tomcat 请求分析 Processor和Request复用

参考

Tomcat详解(5)---Connector 分析该文讲解了BIO、NIO下Connector的行为、

前置知识

本文将以BIO,HTTP1.1的视角来阅读源码。
你需要知道Connector的Acceptor线程接收新连接(socket),会创建SocketProcessor来处理后续请求。如果不知道,请阅读:

  1. Tomcat 7 的一次请求分析(一)处理线程的产生
  2. Tomcat 7 的一次请求分析(二)Socket 转换成内部请求对象

本文将讲解接收新连接后,SocketProcessor如何处理后续请求的,以及"Processor"和"Request"的复用。图解如下:


JIoEndpoint.SocketProcessor

在获取新连接后,SocketProcessor是用来处理一次请求的
我们先记住一个概念:

  1. 一个SocketProcessor用来处理一次请求。这次请求结束后,SocketProcessor线程就死亡。下次请求是由另一个SocketProcessor线程处理的。
  2. 上一个SocketProcessor死亡前会创建一个新的SocketProcessor,把与请求参数相关的内存清空(其实就是重置清空Request所有参数,而不是释放内存)连接,并把连接递交给新的SocketProcessor。

我们来看看SocketProcessor.run:

@Override
        public void run() {
            synchronized (socket) {
                try {
                    SocketState state = SocketState.OPEN;
                    ...
                    if ((state != SocketState.CLOSED)) {
                        if (status == null) {
                            state = handler.process(socket, SocketStatus.OPEN_READ);
                        } else {
                            state = handler.process(socket,status);
                        }
                    }
                   ...
                } finally {
                    if (launch) {
                        try {
                            getExecutor().execute(new SocketProcessor(socket, SocketStatus.OPEN_READ));
                        } 
                    ...
                    }
                }
            }
            socket = null;
            // Finish up this request
        }

    }

做的事情概括如下:

  1. handler.process让handler(此处是Http11Protocol.Http11ConnectionHandler)处理具体事务
  2. getExecutor().execute(...)创建一个新的SocketProcessor,交给线程池。
  3. 离开synchronized代码块,结束生命周期。

(synchronized用来对socket进行同步,毕竟会在新旧SocketProcessor之间移交)

然后我们要分析handler.process的行为。

Http11Protocol.Http11ConnectionHandler

其process方法是继承自AbstractProtocol的,我们分析一下:

public SocketState process(SocketWrapper<S> wrapper,
        SocketStatus status) {
    ...

    S socket = wrapper.getSocket();
    ...

    try {
        if (processor == null) {
            processor = recycledProcessors.poll();
        }
        if (processor == null) {
            processor = createProcessor();
        }

        SocketState state = SocketState.CLOSED;
        do {
            ...
            else if (state == SocketState.ASYNC_END) {
                state = processor.asyncDispatch(status);
                getProtocol().endpoint.removeWaitingRequest(wrapper);
                if (state == SocketState.OPEN) {
                    state = processor.process(wrapper);
                }
            }
            ...
            else {
                state = processor.process(wrapper);
            }
        } while (...);

        if (state == SocketState.LONG) {
            ...
        } else if (state == SocketState.OPEN) {
            // In keep-alive but between requests. OK to recycle
            // processor. Continue to poll for the next request.
            connections.remove(socket);
            release(wrapper, processor, false, true);
        } 
        ...
        return state;
    }
    catch (Throwable e) {
        ...
    }
    ...
}

我先说明几个变量/函数的用途,以便讲解:
recycledProcessors是一个并发队列,它所存的元素是用来处理接下来的请求的。通过recycledProcessors.poll();取出一个processor(如果没有则调用createProcessor()创建一个),调用processor.process处理后面的请求,最后再调用release(wrapper, processor, false, true);把其内各个变量重置清空(而不是释放内存。这是为了避免反复申请内存)。


关于release(wrapper, processor, false, true);重置变量这一点,我进一步说明。让我们看下Http11Protocol.Http11ConnectionHandler.release:

public void release(SocketWrapper<Socket> socket,
        Processor<Socket> processor, boolean isSocketClosing,
        boolean addToPoller) {
    processor.recycle(isSocketClosing); // 重置清空变量
    recycledProcessors.offer(processor); // 归还给recycledProcessors,供下次使用
}

关于两行函数调用的作用,我加注释说明了。我们再看recycle的实现。processor类型是Http11Processor,但recycle是在父类AbstractHttp11Processor里实现的:
其函数大致如下:

@Override
public final void recycle(boolean isSocketClosing) {
    getAdapter().checkRecycled(request, response);

    if (.. != null) {
        getXXX().recycle();
    }
    ... = null
    .. = -1;
    .. = false;
    resetErrorState();
    recycleInternal(); // 空
}

@Override
protected void recycleInternal() {
    // Recycle
    this.socketWrapper = null;
    // Recycle ssl info
    sslSupport = null;
}

就是通过调用recycle()、设为-1或false,把一堆变量给重置为初始状态,但涉及数组的内存都没有释放掉。如果你还是不确定recycle()的行为,可自行跟踪查看,没必要在此耗费太多笔墨。

我始终把recycle翻译为“重置清除”,而不是“回收”,是因为“回收”可能会带来误导,让读者以为内存被回收释放了。实际上,为了避免反复申请内存,大部分的变量、数组内存都没释放。

我们取getInputBuffer().recycle();看下源码AbstractInputBuffer.recycle:

public void recycle() {
    // Recycle Request object
    request.recycle();
    ...
}

其中涉及了request的重置。说明Request是会回收,循环利用的

图片总结

总结

该文明确了以下几点:

  1. socket建立后,会在SocketProcessor之间传递,此处SocketProcessor的功能为"worker"
  2. BIO中,每个请求由一个线程处理。一个请求处理完毕,将各个变量重置,交给下一个线程等待调度。
  3. Request、Http11Processor(功能为"processor")都是循环利用的。
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