Spring Boot启动过程(七):Connector初始化

  Connector实例的创建已经在Spring Boot启动过程(四):Spring Boot内嵌Tomcat启动中提到了:

  

   Connector是LifecycleMBeanBase的子类,先是设置LifecycleState为LifecycleState.NEW,构造首先执行setProtocol,设置protocolHandlerClassName为"org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"事实上它默认值就是这个,然后通过反射创建此协议处理器的实例,此时开始执行Http11NioProtocol的构造函数:

    public Http11NioProtocol() {
        super(new NioEndpoint());
    }

  初始化NioEndpoint过程中初始化了NioSelectorPool,NioSelectorShared默认为true,即所有的SocketChannel共享一个Selector;设置pollerThreadCount,socket超时时间等。然后就是将new出来的NioEndPoint一路super,直到AbstractProtocol:

    public AbstractProtocol(AbstractEndpoint<S> endpoint) {
        this.endpoint = endpoint;
        setSoLinger(Constants.DEFAULT_CONNECTION_LINGER);
        setTcpNoDelay(Constants.DEFAULT_TCP_NO_DELAY);
    }

  关于soLinger可以参考内嵌Tomcat的Connector对象的静态代码块。之后是外层AbstractHttp11Protocol的构造函数,Handler就是这里初始化并set的,这部分和上一块所有的set最后都是到endpoint的:

    public AbstractHttp11Protocol(AbstractEndpoint<S> endpoint) {
        super(endpoint);
        setSoTimeout(Constants.DEFAULT_CONNECTION_TIMEOUT);
        ConnectionHandler<S> cHandler = new ConnectionHandler<>(this);
        setHandler(cHandler);
        getEndpoint().setHandler(cHandler);
    }

  回到Connector将初始化好的Http11NioProtocol传给this.protocolHandler(AbstractProtocol<S>实现了protocolHandler),之后就是下面这几句代码就结束Connector初始化了:

        if (!Globals.STRICT_SERVLET_COMPLIANCE) {
            URIEncoding = "UTF-8";
            URIEncodingLower = URIEncoding.toLowerCase(Locale.ENGLISH);
        }

  之后就是启动了,在Spring Boot启动过程(二)提到过一点,在finishRefresh中,由于AbstractApplicationContext被EmbeddedWebApplicationContext实现,所以执行的是:

    @Override
    protected void finishRefresh() {
        super.finishRefresh();
        EmbeddedServletContainer localContainer = startEmbeddedServletContainer();
        if (localContainer != null) {
            publishEvent(
                    new EmbeddedServletContainerInitializedEvent(this, localContainer));
        }
    }

  startEmbeddedServletContainer方法中的localContainer.start的前几句代码:

            addPreviouslyRemovedConnectors();
            Connector connector = this.tomcat.getConnector();
            if (connector != null && this.autoStart) {
                startConnector(connector);
            }

  addPreviouslyRemovedConnectors方法将Spring Boot启动过程(四):Spring Boot内嵌Tomcat启动中提到的从Service中解绑的Connector绑定回来了。具体绑定方法:

public void addConnector(Connector connector) {

        synchronized (connectorsLock) {
            connector.setService(this);
            Connector results[] = new Connector[connectors.length + 1];
            System.arraycopy(connectors, 0, results, 0, connectors.length);
            results[connectors.length] = connector;
            connectors = results;

            if (getState().isAvailable()) {
                try {
                    connector.start();
                } catch (LifecycleException e) {
                    log.error(sm.getString(
                            "standardService.connector.startFailed",
                            connector), e);
                }
            }

            // Report this property change to interested listeners
            support.firePropertyChange("connector", null, connector);
        }

    }

  加了同步锁,绑定了一下service,start流程之前说过好多次,就不细说了。Connector的initInternal,先是super(LifecycleMBeanBase);之后两句引入了CoyoteAdapter:protected Adapter adapter = new CoyoteAdapter(this),protocolHandler.setAdapter(adapter);确保parseBodyMethodsSet有默认值,没有就设置HTTP方法为支持请求体的POST方法为默认;接着初始化protocolHandler,先是关于ALPN支持的,我这里没走,直接进入spuer.init(AbstractProtocol),生成ObjectName(MBean之前说过的):并注册Registry.getRegistry(null, null).registerComponent(this, oname, null),生成并注册线程池和Global Request Processor:

 

 

  接着endpoint的init,首先是testServerCipherSuitesOrderSupport方法,这个方法只判断jdk7及以下版本,我这不走也没什么内容其实;然后是super.init(AbstractEndpoint),然而此时其实并没有走:

    public void init() throws Exception {
        if (bindOnInit) {
            bind();
            bindState = BindState.BOUND_ON_INIT;
        }
    }

