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Connector是Tomcat最核心的组件之一,负责处理一个WebServer最核心的连接管理、Net IO、线程(可选)、协议解析和处理的工作。
一、连接器介绍
在开始Connector探索之路之前,先看看Connector几个关键字
- NIO:Tomcat可以利用Java比较新的NIO技术,提升高并发下的Socket性能
- AJP:Apache JServ Protocol,AJP的提出当然还是为了解决java亘古不变的问题——性能,AJP协议是基于包的长连接协议,以减少前端Proxy与Tomcat连接Socket连接创建的代价,目前Apache通过JK和AJP_ROXY的方式支持AJP协议,需要注意的是,虽然Nginx作为代理服务器性能强劲,但其只能通过HTTP PROXY的方式与后端的Tomcat联系,因此如果从作为代理服务器的角度上讲,在这种情况下Nginx未必会比Apache体现出更优的性能
- APR/Native:Apache Portable Runtime,还是一个词,性能。APR的提出利用Native代码更好地解决性能问题,更好地与本地服务器(linux)打交道。让我们看看Tomcat文档对APR的介绍
These features allows making Tomcat a general purpose webserver, will enable much better integration with other native web technologies, and overall make Java much more viable as a full fledged webserver platform rather than simply a backend focused technology.
通过对如上名词的组合,Tomcat组成了如下的Connector系列:
- Http11Protocol:支持HTTP1.1协议的连接器
- Http11NioProtocol:支持HTTP1.1 协议+ NIO的连接器
- Http11AprProtocol:使用APR技术处理连接的连接器
- AjpProtocol:支持AJP协议的连接器
- AjpAprProtocol:使用APR技术处理连接的连接器
二、范例
我们以最简单的Http11Protocol为例,看看从请求进来到处理完毕,连接器部件是处理处理的。首先我们利用Tomcat组件组成我们一个最简单的WebServer,其具备如下功能:
- 监停某个端口,接受客户端的请求,并将请求分配给处理线程
- 处理线程处理请求,分析HTTP1.1请求,封装Request/Response对象,并将请求由请求处理器处理
- 实现最简单的请求处理器,向客户端打印Hello World
代码非常简单,首先是主功能(这里,我们利用JDK5.0的线程池,连接器不再管理线程功能):
package ray.tomcat.test; import java.util.concurrent.BlockingQueue; import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit; import org.apache.coyote.http11.Http11Protocol; public class TomcatMainV2 { public static void main(String[] args) throws Exception { Http11Protocol protocol = new Http11Protocol(); protocol.setPort(8000); ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = createThreadPoolExecutor(); threadPoolExecutor.prestartCoreThread(); protocol.setExecutor(threadPoolExecutor); protocol.setAdapter(new MyHandler()); protocol.init(); protocol.start(); } public static ThreadPoolExecutor createThreadPoolExecutor() { int corePoolSize = 2; int maximumPoolSize = 10; long keepAliveTime = 60; TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS; BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>(); ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor( corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue); return threadPoolExecutor; } }
请求处理器向客户端打引Hello World,代码如下
package ray.tomcat.test; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.OutputStreamWriter; import java.io.PrintWriter; import org.apache.coyote.Adapter; import org.apache.coyote.Request; import org.apache.coyote.Response; import org.apache.tomcat.util.buf.ByteChunk; import org.apache.tomcat.util.net.SocketStatus; public class MyHandler implements Adapter { //支持Comet,Servlet3.0将对Comet提供支持,Tomcat6目前是非标准的实现 public boolean event(Request req, Response res, SocketStatus status) throws Exception { System.out.println("event"); return false; } //请求处理 public void service(Request req, Response res) throws Exception { System.out.println("service"); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); PrintWriter writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(baos)); writer.println("Hello World"); writer.flush(); ByteChunk byteChunk = new ByteChunk(); byteChunk.append(baos.toByteArray(), 0, baos.size()); res.doWrite(byteChunk); } }
