tomcat堆栈中10大常见线程详解

比眉伴天荒 2023-02-16 00:46 1阅读 0赞

Tomcat作为一个服务器来讲，必然运行着很多的线程，而每一个线程究竟是干什么的，这个需要非常的清楚，无论是打印断点，还是通过jstack进行线程栈分析，这都是必须要掌握的技能。 本文带你基于Tomcat7，8，9的版本，识别Tomcat堆栈中的线程。

### ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NtYXJ0X2Fu_size_16_color_FFFFFF_t_70][] ###

### 1、main线程 ###

main线程是tomcat的主要线程，其主要作用是通过启动包来对容器进行点火：

main线程一路启动了Catalina，StandardServer\[8005\]，StandardService\[Catalina\]，StandardEngine\[Catalina\]

engine内部组件都是异步启动，engine这层才开始继承ContainerBase，engine会调用父类的startInternal()方法，里面由startStopExecutor线程提交FutureTask任务，异步启动子组件StandardHost，

StandardEngine\[Catalina\].StandardHost\[localhost\]

main->Catalina->StandardServer->StandardService->StandardEngine->**StandardHost**，黑体开始都是异步启动。

->启动Connector

main的作用就是把容器组件拉起来，然后阻塞在8005端口，等待关闭。

### ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NtYXJ0X2Fu_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][] ###

### 2、localhost-startStop线程 ###

Tomcat容器被点火起来后，并不是傻傻的按照次序一步一步的启动，而是在engine组件中开始用该线程提交任务，按照层级进行异步启动，对于每一层级的组件都是采用startStop线程进行启动，我们观察一下idea中的线程堆栈就可以发现：启动异步，部署也是异步

![1584196385034][]

这个startstop线程实际代码调用就是采用的JDK自带线程池来做的，启动位置就是ContainerBase的组件父类的startInternal()：

![1584196048806][]

因为从Engine开始往下的容器组件都是继承这个ContainerBase，所以相当于每一个组件启动的时候，除了对自身的状态进行设置，都会启动startChild线程启动自己的孩子组件。

而这个线程仅仅就是在启动时，当组件启动完成后，那么该线程就退出了，生命周期仅仅限于此。

### 3、AsyncFileHandlerWriter线程 ###

日志输出线程：

![1584196714178][]

顾名思义，该线程是用于异步文件处理的，它的作用是在Tomcat级别构架出一个输出框架，然后不同的日志系统都可以对接这个框架，因为日志对于服务器来说，是非常重要的功能。

如下，就是juli的配置：

![1584196877893][]

该线程主要的作用是通过一个LinkedBlockingDeque来与log系统对接，该线程启动的时候就有了，全生命周期。

### 4、ContainerBackgroundProcessor线程 ###

Tomcat在启动之后，不能说是死水一潭，很多时候可能会对Tomcat后端的容器组件做一些变化，例如部署一个应用，相当于你就需要在对应的Standardhost加上一个StandardContext，也有可能在热部署开关开启的时候，对资源进行增删等操作，这样应用可能会重新reload。

也有可能在生产模式下，对class进行重新替换等等，这个时候就需要在Tomcat级别中有一个线程能实时扫描Tomcat容器的变化，这个就是ContainerbackgroundProcessor线程了：

（本地源码StandardContext类的5212行启动）

![1584200549363][]

我们可以看到这个代码，也就是在ContainerBase中：

![1584200704730][]

这个线程是一个递归调用，也就是说，每一个容器组件其实都有一个backgroundProcessor，而整个Tomcat就点起一个线程开启扫描，扫完儿子，再扫孙子（实际上来说，主要还是用于StandardContext这一级，可以看到StandardContext这一级：

![1584201033048][]

![1584201068001][]

我们可以看到，每一次backgroundProcessor，都会对该应用进行一次全方位的扫描，这个时候，当你开启了热部署的开关，一旦class和资源发生变化，立刻就会reload。

**tomcat9中已经被Catalina-Utility线程替代。**

### 5、acceptor线程 ###

Connector(实际是在**AbstractProtocol**类中)初始化和启动之时，启动了Endpoint，Endpoint就会启动**poller**线程和**Acceptor**线程。Acceptor底层就是ServerSocket.accept()。返回Socket之后丢给NioChannel处理,之后通道和poller线程绑定。

***acceptor->poller->exec***

无论是NIO还是BIO通道，都会有Acceptor线程，该线程就是进行socket接收的，它不会继续处理，如果是NIO的，无论是新接收的包还是继续发送的包，直接就会交给Poller，而BIO模式，Acceptor线程直接把活就给工作线程了：

![1584238520638][]

如果不配置，Acceptor线程默认开始就开启1个，后期再随着压力增大而增长：

![1584238658710][]

上述启动代码在AbstractNioEndpoint的startAcceptorThreads方法中。

### 6、ClientPoller线程 ###

NIO和APR模式下的Tomcat前端，都会有Poller线程：

![1584238019629][]