  Connetor的init结束了。然后Connetor的startInternal,这里其实只做了一件事:protocolHandler.start()。协议处理器的start又start了endpoint:

    public final void start() throws Exception {
        if (bindState == BindState.UNBOUND) {
            bind();
            bindState = BindState.BOUND_ON_START;
        }
        startInternal();
    }

  这次走到了bind,首先ServerSocketChannel.open:

    public static ServerSocketChannel open() throws IOException {
        return SelectorProvider.provider().openServerSocketChannel();
    }

  然后设置超时时间,绑定端口和IP,设置积压(backlog)数量,配置阻塞serverSock.configureBlocking(true)关于阻塞模式,在网上摘抄了一段:

Tomcat在使用Java NIO的时候,将ServerSocketChannel配置成阻塞模式,这样可以方便地对ServerSocketChannel编写程序。当accept方法获得一个SocketChannel,并没有立即从线程池中取出一个线程来处理这个SocketChannel,而是构建一个OP_REGISTER类型的PollerEvent,并放到Poller.events队列中。Poller线程会处理这个PollerEvent,发现是OP_REGISTER类型,会在Poller.selector上注册一个这个SocketChannel的OP_READ就绪事件。因为Java NIO的wakeup特性,使用wakeupCount信号量控制Selector.wakeup()方法,非阻塞方法Selector.selectNow()和阻塞方法Selector.select()的调用。我们在编写Java NIO程序时候也可以参考这种方式。在SocketChannel上读的时候,分成非阻塞模式和阻塞模式。

非阻塞模式,如果读不到数据,则直接返回了;如果读到数据则继续读。
阻塞模式。如果第一次读取不到数据,会在NioSelectorPool提供的Selector对象上注册OP_READ就绪事件,并循环调用Selector.select(long)方法,超时等待OP_READ就绪事件。如果OP_READ事件已经就绪,并且接下来读到数据,则会继续读。read()方法整体会根据readTimeout设置进行超时控制。若超时,则会抛出SocketTimeoutException异常。

在SocketChannel上写的时候也分成非阻塞模式和阻塞模式。

非阻塞模式,写数据之前不会监听OP_WRITE事件。如果没有成功,则直接返回。
阻塞模式。第一次写数据之前不会监听OP_WRITE就绪事件。如果没有写成功,则会在NioSelectorPool提供的selector注册OP_WRITE事件。并循环调用Selector.select(long)方法,超时等待OP_WRITE就绪事件。如果OP_WRITE事件已经就绪,并且接下来写数据成功,则会继续写数据。write方法整体会根据writeTimeout设置进行超时控制。如超时,则会抛出SocketTimeoutException异常。

在写数据的时候,开始没有监听OP_WRITE就绪事件,直接调用write()方法。这是一个乐观设计,估计网络大部分情况都是正常的,不会拥塞。如果第一次写没有成功,则说明网络可能拥塞,那么再等待OP_WRITE就绪事件。

阻塞模式的读写方法没有在原有的Poller.selector上注册就绪事件,而是使用NioSelectorPool类提供的Selector对象注册就绪事件。这样的设计可以将各个Channel的就绪事件分散注册到不同的Selector对象中,避免大量Channel集中注册就绪事件到一个Selector对象,影响性能。

http://www.linuxidc.com/Linux/2015-02/113900p2.htm

  为了注释,贴一下接下来的代码:

        // Initialize thread count defaults for acceptor, poller
        if (acceptorThreadCount == 0) {
            // FIXME: Doesn't seem to work that well with multiple accept threads
            acceptorThreadCount = 1;
        }
        if (pollerThreadCount <= 0) {
            //minimum one poller thread
            pollerThreadCount = 1;
        }

  实例化private volatile CountDownLatch stopLatch为pollerThreadCount数量,用闭锁应该是希望多个pollerThread同时开始执行吧,后面确定一下。如果有需要初始化SSL:initialiseSsl吐槽下这里命名,方法体里用的SSL偏偏这里首字母大写,大家不要学。selectorPool.open():

    public void open() throws IOException {
        enabled = true;
        getSharedSelector();
        if (SHARED) {
            blockingSelector = new NioBlockingSelector();
            blockingSelector.open(getSharedSelector());
        }
    }

 

