（四）Tomcat源码解析 - 一次request与response的过程

Tomcat最本质就是一个能运行JSP/Servlet的Web服务器 ，如果真正的想了解tomcat它的运转机制，最典型的应用就是用户通过浏览器访问服务器，Tomcat接收到请求后转发给Servlet，由Servlet处理完成之后，把结果返回给客户端。今天分析tomcat一次request与response的过程。

最简单的方式是，Hello World！ 进入debug模式。Tomcat处理请求的核心过程有以下几点：

（1）启动的时候启动预支持协议的Endpoint，Endpoint会起专门的线程监听相应协议的请求，默认的情况下，会启动JIoEndpoint，JIoEndpoint基于Java ServerSocket接收Http的请求。

（2）ServerSocket接收到客户端请求的Socket后，一路包装，并一路从Host一直传递到Wrapper，再请求到相应的Servlet。

通过之前讲的tomcat架构可知道当Tomcat启动的时候会启动Connector，此时Connector会通过ProtocolHandler把Endpoint启动起来。默认情况下，Tomcat会启动两种Connector，分别是Http协议和AJP协议的，依次对应Http11Protocol和AjpProtocol，两者都是启动JIoEndpoint。下面看看JIoEndpoint的start方法：

public void start() throws Exception {
// Initialize socket if not done before
if (!initialized) {
init();
}
if (!running) {
running = true;
paused = false;
// Create worker collection
if (getExecutor() == null) {
createExecutor();
}
// Start acceptor threads
for (int i = 0; i < acceptorThreadCount; i++) {
Thread acceptorThread = new Thread(new Acceptor(), getName() + "-Acceptor-" + i);
acceptorThread.setPriority(threadPriority);
acceptorThread.setDaemon(getDaemon());
acceptorThread.start();
}
}
}

以上代码很清晰地表示启动acceptorThreadCount个线程，每个线程由Acceptor代理，具体看看Acceptor的run方法：

public void run() {
// Loop until we receive a shutdown command
while (running) {
// Loop if endpoint is paused
while (paused) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// Ignore
}
}
// Accept the next incoming connection from the server socket
try {
Socket socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);
serverSocketFactory.initSocket(socket);
// Hand this socket off to an appropriate processor
if (!processSocket(socket)) {
// Close socket right away
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
// Ignore
}
}
}catch ( IOException x ) {
if ( running ) log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), x);
} catch (Throwable t) {
log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), t);
}
// The processor will recycle itself when it finishes
}
}

由此可得到这么一个结论：Tomcat就是通过ServerSocket监听Socket的方式来接收客户端请求的。本质上Tomcat就是用最标准和最基础的Socket调用方法来处理网络请求的。找到处理请求的源头后下面要做的是事情就简单了，接下来看下主流程的时序图如下所示：



从上图可知，以上过程可分解成以下三个最主要的核心点：

（1）基于Http1.1协议对Socket的解析和包装

（2）StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve和StandardWrapperValve四种Valve的一路inoke。四种不同层次的Valve做了不同层次的处理和封装

（3）基于责任链模式ApplicationFilterChain实现Filter拦截和实际Servlet的请求。

用户的一个请求会经过n个环节的处理，最后到达开发人员写的Servlet，传给Servlet也就是HttpServletRequest和HttpServletResponse，因此可以认为这一路走下来无非就是把最原始的Socket包装成Servlet里用到的HttpServletRequest和HttpServletResponse，只不过每个环节完成的包装功能和部分不一样而已，信息流如下图所示：



其中，Request与Response的类图如下所示：



org.apache.coyote.Request和org.apache.coyote.Response是Tomcat内部使用的，不提供给开发者调用，类是final类型的。下面结合一次完整请求的时序图来看看从Socket到org.apache.catalina.connector.Request的加工过程：



由上图可见，Request的解析和加工过程不是在一个方法里搞定，而是信息流动过程中逐步解析的，不同层次的处理器解析不同层次的信息，在解析过程同时做了些判断和拦截的工作，比如当发现是要访问WEB-INF的资源，会直接返回错误给客户端等等。