Tomcat实现分析（一）类加载及容器组件

启动脚本

启动命令中的参数如下&＃xff1a;

org.apache.catalina.startup.Bootstrap start -Djava.util.logging.config.file&＃61;/opt/apache/apache-tomcat-7.0.47/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager&＃61;org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port&＃61;7999 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl&＃61;false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate&＃61;false -Djava.endorsed.dirs&＃61;/opt/apache/apache-tomcat-7.0.47/endorsed -Dcatalina.base&＃61;/opt/apache/apache-tomcat-7.0.47 -Dcatalina.home&＃61;/opt/apache/apache-tomcat-7.0.47 -Djava.io.tmpdir&＃61;/opt/apache/apache-tomcat-7.0.47/temp


Tomcat Logging

启动参数里&＃xff0c;其classpath中有/opt/apache/apache-tomcat-7.0.47/bin/tomcat-juli.jar&＃xff0c;另外通过-D传递了两个属性&＃xff1a;

-Djava.util.logging.config.file&＃61;/opt/apache/apache-tomcat-7.0.47/conf/logging.properties
-Djava.util.logging.manager&＃61;org.apache.juli.ClassLoaderLogManager


Tomcat默认采用的是JDK 1.4中引入的Java Util Logging&＃xff08;以下简称 JUL&＃xff09;日志组件&＃xff0c;通过指定系统参数java.util.logging.config.file来设置日志输出级别、Handler等&＃xff1b;

更多关于JUL的信息&＃xff0c;可以参考Java™ Logging Overview&＃xff1b;

1. 使用JDK的java.util.logging的局限

   一旦使用了JUL&＃xff0c;那就意味着其是全局&＃xff08;整个JVM级别&＃xff09;共享&＃xff0c;但是Tomcat作为一个Servlet容器&＃xff08;可以部署多个应用&＃xff0c;每个应用的日志应该隔离&＃xff09;&＃xff0c;这种局限是不能接受的&＃xff1b;同时&＃xff0c;考虑到Tomcat内部本身日志可以动态替换实现&＃xff0c;Tomcat开发了Java Util Logging Implementation&＃xff08;以下简称JULI&＃xff09;&＃xff1b;

2. JULI的特性

   1. 覆盖JUL的LoggerManager&＃xff08;通过-Djava.util.logging.manager指定&＃xff09;&＃xff0c;支持ClassLoader粒度的日志输出&＃xff1b;
   2. JULI默认采用DirectJDKLog来实现&＃xff0c;本质就是JUL&＃xff1b;
   3. 可以通过替换Tomcat的$CATALINA_BASE/bin下的tomcat-juli.jar&＃xff0c;同时在$CATALINA_BASE/lib下新增log4j.jar、tomcat-juli-adapters.jar、log4j.properties&＃xff0c;即可将其实现替换为log4j&＃xff08;具体步骤可参考Logging in Tomcat&＃xff09;&＃xff1b;

Tomcat类加载器

启动类为&＃xff1a;org.apache.catalina.startup.Bootstrap&＃xff0c;这个类职责比较简单&＃xff1a;

1. 完成Tomcat中classLoader的初始化&＃xff1b;
2. 通过Catalina类&＃xff0c;引导Tomcat启动&＃xff1b;

Tomcat的ClassLoader结构如下&＃xff1a;

1. AppClassLoader&＃xff0c;即SystemClassLoader&＃xff0c;通过-classpath指定&＃xff1b;这里只包含Tomcat的启动类、依赖的ClassLoader实现类以及对JUL的增强&＃xff08;JULI&＃xff09;&＃xff1b;

2. CommonLoader&＃xff0c;通过$CATALINA_BASE/conf/catalina.properties中的common.loader指定&＃xff0c;包括&＃xff1a;$CATALINA_BASE/lib以及$CATALINA_HOME/lib下的classes、resources和jar包&＃xff1b;

   CommonLoader为整个Tomcat和所有webapp所共享&＃xff1b;

3. CatalinaLoader和SharedLoader&＃xff0c;在官方的实现里&＃xff0c;其仓库是空的&＃xff0c;只是共享CommonLoader的仓库&＃xff1b;

4. WebAppClassLoader&＃xff0c;每个webapp创建一个&＃xff0c;webapp之间是隔离的&＃xff0c;包括WEB-INF/classes以及WEB-INF/lib下的所有class和jar包&＃xff1b;

   WebAppClassLoader加载类的方式与普通的双亲委派不一样&＃xff0c;它是先从本地仓库加载&＃xff0c;加载不到&＃xff0c;再委派给parent ClassLoader&＃xff08;特殊类除外&＃xff0c;比如JRE的类总是委派给parent&＃xff0c;Servlet API相关的类则会被忽略&＃xff0c;交由CommonLoader加载&＃xff09;&＃xff1b;

一个WebApp的类加载顺序如下&＃xff1a;

• Bootstrap classes of your JVM
• System class loader classes&＃xff08;AppClassLoader&＃xff09;
• /WEB-INF/classes of your web application
• /WEB-INF/lib/*.jar of your web application
• Common class loader classes&＃xff08;CommonLoader&＃xff09;

启动Tomcat

Tomcat主配置文件位于conf/server.xml&＃xff0c;Bootstrap通过引导Catalina来解析server.xml&＃xff0c;从而启动tomcat&＃xff1b;

解析server.xml是通过Degister来完成的&＃xff1b;

下面这张图描述了Tomcat内部组件及其关系&＃xff1a;

其中&＃xff1a;

1. Tomcat的启动是各组件从外到内调用&＃xff0c;从内到外完成&＃xff1b;
2. Server组件监听本地的8005端口&＃xff0c;实现异步关闭Tomcat容器&＃xff1b;
3. 除了Catalina作为引导容器&＃xff0c;其余窗口均实现LifeCycle&＃xff0c;都可以包含多个LifeCycleListener&＃xff1b;
4. Engine及其子容器&＃xff0c;均实现了Container&＃xff0c;可以包含Pipeline, Logger, Loader, Realm, Manager等组件&＃xff1b;
5. 所有的Servlet均被包装成Wrapper组件&＃xff1b;