tomcat-JIoEndpoint处理(BIO模式)

tomcat处理网络的时有 JIoEndpoint,NioEndpoint,AprEndpoint 分别对应了三种传统IO模式,BIO用线程池处理连接创建后的业务,NIO用到了channel处理,AIO使用了回调处理,本篇主要将jio

1)JIoEndpoint的创建与初始化

ConnectorCreateRule在解析server.xml时,获取对应connector中的protocol标签(使用digester解析)

在Http11Protocol创建了JIO

public Http11Protocol() {

        endpoint = new JIoEndpoint();

        cHandler = new Http11ConnectionHandler(this);

        ((JIoEndpoint) endpoint).setHandler(cHandler);

        setSoLinger(Constants.DEFAULT_CONNECTION_LINGER);

        setSoTimeout(Constants.DEFAULT_CONNECTION_TIMEOUT);

        setTcpNoDelay(Constants.DEFAULT_TCP_NO_DELAY);

    }

随着Connector的启动,在Http11Protocol中启动了endpoint

2)JIoEndpoint启动时

启动方法:

public final void start() throws Exception {

if (bindState == BindState.UNBOUND) {

bind();

bindState = BindState.BOUND_ON_START;

}

startInternal();

}

//在bind中设置了一些参数
acceptorThreadCount = 1;//接收IO请求线程数量为1
setMaxConnections(getMaxThreadsWithExecutor());//将xml中配置的Executor线程数设置到maxConnections中
serverSocketFactory = new DefaultServerSocketFactory(this);//创建网络连接工厂类,this是endpoint没有作用不用关心
serverSocket = serverSocketFactory.createSocket(getPort(), getBacklog());//初始化连接端口,默认8080
startInternal方法调用到了org.apache.tomcat.util.net.JIoEndpoint.startInternal()
创建了一个任务处理的线程池,并且开启了org.apache.tomcat.util.net.JIoEndpoint.Acceptor

3)Acceptor socket监听器

其功能就是一个socketServer,控制着请求的连接数,然后不断监听请求

public void run() {

int errorDelay = 0;

// Loop until we receive a shutdown command

while (running) {//protected volatile boolean running 声明是一个volatile类型,降低状态的延迟

// Loop if endpoint is paused

...

state = AcceptorState.RUNNING;

try {

//if we have reached max connections, wait 查看当前处理队列是不是满了,满了就会等待

countUpOrAwaitConnection();

Socket socket = null;//创建一个新的Socket

try {

// Accept the next incoming connection from the server

// socket

socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);

//这里是开启监听,假如有另一个连接连上了这个serverSocket,那么就会返回一个socket

} catch (IOException ioe) {

countDownConnection();//异常时减一

...

}

// Successful accept, reset the error delay

errorDelay = 0;

// Configure the socket

if (running && !paused && setSocketOptions(socket)) {

// Hand this socket off to an appropriate processor

if (!processSocket(socket)) {//processSocket调用线程池处理socket

countDownConnection();

// Close socket right away

closeSocket(socket);

}

...

}

其中最关键的方法

socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);
serverSocket作为socket的服务端,在endpoint最开始的bind中就创建并且开始监听了,监听后在系统中就有了linsten端口的动作,再然后有其他请求到达主机后才会确认端口有监听,请求能够被接收,可以通过操作系统的netstat -ano看到

socket的代码比较枯燥,可以总出来这样的东西,我们的tomcat将创建一个serverSocket其实现是SocksSocketImpl,进一步SocksSocketImpl是继承自PlainSocketImpl,Plain的功能是由TwoStacksPlainSocketImpl调用本地库执行,本地方法调用系统后就正真开启了一个端口监听

native void socketCreate(boolean isServer) throws IOException;

native void socketAccept(SocketImpl s) throws IOException;

本地方法是系统与java的桥梁,其调用了系统的sock函数

fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&him, &len);//这个就是调用系统的函数获取连接返回文件描述符

对linux不熟悉,向同学咨询了,在linux中socket的accept指令会监听客户端的请求,请求成功后将会创建新的连接,然后将系统新生成的socket文件描述符fd返回,这个fd是系统存放所有文件索引的地方

继续往下看,在本地方法中将远程客户的地址以及新建连接的fd写入我们的空壳子java socket中,就等于返回了一个新的客户端连接,其记录了请求连接的地址端口信息还有服务端的地址信息

(底层涉及系统的代码不好看,可以手动创建一个服务端将返回的sock存入一个list进行对比观察,多次请求过来的sock是有不同的fd和sockimpl的)

当有请求connect后,socketAccept就会返回一个socket,sock里面是有输入输出流的

4)处理器

processSocket方法中

SocketWrapper wrapper = new SocketWrapper(socket);

getExecutor().execute(new SocketProcessor(wrapper));

由于交给了线程池处理,方法会很快返回,接收器就能继续下一个socket的连接了

假如说在processSocket中阻塞,我们的接收器就不会接受后面新的请求,这就是bio

5)请求处理过程

SocketWrapper将sock封装成了一个SocketProcessor放入线程池执行

if ((state != SocketState.CLOSED)) {

if (status == null) {

state = handler.process(socket, SocketStatus.OPEN_READ);

} else {

state = handler.process(socket,status);

}

}

Http11Processor在process方法中将socketWrapper中的sock输入输出流获取出来,将sock连接的数据转换成了一个coyote的request

再然后将请求提交给connector的adapter进行业务处理,处理的结果在response中存放

最后在commit的时候,将response调用socket的write方法发送给请求方

6)关闭socket

体现出来的BIO,就是accept方法是一个阻塞方法,但是正真影响使用的并不是这里,阻塞在处理sock的时候,假如有连接连上了没有传数据或者数据很大,那么处理线程会一直等待,而线程是有数量限制的,所以连接占满了就处理不了了,这里才是阻塞关键的地方

连接建立后等待数据的过程是阻塞的才是BIO

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