1.21张解析Tomcat运行原理与架构全貌💥通宵爆肝
2.从源码角度分析Tomcat的源码acceptCount、maxConnections、分析maxThreads参数
3.零拷贝技术及在Java中应用
4.源码详解系列(五) ------ C3P0的源码使用和分析（包括JNDI）已停更
5.Tomcat源码分析— Bootstrap启动流程
6.源码详解系列(四) ------ DBCP2的使用和分析（包括JNDI和JTA支持）已停更

21张解析Tomcat运行原理与架构全貌💥通宵爆肝

       早年间，小菜同学在Tomcat上通过继承HttpServlet进行CRUD操作，分析后来引入Spring MVC框架的源码DispatcherServlet，使操作更加便捷。分析电台单页源码现今，源码随着Spring Boot框架的分析内嵌，小菜能够更专注地进行CRUD操作，源码而无需过多关注服务器和框架的分析细节。保持专一原则，源码小菜对服务器和框架始终保持谨慎态度。分析

       某日，源码小菜的分析程序突然无法运行，面对困境，源码小菜并未选择“逃跑”，而是决定深入研究中间件的运行原理，通过层层解析，逐步揭开了Tomcat等中间件的核心设计。

       架构解析

       Tomcat作为Java实现的Web服务器，是Java Web开发中流行的选择之一。本文作为解析Tomcat系列的第一篇，将带你深入探索Tomcat的运行流程，揭示其高效设计的核心组件。

       处理网络请求是Web服务器的基础，Tomcat也不例外，从网络通信到业务处理，每个步骤都精心设计，以实现高效运行。

       连接器

       处理网络通信的连接器是Tomcat的重要组成部分，它负责获取Socket、解析协议以及封装请求/响应等关键任务。具体实现包括EndPoint、Processor和ProtocolHandler。

       EndPoint

       EndPoint负责点对点的通信，通过Socket处理网络通信。尽管在Tomcat 9中并未直接提供接口，而是通过抽象类实现，实际上提供了两种具体实现：用于不同IO模型的EndPoint。

       Processor

       Processor组件负责解析协议，将网络流解析为Tomcat封装的请求和响应对象。通过不同的实现类，如AbstractProcessor、UpgradeProcessorBase，Tomcat能够支持HTTP、AJP等协议。

       ProtocolHandler

       ProtocolHandler将动态变化的奶粉源码查询EndPoint和Processor组合起来，负责网络通信的Socket获取和流解析。虽然在设计上采用继承的方式，但实际应用中，只有四个组合实现。

       Adapter

       Adapter组件作为适配器，将Processor解析得到的请求/响应转化为Servlet中定义的格式，便于后续容器的处理。虽然实现相对固定，但其作用至关重要。

       线程池

       多路复用IO模型下，线程池用于管理监听任务和后续处理任务，确保高效执行。尽管EndPoint涉及线程池，但Tomcat实现的线程池并非JUC下的标准实现。

       多连接器

       尽管Tomcat支持多个不同连接器的并行处理，但实际应用中通常使用默认配置，如HTTP、NIO和端口。增加连接器时，端口和协议将自动匹配处理。

       容器

       容器层设计为多级父子结构，包括Engine、Host、Context和Wrapper，实现灵活扩展和高效管理。每个层次的容器通过标准实现和扩展实现，提供稳定的运行环境。

       Mapper

       Mapper组件负责请求路由，解析HTTP请求并将其映射到相应的容器层。在多级容器中，Mapper组件通过map方法解析请求，简化了路由逻辑。

       PipeLine-Valve

       为了实现灵活扩展，Tomcat使用PipeLine和Valve组件构建职责链模式，每层容器从First开始，到Basic结束，实现高效且可扩展的请求处理流程。

       其他组件

       除了核心组件，Tomcat还提供类加载器、session管理器等辅助组件，用于维护Web服务器的正常运行。每个组件都精心设计，确保系统的稳定性和高效性。

       在Tomcat的设计中，从连接器到容器，再到其他辅助组件，超短源码公式都体现了面向对象设计原则和现代软件架构的最佳实践，如职责链模式、观察者模式等，使得系统在复杂环境中保持高效稳定。