运行主程序,在浏览器中输入http://127.0.0.1:8000,我们可以看到打印”Hello World”
三、分析
以如上Http11Protocol为例,我们可以看到,Tomcat实现一个最简单的处理Web请求的代码其实非常简单,其主要包括如下核心处理类:
- Http11Protocol:Http1.1协议处理入口类,其本身没有太多逻辑,对请求主要由JIoEndPoint类处理
- Http11Protocol$Http11ConnectionHandler:连接管理器,管理连接处理队列,并分配Http11Processor对请求进行处理
- Http11Processor:请求处理器,负责HTTP1.0协议相关的工作,包括解析请求和处理响应信息,并调用Adapter做实际的处理工作,如上我们看到了我们自定义的Adapter实现响应”Hello World”
- JIoEndPoint:监停端口,启动接受线程准备接收请求,在请求接受后转给工作线程处理
- JIoEndPoint$Acceptor:请求接收器,接收后将Socket分配给工作线程继续后续处理
- JIoEndPoint$Worker:工作线程,使用Handler来处理请求,对于我们的HTTP1.1协议来说,其实现是Http11Protocol$Http11ConnectionHandler。这部分不是必须的,也可以选择JDK的concurrent包的线程池
实际上各种连接器实现基本大同小异,基本上都是由如上部分组合而成
1.初始化:首先,还是从入口开始,先看看初始化init
public void init() throws Exception { endpoint.setName(getName()); endpoint.setHandler(cHandler); //请求处理器,对于HTTP1.1协议,是Http11Protocol$Http11ConnectionHandler // 初始化ServerSocket工厂类,如果需SSL/TLS支持,使用JSSESocketFactory/PureTLSSocketFactory . . . (略) //主要的初始化过程实际是在endpoint(JIoEndpoint) endpoint.init(); . . . (略) }
Http11Protocol的初始化非常简单,准备好ServerSocket工厂,调用JIoEndPoint的初始化。让我们接下来看看JIoEndPoint的初始化过程
public void init() throws Exception { if (initialized) return; // Initialize thread count defaults for acceptor // 请求接收处理线程,这个值实际1已经足够 if (acceptorThreadCount == 0) { acceptorThreadCount = 1; } if (serverSocketFactory == null) { serverSocketFactory = ServerSocketFactory.getDefault(); } //创建监停ServerSocket,port为监听端口,address为监停地址 // backlog为连接请求队列容量(@param backlog how many connections are queued) if (serverSocket == null) { try { if (address == null) { serverSocket = serverSocketFactory.createSocket(port, backlog); } else { serverSocket = serverSocketFactory.createSocket(port, backlog, address); } } catch (BindException be) { throw new BindException(be.getMessage() + ":" + port); } } //if( serverTimeout >= 0 ) // serverSocket.setSoTimeout( serverTimeout ); initialized = true; }
可以看到,监停端口在此处准备就绪
public void start() throws Exception { // Initialize socket if not done before if (!initialized) { init(); } if (!running) { running = true; paused = false; // Create worker collection // 初始化工作线程池,有WorkerStack(Tomcat自实现)和Executor(JDK concurrent包)两种实现 if (executor == null) { workers = new WorkerStack(maxThreads); } // Start acceptor threads // 启动请求连接接收处理线程 for (int i = 0; i < acceptorThreadCount; i++) { Thread acceptorThread = new Thread(new Acceptor(), getName() + "-Acceptor-" + i); acceptorThread.setPriority(threadPriority); acceptorThread.setDaemon(daemon); //设置是否daemon参数,默认为true acceptorThread.start(); } } }
2.准备好连接处理:初始化完毕,准备好连接处理,准备接收连接上来,同样的,Http11Protocol的start基本没干啥事,调用一下JIoEndPoint的start,我们来看看JIoEndPoint的start
public void start() throws Exception { // Initialize socket if not done before if (!initialized) { init(); } if (!running) { running = true; paused = false; // Create worker collection // 初始化工作线程池,有WorkerStack(Tomcat自实现)和Executor(JDK concurrent包)两种实现 if (executor == null) { workers = new WorkerStack(maxThreads); } // Start acceptor threads // 启动请求连接接收处理线程 for (int i = 0; i < acceptorThreadCount; i++) { Thread acceptorThread = new Thread(new Acceptor(), getName() + "-Acceptor-" + i); acceptorThread.setPriority(threadPriority); acceptorThread.setDaemon(daemon); //设置是否daemon参数,默认为true acceptorThread.start(); } } }