对于Poller线程实际就是继续接着Acceptor进行处理，展开Selector，然后遍历key，将后续的任务转交给工作线程（exec线程），起到的是一个缓冲，转接，和NIO事件遍历的作用，具体代码体现如下（NioEndpoint类）：

![1584238272139][]

上述的代码在NioEndpoint的startInternal中，默认开始开启2个Poller线程，后期再随着压力增大增长，可以在Connector中进行配置。

### 7、exe线程（默认10个） ###

也就是SocketProcessor线程，我们可以看到，上述几个线程都是定义在NioEndpoint内部线程类。NIO模式下，Poller线程将解析好的socket交给SocketProcessor处理，它主要是http协议分析，攒出Response和Request，然后调用Tomcat后端的容器：

![1584239277914][]

![1584239091296][]

该线程的重要性不言而喻，Tomcat主要的时间都耗在这个线程上，所以我们可以看到Tomcat里面有很多的优化，配置，都是基于这个线程的，尽可能让这个线程减少阻塞，减少线程切换，甚至少创建，多利用。

下面就是NIO模式下创建的工作线程：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NtYXJ0X2Fu_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

实际上也是JDK的线程池，只不过基于Tomcat的不同环境参数，对JDK线程池进行了定制化而已，本质上还是JDK的线程池。

### 8、NioBlockingSelector.BlockPoller（默认2个） ###

Nio方式的Servlet阻塞输入输出检测线程。实际就是在Endpoint初始化的时候启动selectorPool，selectorPool再启动selector，selector内部启动BlokerPoller线程。

![1584242888071][]

该线程在前面的NioBlockingPool中讲得很清楚了，其NIO通道的Servlet输入和输出最终都是通过NioBlockingPool来完成的，而NioBlockingPool又根据Tomcat的场景可以分成阻塞或者是非阻塞的，对于阻塞来讲，为了等待网络发出，需要启动一个线程实时监测网络socketChannel是否可以发出包，而如果不这么做的话，就需要使用一个while空转，这样会让工作线程一直损耗。

只要是阻塞模式，并且在Tomcat启动的时候，添加了—D参数 org.apache.tomcat.util.net.NioSelectorShared 的话，那么就会启动这个线程。

大体上启动顺序如下：

//bind方法在初始化就完成了
    Endpoint.bind(){
        //selector池子启动
        selectorPool.open(){
            //池子里面selector再启动
             blockingSelector.open(getSharedSelector()){
                 //重点这句
                  poller = new BlockPoller();
                  poller.selector = sharedSelector;
                  poller.setDaemon(true);
                  poller.setName("NioBlockingSelector.BlockPoller-"+       (threadCounter.getAndIncrement()));
                 //这里启动
                  poller.start();
             }
        }
    }

### 9、AsyncTimeout线程 ###

该线程为tomcat7及之后的版本才出现的，注释其实很清楚，该线程就是检测异步request请求时，触发超时，并将该请求再转发到工作线程池处理（也就是Endpoint处理）。

![1584243575318][]

AsyncTimeout线程也是定义在**AbstractProtocol**内部的，在start()中启动。AbstractProtocol是个极其重要的类，**他持有*Endpoint*和*ConnectionHandler***这两个tomcat前端非常重要的类

![1584243290669][]

### 10、其他线程（例如ajp相关线程） ###

ajp工作线程处理的是ajp协议的相关请求，这个请求主要是用于http apache服务器和tomcat之间的数据交换，该数据交换用的就是ajp协议，和exec工作线程差不多，默认也是启动10个，端口号是8009。优化时如果没有用到http apache的话就可以把这个协议关掉。

Tomcat本身还有很多其它的线程，远远不止这些，例如如果开启了sendfile，那么对sendfile就是开启一个线程来进行操作，这种功能的线程开启还有很多。

Tomcat作为一款优秀的服务器，不可能就只有1个线程，而是多个线程之间相互配合完成功能，而且很多功能尽量异步处理，尽可能的减少线程切换。所以线程并不是越多越好，因此线程的控制也尤为关键。

**以上线程的源码分析详细讲解请查看以下文档**

[https://smartan123.github.io/book/?file=001-%E6%80%A7%E8%83%BD%E4%BC%98%E5%8C%96/002-%E6%80%A7%E8%83%BD%E4%BC%98%E5%8C%96%E8%A7%A3%E5%86%B3%E6%96%B9%E6%A1%88/0021-tomcat%E6%80%A7%E8%83%BD%E4%BC%98%E5%8C%96][https_smartan123.github.io_book_file_001-_E6_80_A7_E8_83_BD_E4_BC_98_E5_8C_96_002-_E6_80_A7_E8_83_BD_E4_BC_98_E5_8C_96_E8_A7_A3_E5_86_B3_E6_96_B9_E6_A1_88_0021-tomcat_E6_80_A7_E8_83_BD_E4_BC_98_E5_8C_96]

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