CAT的Server初始化

程序员文章站 2022-07-15 16:50:20

...

1. Server初始化从web.xml文件开始，作为一个war包项目，首先需要初始化Servlet，首先是CatServlet专门初始化cat相关的server程序，比如接受客户端传过来的数据等等，另一个servlet为MVC专门提供数据查询接口的普通的MVC功能，功能相当于缩小版的SpringMVC。过滤器有两个CatFilter最主要是做一些过滤处理，每次请求经过ENVIRONMENT，ID_SETUP，LOG_CLIENT_PAYLOAD，LOG_SPAN的handle方法，打印一些日志，统计一些信息。DomainFilter主要是对domain进行处理。

2. CatServlet初始化，首先执行父类AbstractContainerServlet的init方法，这是Servlet统一的初始化方法，初始化上下文IOC容器PlexusContainer，在CatServlet中开始准备初始化各模块，在上下文中保存客户端和服务端文件路径，后文会用到。

protected void initComponents(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {
		try {
			ModuleContext ctx = new DefaultModuleContext(getContainer());
			ModuleInitializer initializer = ctx.lookup(ModuleInitializer.class);
			File clientXmlFile = getConfigFile(servletConfig, "cat-client-xml", "client.xml");
			File serverXmlFile = getConfigFile(servletConfig, "cat-server-xml", "server.xml");

			ctx.setAttribute("cat-client-config-file", clientXmlFile);
			ctx.setAttribute("cat-server-config-file", serverXmlFile);
			initializer.execute(ctx);
		} catch (Exception e) {
			m_exception = e;
			System.err.println(e);
			throw new ServletException(e);
		}
	}

执行DefaultModuleInitializer#execute方法，先执行各模块的setup方法，只有CatHomeModule实现了该方法

private void expandAll(ModuleContext ctx, Module[] modules, Set<Module> all) throws Exception {
      if (modules != null) {
         for (Module module : modules) {
            if (module != null && !all.contains(module)) {
               if (module instanceof AbstractModule) {
                  ((AbstractModule) module).setup(ctx);
               }

               expandAll(ctx, module.getDependencies(ctx), all);

               all.add(module);
            }
         }
      }
   }

判断各模块初始化状态，未初始化的进行初始化处理

 expandAll(ctx, modules, all);

         for (Module module : all) {
            if (!module.isInitialized()) {
               executeModule(ctx, module, m_index++);
            }
         }

初始化各个模块，设置初始化状态，AbstractModule#=>AbstractModule#execute，只有CatClientModule和CatHomeModule有具体的执行内容，因为CatClientModule的执行内容前文已经介绍过，可以参考前文。

private synchronized void executeModule(ModuleContext ctx, Module module, int index) throws Exception {
      long start = System.currentTimeMillis();

      // set flag to avoid re-entrance
      module.setInitialized(true);

      info(ctx, index + " ------ " + module.getClass().getName());

      // execute itself after its dependencies
      module.initialize(ctx);

      long end = System.currentTimeMillis();
      info(ctx, index + " ------ " + module.getClass().getName() + " DONE in " + (end - start) + " ms.");
   }

3. 至此主要就是解析CatHomeModule类，首先是它的setup方法，根据之前设置到上下文的服务器文件来初始化ServerConfigManager，初始化TcpSocketReceiver主要用于和客户端之前进行消息通讯，也就是充当netty的服务端，设置服务结束时的关闭钩子，销毁netty的线程池通道，关闭通道等等。

protected void setup(ModuleContext ctx) throws Exception {
		if (!isInitialized()) {
			File serverConfigFile = ctx.getAttribute("cat-server-config-file");
			ServerConfigManager serverConfigManager = ctx.lookup(ServerConfigManager.class);
			final TcpSocketReceiver messageReceiver = ctx.lookup(TcpSocketReceiver.class);

			serverConfigManager.initialize(serverConfigFile);
			messageReceiver.init();

			Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
				@Override
				public void run() {
					messageReceiver.destory();
				}
			});
		}
	}

netty的服务端设置，端口号默认是2280，根据系统选择不同的线程执行方式，设置主线程池m_bossGroup也就是NIO中TCP连接器Selector的作用，保持和客户端之间的通道链接处理，m_workerGroup主要是处理具体的数据的线程池，具体可以参考之前关于Netty的相关文章。

public synchronized void startServer(int port) throws InterruptedException {
		boolean linux = getOSMatches("Linux") || getOSMatches("LINUX");
		int threads = 24;
		ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();

		m_bossGroup = linux ? new EpollEventLoopGroup(threads) : new NioEventLoopGroup(threads);
		m_workerGroup = linux ? new EpollEventLoopGroup(threads) : new NioEventLoopGroup(threads);
		bootstrap.group(m_bossGroup, m_workerGroup);
		bootstrap.channel(linux ? EpollServerSocketChannel.class : NioServerSocketChannel.class);

		bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
			@Override
			protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
				ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();

				pipeline.addLast("decode", new MessageDecoder());
			}
		});

		bootstrap.childOption(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true);
		bootstrap.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true);
		bootstrap.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
		bootstrap.childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT);

		try {
			m_future = bootstrap.bind(port).sync();
			m_logger.info("start netty server!");
		} catch (Exception e) {
			m_logger.error("Started Netty Server Failed:" + port, e);
		}
	}

4. 当消息从客户端发送的时候需要对数据进行编码处理，m_codec.encode(tree, buf);内存块的前四个字节为消息的总长度，先获取当前可写的下标，然后写入长度占位数字0，开始给消息头编码，统计长度

public void encode(MessageTree tree, ByteBuf buf) {
		int count = 0;
		int index = buf.writerIndex();

		buf.writeInt(0); // place-holder
		count += encodeHeader(tree, buf);

		if (tree.getMessage() != null) {
			count += encodeMessage(tree.getMessage(), buf);
		}

		buf.setInt(index, count);
	}

给消息体编码，这里以主要的Transaction类型消息距离，当本次线程只发送一个消息时也就是子消息列表为空，会设置type为A，如果有两个消息的话就会一次设置t，A，T三个type，不同的type也对应不同的encodeLine处理，增加消息时间等等。最后就是统计长度，最后统一覆盖到之前的占位下标。（消息类型Transaction，Event，Trace，Metric，Heartbeat）

public int encodeMessage(Message message, ByteBuf buf) {
		if (message instanceof Transaction) {
			Transaction transaction = (Transaction) message;
			List<Message> children = transaction.getChildren();

			if (children.isEmpty()) {
				return encodeLine(transaction, buf, 'A', Policy.WITH_DURATION);
			} else {
				int count = 0;
				int len = children.size();

				count += encodeLine(transaction, buf, 't', Policy.WITHOUT_STATUS);

				for (int i = 0; i < len; i++) {
					Message child = children.get(i);

					if (child != null) {
						count += encodeMessage(child, buf);
					}
				}

				count += encodeLine(transaction, buf, 'T', Policy.WITH_DURATION);

				return count;
			}
		} else if (message instanceof Event) {
			return encodeLine(message, buf, 'E', Policy.DEFAULT);
		} else if (message instanceof Trace) {
			return encodeLine(message, buf, 'L', Policy.DEFAULT);
		} else if (message instanceof Metric) {
			return encodeLine(message, buf, 'M', Policy.DEFAULT);
		} else if (message instanceof Heartbeat) {
			return encodeLine(message, buf, 'H', Policy.DEFAULT);
		} else {
			throw new RuntimeException(String.format("Unsupported message type: %s.", message));
		}
	}

