在上一篇文章中我们分析了 Tomcat 中的整体架构。下面我们就来分析一下 Tomcat 源码实现。在 Tomcat 中有两个比较核心的过程：

• Tomcat 启动：初始化 Tomcat 中的核心组件
• 处理请求：接收客户端请求，处理并响应给客户端

这篇文章主要分析一下 Tomcat 容器的启动过程。

1、 Tomcat 核心概念

要明白 Tomcat 启动流程，首先我们先来回顾一下 Tomcat 服务器里面的核心概念：

我们从之前的 Apache Tomcat Shell 启动文件分析 知道， Tomcat 的启动类是 Bootstrap 。

2、Tomcat 启动时序图

在 Tomcat 中是通过 Bootstrap#init 方法初始化 Bootstrap 对象实例，然后在 Bootstrap#start 方法中通过反射调用 Catalina#start 方法。下面就是 Catalina 整个时序图：

Tomcat 启动过程非常标准化，它的容器的核心组件都是实现了生命周期管理接口 Lifecycle 接口。首先调用 Lifecycle#init 逐级初始化，然后再调用 Lifecyle 逐级初始化。在 engine 以之前都是通过 Lifecycle 接口进行初始化， Host 及以后为了初始化效率是通过 Executor 组件进行多线程初始化。

Host 之前的组件初始化核心动作比较简单，大家都能够很容易的阅读但是 Host 及 Host 之后的初始化操作就有点复杂。下面我们就来稍微分析一下。

3、事件侦听

根据第二小节的 Tomcat 初始化时序图我们可以看出 Host 容器的初始化是通过 Engine#start 方法来初始化的。Host 对应的概念是虚拟主机，一个 Web 服务器中可以有多个虚拟主机。Tomcat 为了优化 Host 容器的初始化效率，使用多线程中的线程池来初始化 Host。

在调用 engine 初始化方法 engine#init 最终会调用到 ContainerBase#initInternal 中会初始化一个线程池：

org.apache.catalina.core.ContainerBase#initInternal

    protected void initInternal() throws LifecycleException {
        BlockingQueue<Runnable> startStopQueue = new LinkedBlockingQueue<>();
        startStopExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                getStartStopThreadsInternal(),
                getStartStopThreadsInternal(), 10, TimeUnit.SECONDS,
                startStopQueue,
                new StartStopThreadFactory(getName() + "-startStop-"));
        startStopExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
        super.initInternal();
    }

接着在调用 engine#start 方法会通过上面创建的线程池通过调用线程 StartChild#call从而调用 Host 容器的 Host#start解析 server.xml 里面的 host。然后解析 webapps 下面的 web.xml，解析出最终的 Servlet。

比如 http://localhost:8080/web-demo/helloServlet

• 虚拟主机 host – localhost:8080
• 服务上下文 Context – web-demo
• Servlet 包装 Wrapper – helloServlet

虚拟主机具体的解析时序图如下：

它的解析结合了生命周期管理 Lifecycle 接口与 MapperListener 接口，后者实现了ContainerListener 接口与 LifecycleListener 接口。

MapperListener 用于在容器组件状态发生变更时，注册或者取消对应的容器映射信息。 MapperListener 实现了 Lifecycle 接口，当 Service 启动时，会自动作为监听器注册到各个容器组件上，同时将已创建的容器注册到 Mapper 中。

在 Tomcat 中 Mapper 的作用主要是用于维护容器的映射信息，同时按照映射规则(Servlet 规范定义) 查找容器。容器启动不讨论这个组件，下一篇博客关于 Servlet 的请求处理就会讨论 Mapper。

各个组件在其生命期中会有各种各样行为，而这些行为都有触发相应的事件，Tomcat就是通过侦听这些时间达到对这些行为进行扩展的目的。在看组件的init和start过程中会看到大量如：

lifecycle.fireLifecycleEvent(AFTER_START_EVENT, null);这样的代码，这就是对某一类型事件的触发，如果你想在其中加入自己的行为，就只用注册相应类型的事件即可。

4、基于JMX

Tomcat 的核心组件都实现了 Lifecycle 实现对其生命周期的管理。在每个组件进行注册过程中，都会调用Lifecycle 的基类 LifecycleMBeanBase#initInternal通过 Registry 管理起来，而 Registry 是基于 JMX 来实现的，因此在看组件的init和start过程实际上就是初始化 MBean 和触发 MBean 的 start方法:

org.apache.catalina.util.LifecycleMBeanBase#initInternal

    protected void initInternal() throws LifecycleException {
        // If oname is not null then registration has already happened via
        // preRegister().
        if (oname == null) {
            mserver = Registry.getRegistry(null, null).getMBeanServer();

            oname = register(this, getObjectNameKeyProperties());
        }
    }

这样的代码，这实际上就是通过 JMX 管理各种组件的行为和生命期。

参考文献：

• 书籍 – 《Tomcat 架构解析》
• Tomcat源码分析（一）------ 架构