       本文仅概要介绍了Tomcat的核心架构和主要组件，未来将深入源码分析，全面解析Tomcat的运行原理。关注专栏，持续了解更多精彩内容。

从源码角度分析Tomcat的acceptCount、maxConnections、maxThreads参数

       在深入探讨Tomcat的acceptCount、maxConnections和maxThreads参数时，首先理解它们的关键在于理解请求在服务器端的处理流程。acceptCount决定了当所有处理线程忙时，Tomcat能暂存的连接请求队列的最大长度，相当于TCP连接时的全队列容量。maxThreads则是线程池中最大线程数，负责处理实际的HTTP请求。

       在连接建立阶段（图1），当客户端尝试连接时，acceptCount在ServerSocket的backlog参数中起作用，它限制了TCP连接队列的大小。接着，初始化的线程池会通过prestartAllCoreThreads启动核心线程，为后续的SocketProcessor做准备。

       在Acceptor获取Socket时，serverSocket.accept()的调用受到maxConnections的限制，防止过多的并发连接。一旦获取到Socket，就交由线程池执行SocketProcessor，进行实际的请求处理。

       然而，如果处理请求的时间过长，如假设的次请求，需要无限长时间，我们需要考虑线程池的动态管理。如设置acceptCount为，maxThreads为，maxConnections为，minSpareThreads为。这意味着在高并发情况下，即使有个最大连接，acceptCount的个等待队列也足够缓冲，而maxThreads的个线程则负责处理，minSpareThreads则确保了至少有个空闲线程应对突发请求。索引优化源码

       总结，acceptCount、maxConnections和maxThreads这三个参数共同影响了Tomcat的并发处理能力和连接队列管理，理解它们在实际应用中的配置和作用至关重要。

零拷贝技术及在Java中应用

       零拷贝技术及在Java中的应用

       前言

       本文旨在探讨零拷贝技术在Java领域中的应用，通过对几个知名开源软件的源码分析，以揭示其背后的优化机制。零拷贝技术的核心在于减少数据在用户空间与内核空间之间不必要的复制，从而提升性能。

       什么是零拷贝

       零拷贝技术是指在数据传输过程中，无需CPU参与数据从一个内存区域复制到另一个内存区域的过程，以减少系统开销。

       OS层传统I/O

       在Linux环境下，传统I/O操作涉及到数据从用户空间到内核空间，以及从内核空间到磁盘或网络设备的复制，通常需要两次系统调用，产生四次上下文切换。

       零拷贝技术mmap

       通过mmap系统调用，Linux将内核空间与用户空间的虚拟地址映射到同一物理地址，实现数据在内核空间中的直接操作，从而减少CPU和内存之间的数据复制。mmap结合write操作能显著提升I/O速度，同时减少上下文切换。

       sendfile

       sendfile是Linux内核提供的另一个系统调用，允许在文件描述符之间传输数据，避免了内核缓冲区与用户缓冲区之间的数据复制，进一步实现了零拷贝。其流程包括三次数据拷贝，其中两次是DMA拷贝。

       sendfile+DMA scatter/gather

       通过在内核空间和socket buffer之间记录内存地址和偏移量，sendfile操作可以进一步减少CPU拷贝，实现更高效的零拷贝。scatter/gather方法减少了数据在内核空间和socket之间的拷贝，但硬件及驱动程序的支持是关键。

       splice

       splice调用引入于Linux 2.6.版本，具备了sendfile的所有功能，并且提供了更广泛的用例。它能够替代sendfile机制，实现更灵活的数据传输。

       小结

       零拷贝技术通过减少CPU拷贝和上下文切换，显著提升了数据传输效率。尽管两次DMA拷贝仍难以避免，但这些技术在不同层面上优化了数据传输过程。

       Java层零拷贝技术

       考虑到JVM的垃圾回收机制，Java的零拷贝技术主要关注如何利用堆外内存减少内存的移动。DirectByteBuffer提供了直接与操作系统内存交互的服装合成源码接口，避免了JVM堆内存与OS用户堆之间的数据拷贝。

