Tomcat中如何寻找main函数

Apache Tomcat 是一个开源的 Java Servlet 容器，广泛用于部署和运行 Java Web 应用程序。复杂的服务器软件，Tomcat 的启动过程涉及多个组件和类的协同工作。本文将深入探讨 Tomcat 的启动过程，特别是如何找到并理解 Tomcat 的 main 函数。

1. Tomcat 的启动入口

Tomcat 的启动入口通常是通过一个 shell 脚本或批处理文件来调用的。对于大多数用户来说，启动 Tomcat 的命令是 startup.sh（在 Unix/Linux 系统中）或 startup.bat（在 Windows 系统中）。这些脚本最终会调用 Java 命令来启动 Tomcat。

1.1 startup.sh 和 startup.bat

startup.sh 和 startup.bat 是 Tomcat 提供的启动脚本。它们的主要作用是设置环境变量，并调用 catalina.sh 或 catalina.bat 脚本。

• startup.sh（Unix/Linux）：

  #!/bin/sh
  ...
  exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" start "$@"
  

• startup.bat（Windows）：

  @echo off
  ...
  call "%EXECUTABLE%" start %CMD_LINE_ARGS%
  

1.2 catalina.sh 和 catalina.bat

catalina.sh 和 catalina.bat 是 Tomcat 的核心启动脚本。它们负责设置 Java 环境变量、类路径，并最终调用 Java 命令来启动 Tomcat。

• catalina.sh（Unix/Linux）：

  ...
  exec "$_RUNJAVA" $JAVA_OPTS $CATALINA_OPTS \
  -classpath "$CLASSPATH" \
  -Dcatalina.base="$CATALINA_BASE" \
  -Dcatalina.home="$CATALINA_HOME" \
  -Djava.io.tmpdir="$CATALINA_TMPDIR" \
  org.apache.catalina.startup.Bootstrap "$@"
  

• catalina.bat（Windows）：

  ...
  %_EXECJAVA% %JAVA_OPTS% %CATALINA_OPTS% \
  -classpath "%CLASSPATH%" \
  -Dcatalina.base="%CATALINA_BASE%" \
  -Dcatalina.home="%CATALINA_HOME%" \
  -Djava.io.tmpdir="%CATALINA_TMPDIR%" \
  org.apache.catalina.startup.Bootstrap %CMD_LINE_ARGS%
  

从上面的代码可以看出，catalina.sh 和 catalina.bat 最终都会调用 org.apache.catalina.startup.Bootstrap 类的 main 方法。

2. Bootstrap 类的 main 方法

org.apache.catalina.startup.Bootstrap 类是 Tomcat 的启动类，它的 main 方法是 Tomcat 启动的入口点。

2.1 Bootstrap 类的结构

Bootstrap 类位于 org.apache.catalina.startup 包中，其主要职责是初始化 Tomcat 的运行环境，并启动 Catalina 服务器。

public final class Bootstrap {

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

    public static void main(String args[]) {
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        try {
            bootstrap.init();
            bootstrap.start();
        } catch (Throwable t) {
            handleThrowable(t);
            t.printStackTrace();
            System.exit(1);
        }
    }

    private void init() throws Exception {
        // 初始化类加载器
        initClassLoaders();

        // 设置上下文类加载器
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader);

        // 加载 Catalina 类
        Class<?> startupClass = catalinaLoader.loadClass("org.apache.catalina.startup.Catalina");
        Object startupInstance = startupClass.getConstructor().newInstance();

        // 设置 Catalina 实例
        setCatalina(startupInstance);
    }

    private void start() throws Exception {
        // 调用 Catalina 的 start 方法
        Method method = catalinaDaemon.getClass().getMethod("start", (Class[]) null);
        method.invoke(catalinaDaemon, (Object[]) null);
    }

    // 其他方法...
}

2.2 main 方法的工作流程

1. 创建 Bootstrap 实例：main 方法首先创建一个 Bootstrap 类的实例。
2. 初始化：调用 init 方法，初始化类加载器，并加载 Catalina 类。
3. 启动：调用 start 方法，通过反射调用 Catalina 类的 start 方法，启动 Tomcat 服务器。

2.3 init 方法

init 方法的主要任务是初始化类加载器，并加载 Catalina 类。Tomcat 使用自定义的类加载器来加载和管理 Web 应用程序的类。

• initClassLoaders：初始化类加载器，包括 commonLoader、catalinaLoader 和 sharedLoader。
• 加载 Catalina 类：使用 catalinaLoader 加载 org.apache.catalina.startup.Catalina 类，并创建其实例。

2.4 start 方法

start 方法通过反射调用 Catalina 类的 start 方法，启动 Tomcat 服务器。

• 反射调用：通过反射获取 Catalina 类的 start 方法，并调用它。

3. Catalina 类的 start 方法

Catalina 类是 Tomcat 的核心类，负责管理服务器的生命周期。

3.1 Catalina 类的结构

public class Catalina {

    public void start() {
        try {
            // 初始化服务器
            getServer().init();

            // 启动服务器
            getServer().start();

            // 等待服务器停止
            getServer().await();
        } catch (Exception e) {
            log.error("Catalina.start: ", e);
            System.exit(1);
        }
    }

    // 其他方法...
}

3.2 start 方法的工作流程

1. 初始化服务器：调用 Server 的 init 方法，初始化服务器。
2. 启动服务器：调用 Server 的 start 方法，启动服务器。
3. 等待服务器停止：调用 Server 的 await 方法，等待服务器停止。

4. 总结

Tomcat 的启动过程涉及多个组件和类的协同工作。Bootstrap 类的 main 方法是 Tomcat 启动的入口点，它负责初始化类加载器、加载 Catalina 类，并通过反射调用 Catalina 类的 start 方法。Catalina 类则负责管理服务器的生命周期，包括初始化、启动和等待服务器停止。

通过理解 Tomcat 的启动过程，我们可以更好地掌握 Tomcat 的内部工作原理，从而在遇到问题时能够更快地定位和解决问题。