當(dāng)一個(gè)請求(HTTP)到達(dá)服務(wù)器涌庭,Tomcat會(huì)將它做一系列處理,包裝成HttpServletRequest提供易用的API供我們使用什乙。在處理完成用戶的業(yè)務(wù)邏輯制恍,又會(huì)返回HttpServletResponse雹熬,對請求進(jìn)行應(yīng)答。那么整個(gè)過程都經(jīng)過了哪些步驟呢谣膳?通過下面這張圖基本就可以看出來一個(gè)請求的基本處理過程竿报。
如果有看過Tomcat核心組件的同學(xué)應(yīng)該知道Tomcat是通過Connector來接收處理外部請求的。從上圖也可以看出参歹,一個(gè)請求是通過Connector下的EndPoint組件接入(Acceptor是EndPoint下的不同協(xié)議線程實(shí)現(xiàn)類),然后經(jīng)過多重處理最終到達(dá)Servlet隆判。那我們首先看下服務(wù)是如何暴露的吧犬庇,也自然就知道請求的入口。
EndPoint服務(wù)暴露
以我最常用的Nio2Endpoint(也是最復(fù)雜的)為例侨嘀,服務(wù)暴露過程是在初始化過程臭挽,以Connector的init方法為入口可以看到如下調(diào)用過程。Connector最終會(huì)調(diào)用NioEndPoint的bind方法咬腕,bind方法中會(huì)開啟一個(gè)ServerSocketChannel欢峰,并且綁定到本地的端口上。通過這個(gè)暴露端口就可以接收到外部的請求了涨共。
EndPoint啟動(dòng)
接著我們看下EndPoint對請求的處理纽帖,在Connector的start過程中會(huì)調(diào)用NioEndpoint的start,這個(gè)過程其實(shí)主要?jiǎng)?chuàng)建并啟動(dòng)了兩種線程:1举反、Acceptor線程負(fù)責(zé)請求的接收做一定的轉(zhuǎn)換懊直;2、Poller線程負(fù)責(zé)請求的處理火鼻。
Connector處理過程
EndPoint請求接收
protected class Acceptor extends AbstractEndpoint.Acceptor {
@Override
public void run() {
// Loop until we receive a shutdown command
while (running) {
try {
... ...
SocketChannel socket = null;
try {
// Accept the next incoming connection from the server
// socket
socket = serverSock.accept();
}
... ...
// Configure the socket
if (running && !paused) {
// setSocketOptions() will hand the socket off to
// an appropriate processor if successful
if (!setSocketOptions(socket)) {
closeSocket(socket);
}
} else {
closeSocket(socket);
}
} catch (Throwable t) {
ExceptionUtils.handleThrowable(t);
log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), t);
}
}
state = AcceptorState.ENDED;
}
}
我們看下Acceptor線程的核心代碼室囊,主要就是監(jiān)聽在上文中創(chuàng)建的serverSock處,不斷監(jiān)聽是否有請求到達(dá)魁索,注意這里的serverSock是blocking的融撞。如果接收到連接,則會(huì)調(diào)用NioEndPoint的setSocketOptions方法粗蔚。對請求做讀取尝偎、解析、包裝鹏控、處理等一系列操作冬念,整體流程如下。
在setSocketOptions中牧挣,會(huì)將SocketChannel對象包裝進(jìn)NioChannel中急前,并進(jìn)一步包裝成NioSocketWrapper并注冊到Poller中。Poller將創(chuàng)建一個(gè)PollerEvent瀑构,放到Poller對象持有的隊(duì)列中裆针。
而Poller本身就是一個(gè)線程刨摩,會(huì)一直循環(huán)執(zhí)行如下操作
- 執(zhí)行events方法,events其實(shí)就是從Poller隊(duì)列中取PollerEvent世吨,并執(zhí)行run方法澡刹,在PollerEvent的run方法中會(huì)對PollerEvent中持有的SocketChannel注冊選擇器(selector)及感興趣的操作,這也是NIO的經(jīng)典用法
