tomcat7源码Bootstrap

        tomcat的启动从bootstrap的main方法开始，在main方法中主要是做了三件事，调用init方法初始化自己，调用catalinaDaemon对象

的setAwait方法设置它的await属性为true，最后调用自己的start方法。

        首先看看init方法：

public void init()
throws Exception
{

// Set Catalina path
setCatalinaHome();
setCatalinaBase();

//初始化三个类加载器
initClassLoaders();

 //线程构造后将从它的父线程中继承相应的上下文类加载器. 如果在整个应用中你不做任何特殊设置,
        //所有的线程将都以系统类加载器(system classloader)作为自己的线程上下文类加载器.
        //这里从Bootstrap构造的线程都会继承改线程的上下文类加载器
Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader);

//加载conf下的catalina.properties配置文件下的common.loader和server.loader所指定的类。因为server.loader为空时
//catalinaLoader和commonLoader是指向的同一对象,不为空时commonLoader是catalinaLoader的父类。
SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader);

// Load our startup class and call its process() method
if (log.isDebugEnabled())
log.debug("Loading startup class");
Class<?> startupClass =
catalinaLoader.loadClass
("org.apache.catalina.startup.Catalina");
Object startupInstance = startupClass.newInstance();

// Set the shared extensions class loader
if (log.isDebugEnabled())
log.debug("Setting startup class properties");
String methodName = "setParentClassLoader";
Class<?> paramTypes[] = new Class[1];
paramTypes[0] = Class.forName("java.lang.ClassLoader");
Object paramValues[] = new Object[1];
paramValues[0] = sharedLoader;
Method method =
startupInstance.getClass().getMethod(methodName, paramTypes);
method.invoke(startupInstance, paramValues);

catalinaDaemon = startupInstance;

}

       这里的主要内容就是调用了initClassLoaders();初始化了commonLoader，catalinaLoader，sharedLoader三个类加载器，它们是bootstrap的

成员变量。并通过SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader)这步代码来加载conf/catalina.properties文件下common.loader，

server.loader，shared.loade三个属性指定的jar包和class。securityClassLoad会通过一系列环境变量替换等处理来找到相关的类并加载它们。

最后一段代码初始化Catalina对象，再设置它的父类加载器为sharedLoader。这里的一些疑问稍后再说。

        先看看initClassLoaders()方法：

initClassLoaders源码：
private void initClassLoaders() {
try {
commonLoader = createClassLoader("common", null);//1,创建commonLoader类加载器
if( commonLoader == null ) {
// no config file, default to this loader - we might be in a 'single' env.
commonLoader=this.getClass().getClassLoader();
}
catalinaLoader = createClassLoader("server", commonLoader);//2,
sharedLoader = createClassLoader("shared", commonLoader);//3,
} catch (Throwable t) {
handleThrowable(t);
log.error("Class loader creation threw exception", t);
System.exit(1);
}
}

      第一步是通过common关键字初始化了一个commonLoader对象。

      进到createClassLoader方法中：

private ClassLoader createClassLoader(String name, ClassLoader parent)
throws Exception {
String value = CatalinaProperties.getProperty(name + ".loader");
if ((value == null) || (value.equals("")))
return parent;
value = replace(value);
........
ClassLoader classLoader = ClassLoaderFactory.createClassLoader
(repositories, parent);
........
return classLoader;
}

      这里应该很清楚，CatalinaProperties.getProperty(name + ".loader");就是获取配置文件里的属性的方法。value = replace(value)替换环境变量

等一系列的转换获取了一些类路径的url最后将这些url传给ClassLoaderFactory.createClassLoader方法。CommonclassLoader和其他两个类加载器都

是通过该方法获取的，它们是一个StandardClassLoader实例。StandardClassLoader只是简单的从URLClassLoader继承，并实现了

StandardClassLoaderMBean接口来实现JMX监控。所以可以认为这三个类加载器就是URLClassLoader对象，

createClassLoader(repositories, parent)，其实就是调用了URLClassLoader的构造方法，传入类路径的URL集合和父加载器。如果打开

conf/catalina.properties配置文件，server.loader，shared.loade默认为空。从createClassLoader方法中if判断就可以知道

commonLoader == catalinaLoader == sharedLoader。

    这里先说一点设置这三个类加载器的用意，以后再用源码证明。commonLoader被用来设置为catalinaLoader和sharedLoader的父加载器。

catalinaLoader用来加载tomcat自身程序所需要的类。sharedLoader用来加载一些webapp目录下的程序共享的class，并被WebappClassLoader

