死磕Tomcat系列(2)——EndPoint源码解析

最新推荐文章于 2024-04-14 22:57:24 发布

原创

最新推荐文章于 2024-04-14 22:57:24 发布 · 591 阅读

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本文深入探讨Tomcat的NioEndpoint组件，包括LimitLatch、Acceptor、Poller、SocketProcessor和Executor。讲解了它们在NIO中的作用，如LimitLatch用于控制最大连接数，Acceptor接收新连接，Poller轮询事件，SocketProcessor处理字节流，Executor是定制线程池。此外，还分析了Tomcat线程池与标准Java线程池的区别。

在上一节中我们描述了Tomcat的整体架构，我们知道了Tomcat分为两个大组件，一个连接器和一个容器。而我们这次要讲的EndPoint的组件就是属于连接器里面的。它是一个通信的端点，就是负责对外实现TCP/IP协议。EndPoint是个接口，它的具体实现类就是AbstractEndpoint，而AbstractEndpoint具体的实现类就有AprEndpoint、Nio2Endpoint、NioEndpoint。

AprEndpoint：对应的是APR模式，简单理解就是从操作系统级别解决异步IO的问题，大幅度提高服务器的处理和响应性能。但是启用这种模式需要安装一些其他的依赖库。
Nio2Endpoint：利用代码来实现异步IO
NioEndpoint：利用了JAVA的NIO实现了非阻塞IO，Tomcat默认启动是以这个来启动的，而这个也是我们的讲述重点。

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NioEndpoint中重要的组件

我们知道NioEndpoint的原理还是对于Linux的多路复用器的使用，而在多路复用器中简单来说就两个步骤。

创建一个Selector，在它身上注册各种Channel，然后调用select方法，等待通道中有感兴趣的事件发生。
如果有感兴趣的事情发生了，例如是读事件，那么就将信息从通道中读取出来。

而NioEndpoint为了实现上面这两步，用了五个组件来。这五个组件是LimitLatch、Acceptor、Poller、SocketProcessor、Executor

/**
 * Threads used to accept new connections and pass them to worker threads.
 */
protected List<Acceptor<U>> acceptors;

/**
 * counter for nr of connections handled by an endpoint
 */
private volatile LimitLatch connectionLimitLatch = null;
/**
 * The socket pollers. 
 */
private Poller[] pollers = null;

内部类

SocketProcessor

/**
 * External Executor based thread pool.
 */
private Executor executor = null;

我们可以看到在代码中定义的这五个组件。具体这五个组件是干嘛的呢？

LimitLatch：连接控制器，负责控制最大的连接数
Acceptor：负责接收新的连接，然后返回一个Channel对象给Poller
Poller：可以将其看成是NIO中Selector，负责监控Channel的状态
SocketProcessor：可以看成是一个被封装的任务类
Executor：Tomcat自己扩展的线程池，用来执行任务类

用图简单表示就是以下的关系
在这里插入图片描述
接下来我们就来分别的看一下每个组件里面关键的代码

LimitLatch

我们上面说了LimitLatch主要是用来控制Tomcat所能接收的最大数量连接，如果超过了此连接，那么Tomcat就会将此连接线程阻塞等待，等里面有其他连接释放了再消费此连接。那么LimitLatch是如何做到呢？我们可以看LimitLatch这个类

public class LimitLatch {

    private static final Log log = LogFactory.getLog(LimitLatch.class);

    private class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 1L;

        public Sync() {
        }

        @Override
        protected int tryAcquireShared(int ignored) {
            long newCount = count.incrementAndGet();
            if (!released && newCount > limit) {
                // Limit exceeded
                count.decrementAndGet();
                return -1;
            } else {
                return 1;
            }
        }

        @Override
        protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
            count.decrementAndGet();
            return true;
        }
    }

    private final Sync sync;
    //当前连接数
    private final AtomicLong count;
    //最大连接数
    private volatile long limit;
    private volatile boolean released = false;
}

我们可以看到它内部实现了AbstractQueuedSynchronizer，AQS其实就是一个框架，实现它的类可以自定义控制线程什么时候挂起什么时候释放。limit<