       Netty与零拷贝

       Netty通过优化数据传输流程，实现了高效的零拷贝技术，减少了不必要的数据拷贝，从而提升整体性能。

       开源分析Tomcat

       Tomcat通过利用零拷贝技术，如sendfile，来优化静态资源的传输，避免不必要的数据压缩过程，以提升性能和带宽利用率。

       RocketMQ与零拷贝

       RocketMQ通过使用mmap技术实现高效的CommitLog文件传输，减少了JVM堆内存的拷贝，从而提高了消息处理速度。

       结语

       本文综述了零拷贝技术的原理及其在Java领域中的应用，通过分析开源软件的源码，展示了零拷贝技术的实践与优势。希望本文能为读者提供启发，引导在实际开发中更有效地利用零拷贝技术，提升系统性能。

源码详解系列(五) ------ C3P0的使用和分析（包括JNDI）已停更

       c3p0是一个用于创建和管理数据库连接的Java库，通过使用"池"的方式复用连接，减少资源开销。它与数据库源一起提供连接数控制、连接可靠性测试、连接泄露控制、缓存语句等功能。目前，Hibernate自带的连接池正是基于c3p0实现。

       在深入学习c3p0的使用和分析之前，我们先来看一下使用示例。假设你想要通过c3p0连接池获取连接对象，然后对用户数据进行简单的增删改查操作。这通常涉及到使用如JDK 1.8.0_、maven 3.6.1、eclipse 4.、mysql-connector-java 8.0.以及mysql 5.7.等环境。

       为了创建项目，可以选择Maven Project类型，并打包为war文件，尽管jar包也可以使用，但使用war是为了测试JNDI功能。

       接下来，引入日志包，这一步是为了帮助追踪连接池的创建过程，尽管不引入这个包也不会对程序运行造成影响。

       为了配置c3p0，通常会使用c3p0.properties文件，这种文件格式相对于.xml文件来说更加直观。在resources目录下，配置文件包含了数据库连接参数和连接池的基本参数。文件名必须是c3p0.properties，这样才能自动加载。

       获取连接池和连接时，可以利用JDBCUtil类来初始化连接池、获取连接、管理事务和释放资源等操作。

       对于更深入的学习，我们可以从c3p0的基本使用扩展到通过JNDI获取数据源。这意味着在项目中引入了tomcat 9.0.作为容器，并可能增加了相关依赖。通过在webapp文件夹下创建META-INF目录并放置context.xml文件来配置JNDI，从而实现数据源的动态获取。

       在web.xml文件中配置资源引用，而在jsp文件中编写测试代码，以验证JNDI获取的数据源是否有效。

       总结来看，c3p0通过提供组合式连接池和数据源对象，以及通过JNDI实现动态数据源的获取，大大简化了数据库连接管理和配置过程。同时，它内置的参数配置和连接管理功能，如连接数控制、连接可靠性测试等，为开发者提供了更为稳定和高效的数据库访问体验。

       在深入研究c3p0源码时，需要关注类与类之间的关系以及重要功能的实现。c3p0的源码确实较为复杂，尤其是监听器和多线程的使用，这些机制虽然强大，但也增加了阅读和理解的难度。理解这些机制有助于更好地利用c3p0提供的功能，优化数据库连接管理。

       在实现数据源创建和连接获取过程中，从初始化数据源到创建连接池，再到连接的获取和管理，c3p0提供了一系列的类和方法来支持这些操作。理解这些步骤和背后的原理，对于高效地使用c3p0和优化数据库性能至关重要。

       最后，c3p0的源码分析不仅仅停留在功能层面，还涉及到类的设计、架构和性能优化。这些分析有助于开发者深入理解c3p0的内部工作原理，进而根据实际需求进行定制化配置和优化。

Tomcat源码分析— Bootstrap启动流程

       在探讨Tomcat启动流程之前，需要理解其组件及其周期状态，这为后续深入学习组件初始化与启动等提供了基础。

       实现Lifecycle接口的组件拥有种状态。Bootstrap作为Tomcat启动入口类，负责构造类加载器以加载Catalina内部类，通过查找catalina.home目录下所有jar包，确保安全地加载应用程序类。

