大公司程序员带你死磕Tomcat—Tomcat如何做到一键式启停

在没有SpringBoot内嵌有Tomcat之前，我们都是将项目打为War包放在Tomcat的webapp目录下面，然后如果是Linux系统，运行命令start.sh、如果是Windows系统，运行命令start.bat以后就能启动起来并访问到页面。如果是想要停止运行只需要运行shutdown.sh或者shutdown.bat就能将程序停止起来，那么Tomcat是如何做到只需要一个命令就将所有容器启动起来呢?

脚本分析

start.sh和start.bat里面的内容相同，所以这里就主要分析start.sh的内容了。

os400=false 
case "`uname`" in 
OS400*) os400=true;; 
esac 
# resolve links - $0 may be a softlink 
# PRG是脚本路径,如果当前脚本文件为软连接,则会解析出PRG真正文件所在的路径 
PRG="$0" 
while [ -h "$PRG" ] ; do # 判断是否为软连接 
 ls=`ls -ld "$PRG"` # 如果是软连接,输出中含有lin -> source的字符串 
 link=`expr "$ls" : '.*-> \(.*\)$'` # 模式匹配出源文件的路径 
 if expr "$link" : '/.*' > /dev/null; then # 正则匹配 /.* 这里expr会输出匹配个数,如果不为0,则说明$link包含目录 
 PRG="$link" 
 else 
 PRG=`dirname "$PRG"`/"$link" # 当不包含目录,说明软连接和源文件在同一目录 
 fi 
done 
# 获取脚本目录路径 
PRGDIR=`dirname "$PRG"` 
EXECUTABLE=catalina.sh 
# Check that target executable exists 
if $os400; then 
 # -x will Only work on the os400 if the files are: 
 # 1. owned by the user 
 # 2. owned by the PRIMARY group of the user 
 # this will not work if the user belongs in secondary groups 
 eval 
else 
 if [ ! -x "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" ]; then 
 echo "Cannot find $PRGDIR/$EXECUTABLE" 
 echo "The file is absent or does not have execute permission" 
 echo "This file is needed to run this program" 
 exit 1 
 fi 
fi 
# 执行catalina.sh的start命令 
exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" start "$@" 

其实上面简单来说就做了两件事

1. 拿到脚本的真正路径
2. 执行catalina.sh的start命令

而shutdown.sh和start.sh命令一样，只不过后面是执行catalina.sh的stop命令

catalina.sh脚本

脚本中重要的步骤有以下几个

1.设置两个重要的环境变量，CATALINA_HOME、CATALINA_BASE

PRGDIR=`dirname "$PRG"` 
    [ -z "$CATALINA_HOME" ] && CATALINA_HOME=`cd "$PRGDIR/.." >/dev/null; pwd` 
    [ -z "$CATALINA_BASE" ] && CATALINA_BASE="$CATALINA_HOME" 

设置CLASSPATH变量，这里注意，默认是没有setenv.sh文件的，可以自己新建一个并添加参数

CLASSPATH= 
 
if [ -r "$CATALINA_BASE/bin/setenv.sh" ]; then 
 
. "$CATALINA_BASE/bin/setenv.sh" 
 
elif [ -r "$CATALINA_HOME/bin/setenv.sh" ]; then 
 
. "$CATALINA_HOME/bin/setenv.sh" 
 
fi 

将bootstrap.jar作为CLASSPATH变量传进去

if [ ! -z "$CLASSPATH" ] ; then 
     CLASSPATH="$CLASSPATH": 
    fi 
    CLASSPATH="$CLASSPATH""$CATALINA_HOME"/bin/bootstrap.jar 
    if [ -z "$CATALINA_OUT" ] ; then 
     CATALINA_OUT="$CATALINA_BASE"/logs/catalina.out 
    fi 

执行脚本参数，执行bootstrap.jar中的Bootstrap类中main方法，并传入参数start

hift 
 
eval exec "\"$_RUNJAVA\"" "\"$LOGGING_CONFIG\"" $LOGGING_MANAGER $JAVA_OPTS $CATALINA_OPTS \ 
 
-D$ENDORSED_PROP="\"$JAVA_ENDORSED_DIRS\"" \ 
 
-classpath "\"$CLASSPATH\"" \ 
 
-Djava.security.manager \ 
 
-Djava.security.policy=="\"$CATALINA_BASE/conf/catalina.policy\"" \ 
 
-Dcatalina.base="\"$CATALINA_BASE\"" \ 
 
-Dcatalina.home="\"$CATALINA_HOME\"" \ 
 
-Djava.io.tmpdir="\"$CATALINA_TMPDIR\"" \ 
 
org.apache.catalina.startup.Bootstrap "$@" start 

在上面脚本中我们可以看出最后执行的都是从Bootstrap的main方法作为入口的，所以我们打开Tomcat源码进去Bootstrap类中看它到底做了什么。

启动类分析

作为Tomcat的入口类，我们先看看Bootstrap中做了什么。这里只贴出main方法中重要的代码。

//初始化类加载器并且将Catalina文件加载进内存中 
bootstrap.init(); 
String command = "start"; 
if (args.length > 0) { 
 command = args[args.length - 1]; 
} 
if (command.equals("startd")) { 
 args[args.length - 1] = "start"; 
 //调用Catalina.java的load方法 
 daemon.load(args); 
 //调用Catalina.java的start 
 daemon.start(); 
} else if (command.equals("stopd")) { 
 args[args.length - 1] = "stop"; 
 //调用Catalina.java的stop 
 daemon.stop(); 
} else if (command.equals("start")) { 
 daemon.setAwait(true); 
 daemon.load(args); 
 daemon.start(); 
 if (null == daemon.getServer()) { 
 System.exit(1); 
 } 
} else if (command.equals("stop")) { 
 daemon.stopServer(args); 
} else if (command.equals("configtest")) { 
 daemon.load(args); 
 if (null == daemon.getServer()) { 
 System.exit(1); 
 } 
 System.exit(0); 
} else { 
 log.warn("Bootstrap: command \"" + command + "\" does not exist."); 
} 

这里是根据脚本中传入的不同命令，调用Catalina不同的方法。由于我们主要分析的Tomcat如何做到一键式启停的，所以我们主要分析Catalina的start方法。

在Catalina的satrt方法中我们看到了这一句

getServer().start(); 

随后经过Debug都是经过了Lifecycle的start方法，我们把Lifecycle的方法列出来

public interface Lifecycle { 
 public void addLifecycleListener(LifecycleListener listener); 
 public LifecycleListener[] findLifecycleListeners(); 
 public void removeLifecycleListener(LifecycleListener listener); 
 public void init() throws LifecycleException; 
 public void start() throws LifecycleException; 
 public void stop() throws LifecycleException; 
 public void destroy() throws LifecycleException; 
 public LifecycleState getState(); 
 public String getStateName(); 
 public interface SingleUse { 
 } 
} 

然后再看它的实现类，我们发现我们前面所讲的整体架构中的组件都实现了此类。而在它的子类LifecycleBase实现了start、init、stop等方法，并且里面都相应调用了startInternal、initInternal、stopInternal方法，这里我们如果对于设计模式了解的话，应该会想到这里运用了模板设计模式，抽象出所有子类的公有的代码，然后重新定义一个内部抽象方法，其子类实现自己的定制化的操作。

在Server.xml中我们发现第一个层级也是Server，然后Catalina的satrt方法中第一个启动的也是Server。

上面表示了Tomcat所有模块的层级结构，只要是带有层级的结构，我们应该能够立马想到组合设计模式，从这个层级结构中我们能够得到模块之间的关系，有大有小，有内有外。

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