Tomcat源码解析之Web请求与处理

前言

Tomcat 是一个流行的Web应用服务器，也是一个开源项目。对于二次开发者，学习Tomcat的源码是非常有益的。本文将对Tomcat的Web请求与处理进行深入的源码解析。

一、Tomcat的主要入口

Tomcat的Http处理入口是由org.apache.catalina.core.StandardHostValve类的invoke方法实现的。该方法会处理HTTP请求并将请求交给下一个处理节点。

public void invoke(Request request, Response response) throws IOException, ServletException {
    long t1=System.currentTimeMillis();
    if (!request.isAsync()) {
        request.setStartTime(t1);
    }
    getNext().invoke(request, response);
    if (!response.isClosed()) {
        long t2 = System.currentTimeMillis();
        response.setLastActiveTime(t2);
        if (!request.isAsync()) {
            processingTime+=t2-t1;
        }
        status(request, response);
    }
}

如上所示，通过getNext()方法，请求被传递到下一个处理节点。

二、Tomcat的请求处理流程

Tomcat中，一个HTTP请求的处理流程可以分为以下几个步骤：

1. 协议解析

在Tomcat中，HTTP请求的协议解析是由org.apache.coyote.http11.Http11Processor类实现的。Http11Processor类负责将请求解析成为Tomcat内部表示HTTP请求的Request对象，并将其传递给它的下一个处理节点。

2. 连接器和容器的处理

在Tomcat中，一个HTTP请求的处理不仅仅是由Tomcat本身来完成，还可能涉及到其他组件的处理。例如，可以通过configure方法进行安全控制、初始化Session等操作。

3. 上下文处理

在Tomcat中，每个Web应用都对应着一个Context对象。Tomcat会通过Context的相关方法，根据请求的url路径来找到对应的Servlet对象。例如，Tomcat会通过Context的findServletMapping方法找到url路径与Servlet名称的映射关系，并从Context中获取对应的Servlet对象。

4. Servlet处理

Servlet容器的核心就是处理Servlet的请求。在Tomcat中，Servlet请求的处理是由org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain类实现的。ApplicationFilterChain类维护了一组过滤器，并负责将请求传递给适当的Servlet对象，然后等待Servlet返回响应，最终将响应传递回客户端。

5. 响应处理

在Tomcat中，响应的处理是由org.apache.coyote.http11.Http11Processor类实现的。Http11Processor类将响应包装成为Tomcat内部表示HTTP响应的Response对象，然后通过HttpResponse的sendHeaders方法发送响应头信息并写入响应体。

三、示例1：实现自定义的过滤器

下面的代码实现了自定义的过滤器，来演示Tomcat的HTTP请求处理的过滤器链原理：

public class MyFilter1 implements Filter {
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("my filter 1 before");
        chain.doFilter(request, response); // 继续执行下一个过滤器
        System.out.println("my filter 1 after");
    }
    public void destroy() {}
}

通过上述代码，我们可以了解到：在执行doFilter方法之前，MyFilter1在控制台打印my filter 1 before，并将请求传递给下一个过滤器，最后在执行完doFilter方法后，MyFilter1还会在控制台打印my filter 1 after。 这是一个过滤器链的设计原则。

四、示例2：自定义错误页面

编写Tomcat插件时，自定义错误页面与错误处理非常重要。Tomcat的自定义错误页面是通过org.apache.catalina.core.ErrorReportValve类实现的。

例如，以下代码演示了如何自定义404 Not Found错误页面：

<error-page>
    <error-code>404</error-code>
    <location>/404.jsp</location>
</error-page>

上述代码将404错误码重定向到Web应用的根目录下的404.jsp页面。

五、总结

本文对Tomcat的Web请求与处理进行了深入的源码解析，并通过示例演示了过滤器的使用和自定义错误页面的实现方法。希望能够帮助开发者更好地理解Tomcat的源码，从而提升相关开发技能。