Tomcat 源代码分析之Socket通讯

此系列文章皆为Tomcat 7.0代码代码分析。

 

1.    Socket通讯：

Tomcat对于 Socket的处理方式主要分为以下几种：

 

1.  BIO方式：采用Java阻塞Socket通讯的方式处理连接。
2.  NIO方式：之前采用BIO（阻塞方式），现在由于在Java1.4之后引入NIO，提供了NIO的实现。
3. APR方式：为了和本地机器更好的集成，有更高的性能，例如一些高级的系统IO功能（sendfile, epoll and OpenSSL），本地操作的处理（shared memory, NT pipes and Unix sockets以及OS Level的功能(random number generation, system status, etc)，Tomcat使用JNI调用处理Socket链接。
4. AJP和ARP结合的方式。
5. AJP方式：通过AJP协议进行通讯 : AJP主要用于Apache的HTTP服务器和Servlet Web容器之间通讯，它是Packet_Oriented的，换句话说，它发送给浏览器（其他Web Server）的数据是Packet(s)，得到Servlet 容器的响应也是Packet(s)，这里有特殊情况，如果Servlet 容器发送的数据是二进制的，则直接发送给浏览器。此外，AJP还可以重用和Servlet容器之间的Socket连接（Socket Connection），降低创建开销。 具体请看：http://httpd.apache.org/docs/2.2/mod/mod_proxy_ajp.html。

2.    模型介绍

Connector由ProtocolHandler和一个连接端口组成，ProtocolHandler使用以上介绍的各种方式处理Socket。

根据配置选取不同的ProtocolHandler实现类的代码如下：

 

/**
     * Set the Coyote protocol which will be used by the connector.
     *
     * @param protocol The Coyote protocol name
     */
    public void setProtocol(String protocol) {

        if (AprLifecycleListener.isAprAvailable()) {
            if ("HTTP/1.1".equals(protocol)) {
                setProtocolHandlerClassName
                    ("org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol");
            } else if ("AJP/1.3".equals(protocol)) {
                setProtocolHandlerClassName
                    ("org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol");
            } else if (protocol != null) {
                setProtocolHandlerClassName(protocol);
            } else {
                setProtocolHandlerClassName
                    ("org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol");
            }
        } else {
            if ("HTTP/1.1".equals(protocol)) {
                setProtocolHandlerClassName
                    ("org.apache.coyote.http11.Http11Protocol");
            } else if ("AJP/1.3".equals(protocol)) {
                setProtocolHandlerClassName
                    ("org.apache.coyote.ajp.AjpProtocol");
            } else if (protocol != null) {
                setProtocolHandlerClassName(protocol);
            }
        }

    }

 

 

其相应的配置例子如下：

 

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

 

 

Connector调用ProtocolHandler对象处理Socket，主要代码在该Connector类的startInternal()里，如下

/**
     * Begin processing requests via this Connector.
     *
     * @exception LifecycleException if a fatal startup error occurs
     */
    @Override
    protected void startInternal() throws LifecycleException {

        setState(LifecycleState.STARTING);

        try {
            protocolHandler.start();
        } catch (Exception e) {
            String errPrefix = "";
            if(this.service != null) {
                errPrefix += "service.getName(): \"" + this.service.getName() + "\"; ";
            }

            throw new LifecycleException
                (errPrefix + " " + sm.getString
                 ("coyoteConnector.protocolHandlerStartFailed"), e);
        }

        mapperListener.start();
}

 

而ProtocolHandler对象会启动一个相应的AbstractEndpoint对象来创建ServerSocket，监听服务相应的端口，并启动线程池处理消息。

ProtocolHandler对象启动AbstractEndpoint对象的代码在org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler类里，如下：

@Override
    public void start() throws Exception {
        if (getLog().isInfoEnabled())
            getLog().info(sm.getString("abstractProtocolHandler.start",
                    getName()));
        try {
            endpoint.start();
        } catch (Exception ex) {
            getLog().error(sm.getString("abstractProtocolHandler.startError",
                    getName()), ex);
            throw ex;
        }
}

 

各种不同的ProtocolHandler对应的AbstractEndpoint如下：

ProtocolHandler	AbstractEndpoint
AjpAprProtocol	AprEndpoint
AjpProtocol	JIoEndpoint
Http11AprProtocol	AprEndpoint
Http11NioProtocol	NioEndpoint
Http11Protocol	JIoEndpoint

不同协议处理方式请看这个类的实现：AprEndpoint，JIoEndpoint，NioEndpoint。

JIoEndpoint采用BIO方式处理，NioEndpoint采用NIO的方式处理，AprEndpoint调用大量的Poll的大量native方法处理Socket。具体不再一一介绍。

我们最后为这三个组件画出一个简单的模型，如下：

3.    Tomcat中Server，Service和Connector之间的关系：

一个Server包含多个Service，而一个Service由多个Connector组成。

一个Server对应一个Servlet容器的实例，而一个Service可以由多个Connector组成，但是这些Connector必须是一个Engine的，Engine代表一台实际的物理机器，因为Tomcat可以实现集群的，配置片段示例如下：

<Service name="Catalina">
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
        <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
       <Engine  …>
               ….
       </Engine>
</Service>

 

今天就讲到这里了，后续继续把自己已看的东西整理出来。