同样，数据流到达服务端的时候就需要进行解码处理，pipeline.addLast("decode", new MessageDecoder());解码操作在PlainTextMessageCodec#decode，先解码消息头，然后判断是否有可读字节，

public void decode(ByteBuf buf, MessageTree tree) {
		Context ctx = m_ctx.get().setBuffer(buf);

		decodeHeader(ctx, tree);

		if (buf.readableBytes() > 0) {
			decodeMessage(ctx, tree);
		}
	}

先解析出父消息，这个时候前面设置的type就会起到分支的作用，一个消息直接走'A'，两个消息依次走t，A，T，刚好最开始放入栈中的消息为空case 't':stack.push(parent);这个刚好是退出while循环的条件，case 'A':parent.addChild(tran);case 'T':return stack.pop();同时把该设置的子消息设置到父消息中，解析m_durationInMicro时需要减2是因为编码的时候添加了"us"字符串。具体方法在PlainTextMessageCodec#decodeLine中。完整的消息DefaultMessageTree就这样解码完成。

protected void decodeMessage(Context ctx, MessageTree tree) {
		Stack<DefaultTransaction> stack = new Stack<DefaultTransaction>();
		Message parent = decodeLine(ctx, null, stack);

		tree.setMessage(parent);

		while (ctx.getBuffer().readableBytes() > 0) {
			Message message = decodeLine(ctx, (DefaultTransaction) parent, stack);

			if (message instanceof DefaultTransaction) {
				parent = message;
			} else {
				break;
			}
		}
	}

当然在解码之前，会对数据的完整性进行校验，因为每条消息都会有个四字节的长度，所以可读字节数不能小于4，mark暂存数据块的读下标，开始读取消息长度，读下标往后移动了四个位置，现在重置回读取之前的位置reset也就是往前移动了四位，继续校验可读字节数，最后读取消息内容数据块进行解码。解码完成后把数据块保存在DefaultMessageTree中，记录执行数量m_processCount以及其他的统计值，最后开始进行消息处理。

protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf buffer, List<Object> out) throws Exception {
			if (buffer.readableBytes() < 4) {
				return;
			}
			buffer.markReaderIndex();
			int length = buffer.readInt();
			buffer.resetReaderIndex();
			if (buffer.readableBytes() < length + 4) {
				return;
			}
			try {
				if (length > 0) {
					ByteBuf readBytes = buffer.readBytes(length + 4);
					readBytes.markReaderIndex();
					readBytes.readInt();

					DefaultMessageTree tree = (DefaultMessageTree) m_codec.decode(readBytes);

					readBytes.resetReaderIndex();
					tree.setBuffer(readBytes);
					m_handler.handle(tree);
					m_processCount++;

					long flag = m_processCount % CatConstants.SUCCESS_COUNT;

					if (flag == 0) {
						m_serverStateManager.addMessageTotal(CatConstants.SUCCESS_COUNT);
					}
				} else {
					// client message is error
					buffer.readBytes(length);
				}
			} catch (Exception e) {
				m_serverStateManager.addMessageTotalLoss(1);
				m_logger.error(e.getMessage(), e);
			}
		}

5. 执行CatHomeModule#execute方法，初始化消息处理类RealtimeConsumer，初始化配置更新守护线程ConfigReloadTask并且进行启动，根据服务配置类ServerConfigManager的相关配置启动其他的几个守护线程。

public void run() {
		boolean active = true;
		while (active) {
			try {
				m_productLineConfigManager.refreshConfig();
			} catch (Exception e) {
				Cat.logError(e);
			}
			try {
				m_metricConfigManager.refreshConfig();
			} catch (Exception e) {
				Cat.logError(e);
			}

			Transaction t = Cat.newTransaction("ReloadConfig", "router");
			try {
				m_routerConfigManager.refreshConfig();
				t.setStatus(Transaction.SUCCESS);
			} catch (Exception e) {
				Cat.logError(e);
				t.setStatus(e);
			} finally {
				t.complete();
			}

			try {
				m_blackListManager.refreshConfig();
			} catch (Exception e) {
				Cat.logError(e);
			}
			try {
				m_allTransactionConfigManager.refreshConfig();
			} catch (Exception e) {
				Cat.logError(e);
			}
			try {
				Thread.sleep(TimeHelper.ONE_MINUTE);
			} catch (InterruptedException e) {
				active = false;
			}
		}
	}

最后设置服务关闭钩子MessageConsumer#doCheckpoint做一些消息处理的结尾工作，在文件中保存消息数据等等。

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