       通过Bootstrap的main方法启动Tomcat实例，主要步骤包括创建Bootstrap对象、调用init方法，并根据启动参数执行load和start方法。

       Bootstrap的init方法初始化类加载器，使得Tomcat能加载应用程序类，同时设置当前线程上下文加载器为CatalinaLoader。initClassLoaders方法创建三种类加载器，其中catalinaLoader与sharedLoader的父加载器为commonLoader。完成初始化后，预加载tomcat和javax包下的自定义类，避免访问权限异常。

       调用catalinaLoader加载器加载Catalina类，通过反射实例化对象，并设置sharedLoader实例作为入参，最后将实例化的Catalina对象赋予catalinaDaemon成员变量。

       Tomcat组件的初始化主要在load方法中完成，通过反射调用Catalina的load方法，构建并初始化StandardServer及其子组件。Bootstrap.load方法通过反射调用Catalina的load方法，Catalina的load方法实现序列图中的逻辑，初始化配置文件解析器Digester，构建standardServer实例，绑定当前catalina实例，设置根路径，并调用init方法完成初始化。

       Tomcat中的容器或组件使用模板方法设计模式，子类通过重写LifecycleBase抽象类的模板方法initInternal实现初始化逻辑。LifecycleBase的init方法主要完成两件事：调用父类的LifecycleBase#init方法，由standerServer#initInternal方法执行实际初始化。init方法逻辑包括：执行LifecycleBase#initInternal抽象方法，由standardServer#initInternal方法完成初始化。

       service组件的init方法主要初始化Connector连接器，连接器的初始化尤为重要。不同协议处理器如AjpAprProtocol、HttpNioProtocol的初始化流程将在后续文章中单独讲解。

       Bootstrap类的main方法通过反射执行catalina实例的start方法，启动standardServer实例，使其监听端口并接收新请求。start方法主要逻辑包括启动Service、Engine容器、Executor执行器、MapperListener监听器、Connector连接器等组件。当启动成功后，创建并监听端口，Tomcat对外提供服务。

       总结，Tomcat的启动流程清晰且依赖模板方法与责任链设计模式，理解这两种模式有助于更好地理解启动过程及代码。启动过程首先初始化各组件，如Server、Service、Engine容器、虚拟主机Host、上下文Context、Executor执行器、Connector连接器等，然后按顺序启动组件，成功后监听端口提供服务。

源码详解系列(四) ------ DBCP2的使用和分析（包括JNDI和JTA支持）已停更

       DBCP是一个用于创建和管理数据库连接的工具，通过连接池复用连接以减少资源消耗。它具备连接数控制、连接有效性检测、连接泄露控制和缓存语句等功能。Tomcat内置连接池、Spring团队推荐使用DBCP，阿里巴巴的druid也是基于DBCP开发的。

       DBCP支持通过JNDI获取数据源，并且可以获取JTA或XA事务中的连接对象，用于两阶段提交（2PC）的事务处理。本篇文章将通过例子来解释如何使用DBCP。

       以下是文章的详细内容：

       使用例子需求

       本例将展示如何使用DBCP连接池获取连接对象，并进行基本的增删改查操作。

       工程环境

       JDK：1.8.0_

       maven：3.6.1

       IDE：eclipse 4.

       mysql-connector-java：8.0.

       mysql：5.7.

