【Tomcat源码阅读分享】—(3)Tomcat启动过程简述(一)

前面我们对Tomcat做了一些预备知识介绍，接下来我们正式进入源码，从程序入口了解整个Tomcat启动的过程，本篇只对整个启动流程进行梳理，总结出其中值得我们学习的和其中比较核心的模块，在接下来的章节中，我会对各个组件和体系进行逐个研读。

java基础中提到，每个程序都会有一个main方法作为程序入口，于是我找来了tomcat的启动脚本，在脚本catalina.bat中找到了程序入口如图：

图一 Tomcat启动类

打开org.apache.catalina.startup.Bootstrap#main,来分析一下它的代码：

public static void main(String args[]) {
    if (daemon == null) {
        // Don't set daemon until init() has completed
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        try {
            //1、初始化 Bootstrap 实例，设置类加载器，加载Catalina实例等
            bootstrap.init();
        } catch(Throwable t) {
            handleThrowable(t);
            t.printStackTrace();
            return;
        }

        //2、初始化好了，赋值给 daemon 守护进程
        daemon = bootstrap;
    } else {
        // When running as a service the call to stop will be on a new
        // thread so make sure the correct class loader is used to prevent
        // a range of class not found exceptions.       
      Thread.currentThread().setContextClassLoader(daemon.catalinaLoader);
    }

    try {
        String command = "start";
        if (args.length & gt; 0) {
            command = args[args.length - 1];
        }
        if (command.equals("startd")) {
            args[args.length - 1] = "start";
            daemon.load(args);
            daemon.start();
        } else if (command.equals("stopd")) {
            args[args.length - 1] = "stop";
            daemon.stop();
        } else if (command.equals("start")) {
            //3、设置 daemon需要阻塞
            daemon.setAwait(true);
            //4、加载，调用Catalina实例catalinaDaemon的load方法
            daemon.load(args);
            //5、开始启动，同样地调用了catalinaDaemon的start方法
            daemon.start();
        } else if (command.equals("stop")) {
            daemon.stopServer(args);
        } else if (command.equals("configtest")) {
            daemon.load(args);
            if (null == daemon.getServer()) {
                System.exit(1);
            }
            System.exit(0);
        } else {
            log.warn("Bootstrap: command \"" + command + "\" does not exist.");
        }
    } catch(Throwable t) {
        // Unwrap the Exception for clearer error reporting
        if (t instanceof InvocationTargetException && t.getCause() != null) {
            t = t.getCause();
        }
        handleThrowable(t);
        t.printStackTrace();
        System.exit(1);
    }
}

在上面的代码中，我已经将一些主要的步骤做了简要的注解，接下来，逐个分析这些过程。

1.bootstrap.init()——初始化

/**
* Initialize daemon.
* @throws Exception Fatal initialization error
*/
public void init() throws Exception {
    //1、初始化类加载器
    initClassLoaders();
    Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader);
    SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader);
    // Load our startup class and call its process() method
    if (log.isDebugEnabled())
    log.debug("Loading startup class");

    //2、加载并创建org.apache.catalina.startup.Catalina实例
    Class startupClass = catalinaLoader.loadClass("org.apache.catalina.startup.Catalina");
    Object startupInstance = startupClass.getConstructor().newInstance();
    // Set the shared extensions class loader
    if (log.isDebugEnabled())
    log.debug("Setting startup class properties");

    String methodName = "setParentClassLoader";
    Class paramTypes[] = new Class[1];
    paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
    Object paramValues[] = new Object[1];
    paramValues[0] = sharedLoader;
    //3、执行Catalina实例的setParentClassLoader方法，设置共享的扩展类加载器
    Method method = startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
    method.invoke(startupInstance, paramValues);
    //4、将Catalina实例赋值给catalinaDaemon 属性
    catalinaDaemon = startupInstance;
}

initClassLoaders()类加载器初始化

private void initClassLoaders() {
  try {
    commonLoader = createClassLoader("common", null);
    if (commonLoader == null) {
      // no config file, default to this loader - we might be in a 'single' env.
      commonLoader = this.getClass().getClassLoader();
    }
    catalinaLoader = createClassLoader("server", commonLoader);
    sharedLoader = createClassLoader("shared", commonLoader);
  } catch(Throwable t) {
    handleThrowable(t);
    log.error("Class loader creation threw exception", t);
    System.exit(1);
  }
}

通过看createClassLoader中的代码可以知道这里主要是从conf/catalina.properties配置文件中获取class的各个仓库，得到对应的父类加载器：commonLoader ，然后建立两个子加载器catalinaLoader 和sharedLoader ，利用双亲委托的模型避免同名的类被多个类加载器加载，造成误读。

创建org.apache.catalina.startup.Catalina实例

这里通过反射，加载并创建了Catalina的实例，调用了Catalina的构造方法

public Catalina() {
  setSecurityProtection();
  ExceptionUtils.preload();
}

2.daemon.setAwait(true)

设置tomcat阻塞在关闭端口，监听SHUTDOWN关闭命令，后续在看tomcat关闭的过程将会讲到。

本篇我们主要梳理了tomcat启动过程中，初始化实例，初始化类加载器，对于里面用到了大量的反射，笔者看的时候也是比较想不明白有什么意图，等看到后面的内容，再回过来看，看是否能明白。下一篇将会讲load和start方法。