要对特定的事件进行处理
\- setState：更新state值，并发出对应的事件通知，同样是调用fireLifecycleEvent
public abstract class LifecycleBase implements Lifecycle {
// 日志国际化输出使用
private static final StringManager sm = StringManager.getManager(LifecycleBase.class);
// 维护LifecycleListener
private final List<LifecycleListener> lifecycleListeners = new CopyOnWriteArrayList<>();
// 初始状态是NEW
private volatile LifecycleState state = LifecycleState.NEW;
/**
* 注册LifecycleListener
*/
@Override
public void addLifecycleListener(LifecycleListener listener) {
lifecycleListeners.add(listener);
}
@Override
public LifecycleListener[] findLifecycleListeners() {
return lifecycleListeners.toArray(new LifecycleListener[0]);
}
/**
* 移除LifecycleListener
*/
@Override
public void removeLifecycleListener(LifecycleListener listener) {
lifecycleListeners.remove(listener);
}
/**
* 发出事件通知，遍历内部所有的LifecycleListener，并调用其lifecycleEvent
*/
protected void fireLifecycleEvent(String type, Object data) {
LifecycleEvent event = new LifecycleEvent(this, type, data);
for (LifecycleListener listener : lifecycleListeners) {
listener.lifecycleEvent(event);
}
}
@Override
public LifecycleState getState() {
return state;
}
@Override
public String getStateName() {
return getState().toString();
}
protected synchronized void setState(LifecycleState state)
throws LifecycleException