       DBCP：2.6.0

       主要步骤

       创建Maven项目，打包方式为war（war也可以是jar，这里选择war是为了测试JNDI功能）。

       引入DBCP相关依赖。

       在resources目录下创建dbcp.properties文件，配置数据库连接参数及连接池基本参数。

       编写JDBCUtils类，实现初始化连接池、获取连接、管理事务和资源释放等功能。

       创建测试类，实现基本的增删改查操作。

       配置文件详解

       dbcp.properties文件包含数据库连接参数和连接池基本参数，如数据库URL、用户名、密码、连接池大小等。其中，数据库URL后面添加了参数以避免乱码和时区问题。建议根据项目需求调整参数设置。

       基本连接属性

       数据库URL

       用户名

       密码

       连接池大小

       缓存语句（在MySQL下建议关闭）

       连接检查参数（建议开启testWhileIdle，避免性能影响）

       事务相关参数（通常使用默认设置）

       连接泄漏回收参数

       其他参数（较少使用）

       源码分析

       DBCP主要涉及以下几个类：

       BasicDataSource：提供基本的数据库操作数据源。

       BasicManagedDataSource：BasicDataSource的子类，用于创建支持XA事务或JTA事务的连接。

       PoolingDataSource：BasicDataSource中实际调用的数据源，用于管理连接。

       ManagedDataSource：PoolingDataSource的子类，用于支持XA事务或JTA事务的连接。

       使用DBCP连接池创建连接时，首先创建BasicDataSource对象，初始化配置参数。然后从连接池中获取连接。连接获取过程涉及到数据源和连接池的创建，连接对象的包装和回收。

       通过JNDI获取数据源对象需求

       使用JNDI获取DBCP数据源对象，以PerUserPoolDataSource和SharedPoolDataSource为例。为了在tomcat容器中测试，需要配置JNDI上下文。

       引入依赖

       引入JNDI相关的依赖。

       编写context.xml文件，配置JNDI上下文。

       在web.xml中配置资源引用，将JNDI对象与web应用绑定。

       测试结果

       打包项目并部署到tomcat上运行，通过访问指定的jsp页面，验证JNDI获取数据源对象的正确性。

       使用DBCP测试两阶段提交

       介绍如何使用DBCP实现JTA事务的两阶段提交（2PC）。使用DBCP的BasicManagedDataSource类支持事务处理。通过测试代码验证了2PC的正确性。

       以上内容涵盖了DBCP的使用、配置、源码分析、JNDI集成以及两阶段提交的实现，为开发者提供了全面的参考。

Tomcat处理http请求之源码分析 | 京东云技术团队

       本文将从请求获取与包装处理、请求传递给 Container、Container 处理请求流程，这 3 部分来讲述一次 http 穿梭之旅。

       在 tomcat 组件 Connector 启动时，会监听端口。以 JIoEndpoint 为例，在 Acceptor 类中，socket = serverSocketFactory.acceptSocket (serverSocket); 与客户端建立连接，将连接的 socket 交给 processSocket (socket) 来处理。在 processSocket 中，对 socket 进行包装，交给线程池处理。

       线程池中的 SocketProcessor 任务，将 socket 交给 handler 处理，此 handler 为 HttpConnectionHandler 的实例。在 HttpConnectionHandler 的父类 process 方法中，根据请求的状态，创建 HttpProcessor 进行相应的处理，然后切到 HttpProcessor 的父类 AbstractHttpProccessor 中。

       在 SocketProcessor 中，从 socket 获取请求数据，进行 keep-alive 处理，数据包装等操作，最终将处理后的请求信息交给了 CoyoteAdapter 的 service 方法。

       CoyoteAdapter 的 service 方法中有两个主要任务：一是将 org.apache.coyote.Request 和 org.apache.coyote.Response 转换为继承自 HttpServletRequest 的 org.apache.catalina.connector.Request 和 org.apache.catalina.connector.Response，同时定位到 Context 和 Wrapper。二是将请求交给 StandardEngineValve 处理。

       在 postParseRequest 方法中，request 通过 URI 的信息找到属于自己的 Context 和 Wrapper。Mapper 保存了所有的容器信息，初始化时将所有容器添加到了 mapper 中。容器信息的变化由 MapperListener 监听，一旦容器发生变化，MapperListener 将其作为监听者进行处理。

       找到请求对应的 Context 和 Wrapper 后，CoyoteAdapter 将包装好的请求交给 Container 处理。从下面的代码片段，我们很容易追踪整个 Container 的调用链，形成时间线图。

       最终，StandardWrapperValve 将请求交给 Servlet 处理完成，至此一次 http 请求处理完毕。