}

  AbstractEndpoint的bind方法就执行完了,绑定状态设为BOUND_ON_START然后执行startInternal,这个方法在NioEndpoint中。先判断是否是正在运行状态,如果不是就置为是,暂停状态置为否,然后初始化了三个SynchronizedStack,这是Tomcat自定义的简化同步栈,自定义的结构好处就是既能满足需要又能提高时间空间利用率,最合适自己的场景:

            processorCache = new SynchronizedStack<>(SynchronizedStack.DEFAULT_SIZE, socketProperties.getProcessorCache());
            eventCache = new SynchronizedStack<>(SynchronizedStack.DEFAULT_SIZE, socketProperties.getEventCache());
            nioChannels = new SynchronizedStack<>(SynchronizedStack.DEFAULT_SIZE, socketProperties.getBufferPool());

  createExecutor线程池并设置给任务队列:

  initializeConnectionLatch根据配置设定最大允许的并发连接数maxConnections,实现方法是自定义的锁结构LimitLatch:

        if (maxConnections==-1) return null;
        if (connectionLimitLatch==null) {
            connectionLimitLatch = new LimitLatch(getMaxConnections());
        }

  启动poller线程的代码直接看吧,没啥好解释的:

            pollers = new Poller[getPollerThreadCount()];
            for (int i=0; i<pollers.length; i++) {
                pollers[i] = new Poller();
                Thread pollerThread = new Thread(pollers[i], getName() + "-ClientPoller-"+i);
                pollerThread.setPriority(threadPriority);
                pollerThread.setDaemon(true);
                pollerThread.start();
            }

  启动acceptor线程是startAcceptorThreads一样的方式,代码就不贴了。endpoint的start之后,启动了一个异步超时线程(例Thread[http-nio-8080-AsyncTimeout,5,main]),这个线程会每隔一段时间检查每一个等待队列中的协议处理器,判断如果超时了,就会给它发一个超时事件:socketWrapper.processSocket(SocketEvent.TIMEOUT, true)

            while (asyncTimeoutRunning) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // Ignore
                }
                long now = System.currentTimeMillis();
                for (Processor processor : waitingProcessors) {
                   processor.timeoutAsync(now);
                }
                // Loop if endpoint is paused
                while (endpoint.isPaused() && asyncTimeoutRunning) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // Ignore
                    }
                }
            }
            while (asyncTimeoutRunning) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // Ignore
                }
                long now = System.currentTimeMillis();
                for (Processor processor : waitingProcessors) {
                   processor.timeoutAsync(now);
                }
                // Loop if endpoint is paused
                while (endpoint.isPaused() && asyncTimeoutRunning) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // Ignore
                    }
                }
            }

  至此connector.start执行结束,因为我也没注册什么监听器,所以这部分没提,而且相关内容之前都有写。当循环绑定connect结束后,暂存的绑定信息也就没用了,移除掉。

  回到TomcatEmbeddedServletContainer,接下来:

            if (connector != null && this.autoStart) {
                startConnector(connector);
            }

  startConnector:

            for (Container child : this.tomcat.getHost().findChildren()) {
                if (child instanceof TomcatEmbeddedContext) {
                    ((TomcatEmbeddedContext) child).deferredLoadOnStartup();
                }
            }
            // Earlier versions of Tomcat used a version that returned void. If that
            // version is used our overridden loadOnStart method won't have been called
            // and the original will have already run.
            super.loadOnStartup(findChildren());

  具体什么版本会怎么样,就不考证了,反正该执行的都会执行,只不过位置可能不一样。实际上,方法取出了所有的Wapper(StandardWrapper),执行了它们的load方法。load方法取出了Servlet绑定并记录加载时间,并设置了jsp监控的mbean,期间还检查了servlet的安全注解比如是否允许访问和传输是否加密(EmptyRoleSemantic,TransportGuarantee):

            InstanceManager instanceManager = ((StandardContext)getParent()).getInstanceManager();
                servlet = (Servlet) instanceManager.newInstance(servletClass);
            processServletSecurityAnnotation(servlet.getClass());

  初始化servlet,比如输入输出的buffer sizes大小是否合理(最小256):

            instanceInitialized = true;

  在load前后都有判断如果bean加载器和当前线程上下文加载器不同时用在用的bean加载器替换当前线程上下文类加载器,因为用上下文加载器的话,这一步加载的东西就不能被多个Context共享了,后面又来了一次,推测是为了防止加载的过程中为了避免SPI的加载问题而被替换为线程上下文加载器。其实这里已经和本篇博客没什么关系了,但是秉着流水账的风格,把它贴完:

            Context context = findContext();
            ContextBindings.unbindClassLoader(context, getNamingToken(context), getClass().getClassLoader());
        if (ContextAccessController.checkSecurityToken(obj, token)) {
            Object o = clObjectBindings.get(classLoader);
            if (o == null || !o.equals(obj)) {
                return;
            }
            clBindings.remove(classLoader);
            clObjectBindings.remove(classLoader);
        }

  本来是因为Tomcat一个BUG造成CLOSE_WAIT问题屡的这些代码,然而这里其实别没有直接到,因为只是启动,还没到运行,以后如果有机会写运行部分再说吧。

  以上。

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posted @ 2017-04-21 14:19 draculav 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