- 從selector中獲取IO操作已經(jīng)準(zhǔn)備完畢的通道數(shù)
- 當(dāng)存在已經(jīng)準(zhǔn)備好IO操作的通道時(shí)候耘婚,通過selector獲取到準(zhǔn)備好的通道Key迭代器依次處理(processKey方法)每個(gè)key
- processKey方法將調(diào)用NioEndPoint的processSocket方法罢浇,這里會(huì)創(chuàng)建SocketProcessor對象,然后提交到線程池執(zhí)行沐祷,這里的線程池就是我們最熟悉的“http-nio-8080-exec-N”線程了嚷闭。
SocketProcessor的doRun中會(huì)首先檢查連接的握手狀態(tài),如果還沒握手成功赖临,會(huì)嘗試進(jìn)行握手胞锰。如果握手成功將socketWrapper交由ConnectionHandler的process方法進(jìn)行處理。到這里TCP層的差異化處理基本完成兢榨。
ConnectionHandler的process方法代碼比較多嗅榕,但總結(jié)起來其實(shí)就是兩步:1、獲取Processor吵聪,獲取不到則通過Http11NioProtocol創(chuàng)建一個(gè)(會(huì)同時(shí)創(chuàng)建Tomcat Request凌那、Response)2、調(diào)用Processor的process方法來處理socketWrapper對象吟逝。
Http協(xié)議處理
在上一步中創(chuàng)建的Processor實(shí)際是Http11Processor案怯,而Http11Processor做的其實(shí)就是HTTP1.1協(xié)議數(shù)據(jù)的解析。
在Http11Processor的process方法中澎办,主要是根據(jù)SocketEvent來路由不同的操作嘲碱,當(dāng)是一個(gè)新請求的時(shí)候?qū)?huì)是OPEN_READ,也就會(huì)執(zhí)行協(xié)議處理器的service方法局蚀。這里將做解析請求頭麦锯、協(xié)議版本的檢查、設(shè)置過濾器等操作琅绅,之后會(huì)將Request扶欣、Response交由CoyoteAdapter進(jìn)行處理。
CoyoteAdapter是一個(gè)適配器千扶,將Tomcat Request料祠,Response轉(zhuǎn)變?yōu)镾ervlet Request、Response澎羞,這里會(huì)做一個(gè)比較重要的操作髓绽,就是根據(jù)請求信息(主要是請求的uri)決定請求處理的Host、Context妆绞、Wrapper顺呕,然后通過如下代碼將請求交由Tomcat容器處理枫攀。
connector.getService().getContainer().getPipeline().getFirst().invoke(
request, response);
容器處理過程
在容器的初始化過程可以通過設(shè)置Valve來做一系列處理,比如記錄請求日志株茶、請求過濾等来涨,每個(gè)容器的都會(huì)有一個(gè)Pipeline通過責(zé)任鏈模式串聯(lián)起所有的Valve,而請求過來就會(huì)經(jīng)過如下過程启盛,才會(huì)最終到達(dá)Servelt蹦掐。
在StandardHostValve中不會(huì)做其他處理,只是簡單的找到請求映射的Context(上文已經(jīng)找到)僵闯,并將對象交由Context的Valve進(jìn)行處理卧抗。
在StandardContextValve中也未做復(fù)雜操作,只是做了一些簡單的過濾棍厂,也將請求對象交由下個(gè)容器處理颗味。
StandardWrapperValve中會(huì)首先請求Wrapper來分配處理這個(gè)請求的Servlet實(shí)例超陆,然后通過ApplicationFilterFactory創(chuàng)建一個(gè)ApplicationFilterChain牺弹。創(chuàng)建的ApplicationFilterChain會(huì)持有上文分配的Servlet示例,并且將符合條件的FilterConfig加入时呀。
接著會(huì)調(diào)用ApplicationFilterChain的doFilter方法张漂,會(huì)首先根據(jù)FilterConfig獲取Filter對象,然后執(zhí)行Filter的doFilter方法(過濾器的執(zhí)行)谨娜,然后會(huì)調(diào)用持有Servlet對象的service方法航攒。到這里請求也就到了我們編寫的Servlet中了。