Tomcat处理请求的全过程

野性酷女 2023-10-09 17:43 50阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、组件详解
 *  二、请求处理流程
 *   *  1.总体流程图
     *  2.Worker线程任务流程
 *  三、源码跟踪
 *   *  1.Tomcat启动线程组件
     *  2.Acceptor
     *  3.Poller
     *  4.Worker
 *  总结

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## 一、组件详解 ##

在Tomcat处理客户端请求的过程中，这里面有三个组件概念，他们都是线程，分别负责不同的职责。  
`（必须记清楚这三个线程组件）`

*  Acceptor
    
    一个普通线程任务，用于接收新连接，并将新连接封装，选择一个 Poller 将新连接添加到 Poller 的事件队列中。
 *  Poller
    
    一个线程任务，用于监听 Socket 事件，当有任务来临时，将 Socket 封装，添加到 worker 线程池的任务队列中。
 *  Worker
    
    他是创建一组线程的，每个线程任务都是一个阻塞队列，用于对请求进行处理（例如我们中间件参数中的最大线程数就是指最多创建多少个Worker线程）。每个Worker线程任务包括分析解析请求报文、创建 Request 对象、调用容器的 管道pipeline 执行阀门value、执行servlet的具体逻辑。

## 二、请求处理流程 ##

### 1.总体流程图 ###

![在这里插入图片描述][1f571ac3d1564008adebdf9f411d7170.png]

### 2.Worker线程任务流程 ###

![在这里插入图片描述][f1955b15d61f41d4bdfab416684f5137.png]

## 三、源码跟踪 ##

### 1.Tomcat启动线程组件 ###

Tomcat启动时，如果默认使用NIO模式，先是执行了AbstractEndpoint.initServerSocket，通过 ServerSocketChannel.open() 打开一个 ServerSocket通道，默认绑定到 8080 端口，用于监听请求。

**说明**：在Java语言的NIO中，类ServerSocketChannel就是用来处理TPC连接的客户端，他的open方法就是用例建立一个TPC连接。

![在这里插入图片描述][d054b9b2c4c44deebf53e135386fdda3.png]

然后Tomcat会创建Worker 线程池、Acceptor线程、Poller线程：

AbstractEndpoint.createExecutor，用于创建 Worker 线程池，这个线程池是用来处理实际的请求的，把配置文件中的初始线程数10、最大线程数200等信息传进去，创建一个线程池executor

![在这里插入图片描述][15a874beabc24e269245dfde08c776eb.png]

AbstractEndpoint.createExecutor.startAcceptorThread，他创建一个线程任务Acceptor，作为一个接收者，线程用来无限循环接受客户端发送过来的连接请求

![在这里插入图片描述][3a423ceca7cd45279948f209e5391793.png]

NioEndpoint.startInternal，创建一个线程任务Poller，用于检测Acceptor接兽并处理成已就绪的 Socket。

![在这里插入图片描述][50556cd04fda4b83945fb8968e59d848.png]

### 2.Acceptor ###

**Tomcat启动完成后，客户端发起一个请求**

Acceptor的run方法，无限循环在这里接受连接请求  
`（假如启动后客户端发起一个请求，这里就是第一时间捕获到）`

![在这里插入图片描述][49824bb4c8c945ee97068f32b5a4c458.png]  
点进去NioEndpoint.serverSocketAccept（因为使用NIO模式），可以看到我们熟悉的nio的accept方法，这是一个阻塞的方法，会一直等待接收请求。

![在这里插入图片描述][bdca5718245148fb80e7f97b91617699.png]

当Acceptor接收到客户端的请求时，调用addEvent() 方法会将 Socket 添加到该 Poller 的 PollerEvent 队列中。并调用了NIO中selector.wakeup方法，唤醒了Poller。到此，这一次请求中 Acceptor 的任务就完成了。

![在这里插入图片描述][73903422f42c4225b056a41a688655a0.png]

### 3.Poller ###

接着到Poller 线程了，Poller 线程1秒阻塞一次，等待有请求过来被唤醒后，每次请求先过AbstractEndpoint.processSocket

从处理器缓存中获取当前要被执行的任务，放进任务进程，然后获取Worker线程组，将这个任务放进去。到此 Poller 的任务就完成了。

![在这里插入图片描述][2d37937822ca4181ae2c5098f0d8dd21.png]

