SpringBoot應用啟動內置Tomcat的過程源碼分析

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Connector啟動過程

Connector是Tomcat提供的類。

// 通過此 Connector 開始處理請求
@Override
protected void startInternal() throws LifecycleException {

    // Validate settings before starting
    if (getPortWithOffset() < 0) {
        throw new LifecycleException(sm.getString(
                "coyoteConnector.invalidPort", Integer.valueOf(getPortWithOffset())));
    }

    setState(LifecycleState.STARTING);

    try {
    	// 核心動作
        protocolHandler.start();
    } catch (Exception e) {
        throw new LifecycleException(
                sm.getString("coyoteConnector.protocolHandlerStartFailed"), e);
    }
}

springboot默認會在8080端口提供 HTTP 服務，所以這裡是一個處理HTTP協議請求的 Http11NioProtocol 實例，使用 NIO 方式處理 HTTP 協議。
Connector 對HTTP請求的接收和處理並非親自完成，而是委托該 Http11NioProtocol protocolHandler 完成

而 protocolHandler 又進一步將請求處理工作交給 NioEndpoint 完成。

AbstractProtocol

@Override
public void start() throws Exception {
    if (getLog().isInfoEnabled()) {
        getLog().info(sm.getString("abstractProtocolHandler.start", getName()));
        logPortOffset();
    }

    endpoint.start();
    monitorFuture = getUtilityExecutor().scheduleWithFixedDelay(
            new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    if (!isPaused()) {
                        startAsyncTimeout();
                    }
                }
            }, 0, 60, TimeUnit.SECONDS);
}

調用鏈 :

  • Connector.start()
  • startInternal()
  • Http11NioProtocol protocolHandler.start();
  • Http11NioProtocol 的 start方法，由基類 AbstractProtocol 提供實現。它們都是tomcat提供的類。
  • NioEndpoint endpoint.start()

start成員變量endpoint，一個 NioEndpoint 實例。Http11NioProtocol 類實例也並非最終處理請求，具體這些請求的處理都委托給瞭 NioEndpint endpoint 來完成

AbstractEndpoint

public final void start() throws Exception {
    if (bindState == BindState.UNBOUND) {
        bindWithCleanup();
        bindState = BindState.BOUND_ON_START;
    }
    startInternal();
}

可見 tomcat 的三種模式，默認使用 NIO 模式。

@Override
public void bind() throws Exception {
    initServerSocket();

    setStopLatch(new CountDownLatch(1));

    // Initialize SSL if needed
    initialiseSsl();

    selectorPool.open(getName());
}
protected void initServerSocket() throws Exception {
    if (!getUseInheritedChannel()) {
    	// 建立服務套接字
        serverSock = ServerSocketChannel.open();
        socketProperties.setProperties(serverSock.socket());
        InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(getAddress(), getPortWithOffset());
        // 綁定到指定端口
        serverSock.socket().bind(addr,getAcceptCount());
    } else {
        // Retrieve the channel provided by the OS
        Channel ic = System.inheritedChannel();
        if (ic instanceof ServerSocketChannel) {
            serverSock = (ServerSocketChannel) ic;
        }
        if (serverSock == null) {
            throw new IllegalArgumentException(sm.getString("endpoint.init.bind.inherited"));
        }
    }
    // 設置 serverSock 為阻塞模式
    serverSock.configureBlocking(true); //mimic APR behavior
}

serverSocket配置的是阻塞模式，明明默認使用NIO 模式，為何還要設置阻塞模式呢？
為什麼使用NIO，因為BIO的accept是阻塞方法，write和read也都是阻塞的。隻能當新連接到來時，去創建新線程去處理這個連接。如此，最大問題是不能同時處理大量連接，因為大量連接帶來的是創建很多線程，大量線程很容易讓操作系統崩潰，而且雖然並發度很高，但是很多線程都在空轉，很多時間都浪費在線程空跑和線程切換上，效率也很差。
於是誕生瞭NIO。

其實處理連接的操作不必放在後臺線程，因為後臺線程很可能會處理連接建立不及時，不如將其置於主線程，增加並發度（雖然優勢並不是特別明顯）。
重點關心的是連接建立後獲得的與客戶端交互的那個socket，它的操作必須是非阻塞的，這很顯然。因為在處理長連接時，我們關心的是在本次連接之內數據的讀寫。

NioEndpoint 正在使用阻塞模式的 ServerSocketChannel 以使其阻塞並等待連接傳入，並且隻有在accept後，才以非阻塞方式處理此傳入的socket channel （見setSocketOptions 方法）。

正如作者指出的那樣，使 ServerSocketChannel 成為非阻塞的將導致忙讀取，即一個線程將不斷輪詢有無傳入的連接，因為在非阻塞模式下 accept() 可能返回 null。

APR 代表 Apache Portable Runtime

Tomcat在接收到socket的時候做瞭如下操作：


參考

https://blog.csdn.net/andy_zhang2007/article/details/78641974
https://stackoverflow.com/questions/23168910/why-tomcats-non-blocking-connector-is-using-a-blocking-socket

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