主要处理的事情无非就是准备和工作线程(处理具体请求的线程度池,可选,也可以使用JDK5.0的线程池),连接请求接收处理线程(代码中,一般acceptorThreadCount=1)
3.连接请求接收处理:准备就绪,可以连接入请求了。现在工作已经转到了Acceptor(JIoEndPoint$Acceptor)这里,我们看看Acceptor到底做了些啥
public void run() { // Loop until we receive a shutdown command while (running) { . . . (略) //阻塞等待客户端连接 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 } } . . . (略) } } . . . (略) protected boolean processSocket(Socket socket) { try { //由工作线程继续后续的处理 if (executor == null) { getWorkerThread().assign(socket); } else { executor.execute(new SocketProcessor(socket)); } } catch (Throwable t) { . . . (略) return false; } return true; }
实际上也没有什么复杂的工作,无非就是有连接上来之后,将连接转交给工作线程(SocketProcessor)去处理
4.工作线程:SocketProcessor
public void run() { // Process the request from this socket if (!setSocketOptions(socket) || !handler.process(socket)) { // Close socket try { socket.close(); } catch (IOException e) { } } // Finish up this request socket = null; }
工作线程主要是设置一下Socket参数,然后将请求转交给handler去处理,需要注意一下如下几个连接参数的意义:
- SO_LINGER:若设置了SO_LINGER并确定了非零的超时间隔,则closesocket()调用阻塞进程,直到所剩数据发送完毕或超时。这种关闭称为“优雅的”关 闭。请注意如果套接口置为非阻塞且SO_LINGER设为非零超时,则closesocket()调用将以WSAEWOULDBLOCK错误返回。若在一个流类套接口上设置了SO_DONTLINGER,则closesocket()调用立即返回。但是,如果可能,排队的数据将在套接口关闭前发送。请注意,在这种情况下WINDOWS套接口实现将在 一段不确定的时间内保留套接口以及其他资源(TIME_WAIT),这对于想用所以套接口的应用程序来说有一定影响。默认此参数不打开
- TCP_NODELAY:是否打开Nagle,默认打开,使用Nagle算法是为了避免多次发送小的分组,而是累计到一定程度或者超过一定时间后才一起发送。对于AJP连接,可能需要关注一下这个选项。
- SO_TIMEOUT:JDK API注释如下,With this option set to a non-zero timeout,a read() call on the InputStream associated with this Socket will block for only this amount of time. If the timeout expires, a java.net.SocketTimeoutException is raised, though the Socket is still valid. The option must be enabled prior to entering the blocking operation to have effect. The timeout must be > 0。默认设置的是60秒
关于默认的设置,可以参见org.apache.coyote.http11.Constants定义
5.最终请求终于回到了Handler,此处的Handler实现是org.apache.coyote.http11.Http11Processor,其主要处理一些HTTP协议性细节的东西,此处代码不再列出,有兴趣可以自行读代码。最终请求终于回到了我们的Adapter对象,一个请求处理完毕,功德圆满。
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好好学习,天天向上啊
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NULL 博文链接:https://skanion.iteye.com/blog/1172420
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有tomcat7、dom4j、fastjson、hibernate、httpcomponents-core、mysql-connector-java、servlet-api、shiro、spring4.2的jar包和源码,这对于喜欢跟踪源码来学习和找bug的朋友来说是个好消息!
NULL 博文链接:https://liudeh-009.iteye.com/blog/1563948
chm文件,方便查找,包含tomcat6.0核心类,如Connector,Lifecycle,http11Protocal,JIoEndPoint,javax包等。
这个mysql-connector-cj是我自己利用jdk17的javac从源码重新编译的,更小更快。 如果Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");出现ClassNotFound报错,可以下载这个资源,放在 WEB-INF/lib/ 中即可在tomcat中运行。...
把mysql-connector-java-3.1.10-bin.jar拷到C:\Tomcat 5.0\common\lib路径下。 本光盘中的文件在以下环境调试通过: Windows 2000/XP,Tomcat 5.0.28,JDK 1.5,Access/mysql4.1 具体的运行环境请参阅章节中...
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