### 4.Worker ###

然后就是到Worker线程组了，这次请求的后续的所有操作都在这个线程中完成。Worker线程是一个阻塞队列，它继承自AbstractQueuedSynchronizer。worker 线程被创建以后就执行 ThreadPoolExecutor 的 runWorker() 方法，试图从 workQueue 中取待处理任务，但是一开始 workQueue 是空的，所以 worker 线程会阻塞在 workQueue.take() 方法。

![在这里插入图片描述][c41123dfa21b4fc0b5306c6d3546bbb1.png]  
当新任务添加到 workQueue后，workQueue.take() 阻塞就会结束，会返回一个 Runnable，通常是 SocketWrapperBase,然后 worker 线程调用 SocketWrapperBase的 run() 方法对 Socket 进行处理。

执行SocketWrapperBase.run

![在这里插入图片描述][d237ba789e344fa8884cc5ecb75b5718.png]

里面调用的是 doRun方法，他是抽象方法，根据当前Tomcat使用的模式是NIO还是APR去选择执行不同的方法（默认是NIO执行NioEndpoint里的内部类SocketProcessor.doRun）

![在这里插入图片描述][7efc95516c5d4c0e8429fd9440ef2e1c.png]  
这个socket处理器先做TPC的三次握手

![在这里插入图片描述][880de6d2e9374d0d9a1903fcc00f38ed.png]

三次握手，这里Tomcat作为服务端，是需要响应(执行)两次的，源码断点发现每次http请求这里都是执行两次

三次握手中该方法执行两次：

第一次执行时event对象是null，执行完是OPEN\_READ，表示数据可供客户端读取

第二次执行时event对象是OPEN\_READ，如果停用长连接，执行完返回的是CLOSE，关闭连接，否则不关闭  
走到下面，他是获取协议处理器，并执行他的process方法

![在这里插入图片描述][9d2da63d2857425d9cfe423398e9c6f8.png]

执行AbstractProtocol.process

可以看到他是获取的Http11Processor，因为默认用的协议是http1.1

![在这里插入图片描述][38c694ddf9b140a0ba428ebba7227ff1.png]  
下面执行这个处理器的process方法

![在这里插入图片描述][304b0ffed87347f3a82ab40993fd23ed.png]

跟进去AbstractProcessorLight.process，然后到了Http11Processor.service，service方法先是从当前请求request中，解析请求行、请求头、请求体，封装成Request对象

![在这里插入图片描述][35581495d4f04e79806d5b7cd1650920.png]

下面获取adapter（CoyoteAdaptor）,调用service方法

![在这里插入图片描述][894a5e8b8b094ba5a6226822e98cb2dd.png]  
执行CoyoteAdaptor.service

获取到Request和Response并封装

![在这里插入图片描述][e9decfc6040b42099d3168d55b842372.png]

然后调用postParseRequest方法，在 Mapper 中查询 URL 的映射关系

![在这里插入图片描述][22c6fd7ab42449f4b95fee6b227c5596.png]  
下面把封装成的Request对象和响应的Response对象传递给Engine容器，然后获取他的管道，执行里面绑定的阀门value

![在这里插入图片描述][959df107fbc44e1aa1c4cde157bcd8c1.png]

按顺序执行多个阀门，实现对应的功能

![在这里插入图片描述][179403e568304145ac46a947fc550699.png]

最后执行到StandardWrapperValve.invoke

![在这里插入图片描述][91834ed78072471eb15701099b6c5030.png]  
将Servlet封装到FilterChain过滤器链中

![在这里插入图片描述][6092410bf3834dbfa3e91cafb780c657.png]

他是定位到ApplicationFilterChain.doFilter，里面先是执行了Tomcat内置的过滤器

![在这里插入图片描述][e1cea58906cd45f88cc1ba021b8e5ead.png]  
![在这里插入图片描述][4af3547b883e4decbfe55958affecab7.png]

下面执行了servlet.service

![在这里插入图片描述][440192defe5847e2817dd30a6779caab.png]  
然后这里就是去调用我们熟悉的HttpServlet的service方法，解析里面对应的doGet方法，或者doPost方法等等… ，也就是执行具体业务方法。

最后由Servlet将响应返回给了客户端。

![在这里插入图片描述][1312bbf1338c42c3bdf2c2bae47e0c00.png]

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## 总结 ##

欢迎指出我的错误！

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