（四）Tomcat源码解析 - 一次request与response的过程

Tomcat最本质就是一个能运行JSP/Servlet的Web服务器 ，如果真正的想了解tomcat它的运转机制，最典型的应用就是用户通过浏览器访问服务器，Tomcat接收到请求后转发给Servlet，由Servlet处理完成之后，把结果返回给客户端。今天分析tomcat一次request与response的过程。

最简单的方式是，Hello World！  进入debug模式。Tomcat处理请求的核心过程有以下几点：

（1）启动的时候启动预支持协议的Endpoint，Endpoint会起专门的线程监听相应协议的请求，默认的情况下，会启动JIoEndpoint，JIoEndpoint基于Java ServerSocket接收Http的请求。
（2）ServerSocket接收到客户端请求的Socket后，一路包装，并一路从Host一直传递到Wrapper，再请求到相应的Servlet。

通过之前讲的tomcat架构可知道当Tomcat启动的时候会启动Connector，此时Connector会通过ProtocolHandler把Endpoint启动起来。默认情况下，Tomcat会启动两种Connector，分别是Http协议和AJP协议的，依次对应Http11Protocol和AjpProtocol，两者都是启动JIoEndpoint。下面看看JIoEndpoint的start方法：

public void start() throws Exception {
        // Initialize socket if not done before
        if (!initialized) {
            init();
        }
        if (!running) {
            running = true;
            paused = false;
            // Create worker collection
            if (getExecutor() == null) {
                createExecutor();
            }
            // Start acceptor threads
            for (int i = 0; i < acceptorThreadCount; i++) {
                Thread acceptorThread = new Thread(new Acceptor(), getName() + "-Acceptor-" + i);
                acceptorThread.setPriority(threadPriority);
                acceptorThread.setDaemon(getDaemon());
                acceptorThread.start();
            }
        }
    }

以上代码很清晰地表示启动acceptorThreadCount个线程，每个线程由Acceptor代理，具体看看Acceptor的run方法：

        public void run() {
            // Loop until we receive a shutdown command
            while (running) {
                // Loop if endpoint is paused
                while (paused) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // Ignore
                    }
                }
                // Accept the next incoming connection from the server socket
                try {
                    Socket socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);
                    serverSocketFactory.initSocket(socket);
                    // Hand this socket off to an appropriate processor
                    if (!processSocket(socket)) {
                        // Close socket right away
                        try {
                            socket.close();
                        } catch (IOException e) {
                            // Ignore
                        }
                    }
                }catch ( IOException x ) {
                    if ( running ) log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), x);
                } catch (Throwable t) {
                    log.error(sm.getString("endpoint.accept.fail"), t);
                }
                // The processor will recycle itself when it finishes
            }
        }

由此可得到这么一个结论：Tomcat就是通过ServerSocket监听Socket的方式来接收客户端请求的。本质上Tomcat就是用最标准和最基础的Socket调用方法来处理网络请求的。找到处理请求的源头后下面要做的是事情就简单了，接下来看下主流程的时序图如下所示：

从上图可知，以上过程可分解成以下三个最主要的核心点：
（1）基于Http1.1协议对Socket的解析和包装
（2）StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve和StandardWrapperValve四种Valve的一路inoke。四种不同层次的Valve做了不同层次的处理和封装
（3）基于责任链模式ApplicationFilterChain实现Filter拦截和实际Servlet的请求。

用户的一个请求会经过n个环节的处理，最后到达开发人员写的Servlet，传给Servlet也就是HttpServletRequest和HttpServletResponse，因此可以认为这一路走下来无非就是把最原始的Socket包装成Servlet里用到的HttpServletRequest和HttpServletResponse，只不过每个环节完成的包装功能和部分不一样而已，信息流如下图所示：

其中，Request与Response的类图如下所示：

org.apache.coyote.Request和org.apache.coyote.Response是Tomcat内部使用的，不提供给开发者调用，类是final类型的。下面结合一次完整请求的时序图来看看从Socket到org.apache.catalina.connector.Request的加工过程：

由上图可见，Request的解析和加工过程不是在一个方法里搞定，而是信息流动过程中逐步解析的，不同层次的处理器解析不同层次的信息，在解析过程同时做了些判断和拦截的工作，比如当发现是要访问WEB-INF的资源，会直接返回错误给客户端等等。