（用户web程序的类加载器）设置为父类（从这里就可以知道web程序的类是怎么实现相互隔离，但又可以共享某些jar包的。因为类加载器在加载

类时会先让父加载器去加载，父加载器找不到的话就自己来加载，在这里sharedLoader和WebappClassLoader都有不同的加载路径，所有的

WebappClassLoader都继承自sharedLoader，所以他们共享了sharedLoader的加载路径）。

    再来看看SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader)：

public static void securityClassLoad(ClassLoader loader)
throws Exception {

if( System.getSecurityManager() == null ){
return;
}

loadCorePackage(loader);
loadCoyotePackage(loader);
loadLoaderPackage(loader);
loadRealmPackage(loader);
loadServletsPackage(loader);
loadSessionPackage(loader);
loadUtilPackage(loader);
loadValvesPackage(loader);
loadJavaxPackage(loader);
loadConnectorPackage(loader);
loadTomcatPackage(loader);
}

      可以进每个方法看下，它是加载了指定的一些类，注意这些类名是指定的，如果你放了自己的jar包在里面，那么它的加载就不是catalinaLoader完成的。

      最后就是初始化catalinaDaemon对象了，从最后一段代码可以看出catalinaDaemon被赋值为org.apache.catalina.startup.Catalina的实例，

并且通过反射调用调用了setParentClassLoader方法，参数是catalinaLoader。

    这里设置父加载器的用意是什么?下面是这个方法的源码   

public void setParentClassLoader(ClassLoader parentClassLoader) {
this.parentClassLoader = parentClassLoader;
}

     方法很简单，看来问题不在这。在来看看Catalina的另一个方法：

public ClassLoader getParentClassLoader() {
if (parentClassLoader != null) {
return (parentClassLoader);
}
return ClassLoader.getSystemClassLoader();
}

         其实这里parentClassLoader属性不是说加载Catalina的类加载器的父类加载器，它只是一个普通的属性。

        在来看看哪里调用了getParentClassLoader，在StandardServer中有这样一个方法：

@Override
public ClassLoader getParentClassLoader() {
if (parentClassLoader != null)
return (parentClassLoader);
if (catalina != null) {
return (catalina.getParentClassLoader());
}
return (ClassLoader.getSystemClassLoader());
}

     然后他的下级组件StandardService：

@Override
public ClassLoader getParentClassLoader() {
if (parentClassLoader != null)
return (parentClassLoader);
if (server != null) {
return (server.getParentClassLoader());
}
return (ClassLoader.getSystemClassLoader());
}

    与之对应的都有一个setParentClassLoader方法。

    engin容器也有这个方法。最后在WebappLoader中有个如下的方法：

private WebappClassLoader createClassLoader()
throws Exception {

Class<?> clazz = Class.forName(loaderClass);
WebappClassLoader classLoader = null;

if (parentClassLoader == null) {
parentClassLoader = container.getParentClassLoader();
}
Class<?>[] argTypes = { ClassLoader.class };
Object[] args = { parentClassLoader };
Constructor<?> constr = clazz.getConstructor(argTypes);
classLoader = (WebappClassLoader) constr.newInstance(args);

return classLoader;

}

   在这个方法中调用了org.apache.catalina.loader.WebappClassLoader的构造方法将容器container的parentClassLoader的属性最为classLoader的

父类加载器。这里可以得出结论从 Server 》 service 》 engin（container） 》没一个级别都在尝试设置parentClassLoader的值，而parentClassLoader

将作为WebappClassLoader的父类加载器。也就是说parentClassLoader是针对WebappClassLoader而言的，而每一级别都在尝试修改它。·

    现在已经介绍完了bootstrap的init方法，下一步是来介绍setAwait(true)方法的作用。通过反射设置了Catalina的await属性为true。Catalina成功启动后

会通过检查该值来调用它的成员变量server的await方法：

public void start() {
........
if (await) {
await();
stop();
}
}
public void await() {

getServer().await();

}

Catalina的成员变量server是一个StandardServer对象，通过调用该对象的await方法，会让他一直监控server.xml配置文件中的这段配置：

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">，所定义的端口发送过来的命令。

      最后看看start方法：

public void start()
throws Exception {
if( catalinaDaemon==null ) init();

Method method = catalinaDaemon.getClass().getMethod("start", (Class [] )null);
method.invoke(catalinaDaemon, (Object [])null);

}

   start最终通过反射调用了catalinaDaemon（也就是Catalina）的start方法。（这里看到的多处位置是通过反射调用catalinaDaemon的方法，

因为catalinaDaemon是一个object的引用指向的Catalina对象所有它只能调用object对象的方法，想要调用Catalina的方法只能通过反射。）

   总结：bootstrap的主要任务就是初始化commonLoader，catalinaLoader，sharedLoader，通过catalinaLoader加载所需要的类，

初始化catalinaDaemon对象，调用它的start方法。

    疑问：bin/bootstrap.jar 和lib/catalina.jar中都有bootstrap，脚本调用的是bootstrap.jar中的main方法，bootstrap在初始三个类加载器后，

加载类时并没有加载org.apache.catalina.startup包下的类，也就是说虽然两个jar包都含有bootstrap类，但只是系统的类加载器加载了

bin/bootstrap.jar里的bootstrap。而其他lib 目录下的所有的类都是有bootstrap里面的三个类加载器加载的。不清楚为什么这样做。