Tomcat中间件-Catalina的加载load和start流程

前言：对于Tomcat的运行流程其实是十分有帮助的，因为自己之前有看到关于jolokia的反序列化，其中就都有涉及到关于LifeCycle的知识点，这里刚看到，所以会觉得有点开心！

如何进行寻找Tomcat的入口

在平常我们启动Tomcat程序的时候，windows上启动的bat为startup.bat，那我们这里就来看下startup.bat的内容

那么这里就继续打开catalina.bat文件进行观察，我在最后进行打印操作

运行效果图为如下：

D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src\bin>.\catalina.bat start
Using CATALINA_BASE:   "D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src"
Using CATALINA_HOME:   "D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src"
Using CATALINA_TMPDIR: "D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src\temp"
Using JRE_HOME:        "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181"
Using CLASSPATH:       "D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src\bin\bootstrap.jar;D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src\bin\tomcat-juli.jar"
start "Tomcat" "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\bin\java.exe" -Dnop -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager  -Djdk.tls.ephemeralDHKeySize=2048 -Djava.protocol.handler.pkgs=org.apache.catalina.webresources   -Dignore.endorsed.dirs="" -classpath "D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src\bin\bootstrap.jar;D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src\bin\tomcat-juli.jar" -Dcatalina.base="D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src" -Dcatalina.home="D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src" -Djava.io.tmpdir="D:\ALL\javaidea\apache-tomcat-8.5.50-src\temp" org.apache.catalina.startup.Bootstrap  start
11111

这里可以看到org.apache.catalina.startup.Bootstrap start，则可以说明启动Main类的java类为org.apache.catalina.startup.Bootstrap，所以我们也就找到了Tomcat的启动类为Bootstrap了

Tomcat入口点启动过程

首先是如下，实例化Bootstrap对象，主要就是调用了init的方法

   public static void main(String args[]) {
 
        synchronized (daemonLock) {
            if (daemon == null) {
                // 实例化一个当前Bootstrap引导类对象
                Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
                try {
                    // 执行当前类方法init做一些初始化动作
                    bootstrap.init();
                } catch (Throwable t) {
                    handleThrowable(t);
                    t.printStackTrace();
                    return;
                }
                // 把当前Bootstrap引导类对象赋值给了一个变量daemon
                daemon = bootstrap;
            } else {
                Thread.currentThread().setContextClassLoader(daemon.catalinaLoader);
            }
        }

这里来看下init方法，是如何进行初始化的

初始化完了之后又出来继续走main方法中的代码，如下所示

这里稍微总结下：

关于catalina的load和start分析

因为这里对catalina对象进行load和start两个方法调用，所以这里继续来到org/apache/catalina/startup/Catalina.java来进行观察这两个方法的行为

Catalina对象的load - 初始化阶段

1、配置文件server.xml初始化

在Catalina对象的load方法打下断点，进行单步跟踪

先是通过Digester digester = createStartDigester();创建用来解析server.xml文件的对象

接着后面就会通过文件流读取conf/server.xml，然后通过digester对象来进行读取存储到this.server属性中去

this.server属性的内容如下所示，也就是server.xml中的内容

2、server.init

这个里面，server就会开始对自己的Listener初始化，和service相关的组件进行初始化操作

然后再跟到initInternal方法中去，这个方法是每个组件都需要实现的一个方法，因为Tomcat中的所有组件都需要有对应的生命周期，那么就都需要实现LifeCycle的接口中的initInternal方法

那么首先会来到StandardServer对象中，Server会对自身的一些组件进行初始化，下面就是一些可能用到的，这些不重要，继续看下面

接着standardServer对象中走到后面，就可以看到对service结构中的组件初始化了，这里一般service只有一个，如果想要有多个其实也可以，但是正常来说默认都是一个service的

跟进去，可以看到首先进行组件初始化的是关于catalina的Engine组件

继续跟到Engine的init方法中

因为Catalina的Engine中又有套娃式的结构，所以这里应该都是对这些Host，Context，Wrapper组件的初始化了，下图所示，但是看到的却是关于线程池的代码（线程池提交线程，如果有多个HOST，那么就可以多次线程一起并行实例化HOST，便于加快tomcat的启动速度），这个线程池和相关Host，Context，rapper详细的会在engine组件的start阶段使用，留在后面来讲

Engine组件初始化完成了之后就开始相关的Connector组件的初始化了

其实这里的Connector一般都是有两个的，一个是HTTP 8080，还有一个是AJP 8009，这里就讲的话就拿HTTP 8080来讲了，关于AJP 8009的之后顺便和AJP文件读取漏洞来讲，正好一起学习...

这里继续跟进connector.init()中的initInternal方法，可以看到这里就是coyote相关组件的初始化，可以看到Adapter组件的初始化

接着就是protocolHandler.init();，跟进去一看可以发现首先是EndPoint组件的初始化

接着就是开始绑定端口，这里只是进行了绑定端口，还没有真正的开始进行接收请求，在下面的Catalina对象的start中才会开始，接下来下面继续讲Catalina的start方法

稍微总结下：

Catalina对象的start - 启动阶段

我们从上面的来看，这里重点的讲还是Engine的启动和Connector的启动，上面已经对这两个组件已经进行了加载操作，那么这里的Catalina的start也就是要来讲关于这两个组件的启动流程了

Engine的启动

这里先来讲Eninge组件的启动过程，首先还是在start的方法的入口点打下断下

老样子，还是通过实现的统一接口startInternal方法来进行调用，这里调用的对象是standardServer

接着就是开始启动service的过程，这里继续跟进service的start方法

一样的，此时调用的就是service实现的startInternal方法

在service中启动的就有相关Engine组件的操作，这里就跟进engine.start();

一样的，这里就会调用StandardEngine实现的startInternal方法

之前大家在Catalina的加载阶段的时候就看到，在standardEngine只创建了一系列的线程池，但是相关的HOST，Context，Wrapper都没有看到，那是因为加载阶段的时候这些都不需要，这些都会在启动阶段的时候用到，下面来慢慢讲解

这里就可以发现，Engine在这里获取了相关HOST，然后放入了加载阶段中创建的线程池中，

我这里想说下关于HOST、Context、Wrapper的调用，在Tomcat中都是通过一种叫做事件监听器的fireLifecycleEvent方法来完成的，当Engine被触发了，接着Engine又会去触发HOST，HOST又会去进行部署相关webapps目录下的东西，期间HOST又会去触发Context，将每个webapps下的应用的上下文的创建提交到加载阶段创建的线程池中，都是通过一种递进式的方法来进行调用，这里就不讲了

Connector的启动

上面的走完出来后又回到StandardService对象中，这时候继续来调用Connector对象的start方法

进入到其实现的startInternal方法中，这里会对其中的protocolHandler来进行启动

之前加载阶段的时候只是对endpoint进行了绑定端口的操作，这里则会对其进行启动操作

一样的，这里AbstractEndPoint调用了startInternal

这里有相关的poller的知识点，这里留在后面继续讲，然后这里的startAcceptorThreads方法会启动来进行accept外部的请求

稍微总结下：