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1、第 1 部分: 工作原理本文以 Tomcat 5 为基础，也兼顾最新的 Tomcat 6 和 Tomcat 4。Tomcat 的基本设计思路和架构是具有一定连续性的。Tomcat 总体结构Tomcat 的结构很复杂，但是 Tomcat 也非常的模块化，找到了 Tomcat 最核心的模块，您就抓住了 Tomcat 的“七寸”。下面是 Tomcat 的总体结构图：图 1.Tomcat 的总体结构从上图中可以看出 Tomcat 的心脏是两个组件：Connector 和 Container，关于这两个组件将在后面详细介绍。Connector 组件是可以被替换，这样可以提供给服务器设计者更多的选择，因为
2、这个组件是如此重要，不仅跟服务器的设计的本身，而且和不同的应用场景也十分相关，所以一个 Container 可以选择对应多个 Connector。多个 Connector 和一个 Container 就形成了一个 Service，Service 的概念大家都很熟悉了，有了 Service 就可以对外提供服务了，但是 Service 还要一个生存的环境，必须要有人能够给她生命、掌握其生死大权，那就非 Server 莫属了。所以整个 Tomcat 的生命周期由 Server 控制。以 Service 作为“婚姻”我们将 Tomcat 中 Connector、Container 作为一个整体比作一对
3、情侣的话，Connector 主要负责对外交流，可以比作为 Boy，Container 主要处理 Connector 接受的请求，主要是处理内部事务，可以比作为 Girl。那么这个 Service 就是连接这对男女的结婚证了。是 Service 将它们连接在一起，共同组成一个家庭。当然要组成一个家庭还要很多其它的元素。说白了，Service 只是在 Connector 和 Container 外面多包一层，把它们组装在一起，向外面提供服务，一个 Service 可以设置多个 Connector，但是只能有一个 Container 容器。这个 Service 接口的方法列表如下：图 2. Ser
4、vice 接口从 Service 接口中定义的方法中可以看出，它主要是为了关联 Connector 和 Container，同时会初始化它下面的其它组件，注意接口中它并没有规定一定要控制它下面的组件的生命周期。所有组件的生命周期在一个 Lifecycle 的接口中控制，这里用到了一个重要的设计模式，关于这个接口将在后面介绍。Tomcat 中 Service 接口的标准实现类是 StandardService 它不仅实现了 Service 借口同时还实现了 Lifecycle 接口，这样它就可以控制它下面的组件的生命周期了。StandardService 类结构图如下：图 3. Standard
5、Service 的类结构图从上图中可以看出除了 Service 接口的方法的实现以及控制组件生命周期的 Lifecycle 接口的实现，还有几个方法是用于在事件监听的方法的实现，不仅是这个 Service 组件，Tomcat 中其它组件也同样有这几个方法，这也是一个典型的设计模式，将在后面介绍。下面看一下 StandardService 中主要的几个方法实现的代码，下面是 setContainer 和 addConnector 方法的源码：清单 1. StandardService. SetContainerpublic void setContainer(Container containe
6、r) Container oldContainer = this.container; if (oldContainer != null) & (oldContainer instanceof Engine) (Engine) oldContainer).setService(null); this.container = container; if (this.container != null) & (this.container instanceof Engine) (Engine) this.container).setService(this); if (started & (thi
7、s.container != null) & (this.container instanceof Lifecycle) try (Lifecycle) this.container).start(); catch (LifecycleException e) ; synchronized (connectors) for (int i = 0; i connectors.length; i+) connectorsi.setContainer(this.container); if (started & (oldContainer != null) & (oldContainer insta
8、nceof Lifecycle) try (Lifecycle) oldContainer).stop(); catch (LifecycleException e) ; support.firePropertyChange(container, oldContainer, this.container);这段代码很简单，其实就是先判断当前的这个 Service 有没有已经关联了 Container，如果已经关联了，那么去掉这个关联关系 oldContainer.setService(null)。如果这个 oldContainer 已经被启动了，结束它的生命周期。然后再替换新的关联、再初始化并
9、开始这个新的 Container 的生命周期。最后将这个过程通知感兴趣的事件监听程序。这里值得注意的地方就是，修改 Container 时要将新的 Container 关联到每个 Connector，还好 Container 和 Connector 没有双向关联，不然这个关联关系将会很难维护。清单 2. StandardService. addConnectorpublic void addConnector(Connector connector) synchronized (connectors) connector.setContainer(this.container); connec
10、tor.setService(this); Connector results = new Connectorconnectors.length + 1; System.arraycopy(connectors, 0, results, 0, connectors.length); resultsconnectors.length = connector; connectors = results; if (initialized) try connector.initialize(); catch (LifecycleException e) e.printStackTrace(System
11、.err); if (started & (connector instanceof Lifecycle) try (Lifecycle) connector).start(); catch (LifecycleException e) ; support.firePropertyChange(connector, null, connector); 上面是 addConnector 方法，这个方法也很简单，首先是设置关联关系，然后是初始化工作，开始新的生命周期。这里值得一提的是，注意 Connector 用的是数组而不是 List 集合，这个从性能角度考虑可以理解，有趣的是这里用了数组但是并
12、没有向我们平常那样，一开始就分配一个固定大小的数组，它这里的实现机制是：重新创建一个当前大小的数组对象，然后将原来的数组对象 copy 到新的数组中，这种方式实现了类似的动态数组的功能，这种实现方式，值得我们以后拿来借鉴。最新的 Tomcat6 中 StandardService 也基本没有变化，但是从 Tomcat5 开始 Service、Server 和容器类都继承了 MBeanRegistration 接口，Mbeans 的管理更加合理。以 Server 为“居”前面说一对情侣因为 Service 而成为一对夫妻，有了能够组成一个家庭的基本条件，但是它们还要有个实体的家，这是它们在社会上
13、生存之本，有了家它们就可以安心的为人民服务了，一起为社会创造财富。Server 要完成的任务很简单，就是要能够提供一个接口让其它程序能够访问到这个 Service 集合、同时要维护它所包含的所有 Service 的生命周期，包括如何初始化、如何结束服务、如何找到别人要访问的 Service。还有其它的一些次要的任务，如您住在这个地方要向当地政府去登记啊、可能还有要配合当地公安机关日常的安全检查什么的。Server 的类结构图如下：图 4. Server 的类结构图它的标准实现类 StandardServer 实现了上面这些方法，同时也实现了 Lifecycle、MbeanRegistratio
14、n 两个接口的所有方法，下面主要看一下 StandardServer 重要的一个方法 addService 的实现：清单 3. StandardServer.addServicepublic void addService(Service service) service.setServer(this); synchronized (services) Service results = new Serviceservices.length + 1; System.arraycopy(services, 0, results, 0, services.length); resultsservices.length = service; services = results; if (initialized)
