GeoServer源码解析和扩展 （一）基础篇

一 缘起

    一直在使用GeoServer，从来没关心它的实现。也是GeoServer设计的实在太好，下载，安装，启动页面，根本不费力。这是其一，其二，GeoServer遵循OpenGIS的开放标准WMS，WFS，WCS，这3个标准涵盖了大部分WebGIS基础应用，一般情况下不太需要在服务端做什么开发了。

    那么会不会有不一般的情况呢？如果直接用GeoServer实现业务级别的REST服务是不是会更高效呢？如果搞清楚它的结构遇到奇怪问题时是不是就不必到处求人了呢？如果，也许只是如果，有一天你自己不得不实现一个服务器，今天的学习是不是会有所帮助呢？除去以上原因，难道你就不想知道它是怎么工作的吗？好了，不再废话了，让我们赶快开始吧。

 

二 预备

1）下载源码，我使用的是最新稳定版2.0.2;

2）下载工具，JDK，Eclipse，Maven，SVN，这些东东可以去官网下载；

3）跟着说明，产生Eclipse项目（这个过程比较耗时）；

4）打开项目，会看见下面这些包（其实还有很多插件之类的包，我都删除了）

5）可以从Eclipse启动GeoServer了。

 

如果你已经安装了GeoServer，现在也可以打开它的登陆页面进行操作。

三 结构

    在深入代码之前，先来熟悉一下代码的结构。所有“web”打头的包暂时可以不关心，注意力集中在“platform”，“main”，“ows”，“wfs”，“wcs”，“wms”这6个包上。我简单介绍下它们的关系，下图

展现了包之间的依赖关系，下面的包依赖上面的包，最顶端是“platform”。

    “platform”，“ows”和“main”（这3个完全可以合在一起嘛）包含了GeoServer最基础最核心的类和接口，下面介绍一些重要的类和接口，“wfs”，“wcs”，“wms”将利用这些类来完成具体的功能：

1）platform包的org.geoserver.platform.Service类代表一个具体的服务，例如WMS，它用ID和VERSION来唯一标定，每一个服务都会提供若干操作（Operation）；

2）platform包的org.geoserver.platform.Operation类代表某个服务下可以被请求的操作，例如GetCapabilities，这个类利用Java的反射机制；

3）ows包的org.geoserver.ows.Dispatcher类处理所有OWS的请求，这个类将是我们调试的重点，我们会在后面的章节详细描述它；

4）main包的org.geoserver.catalog.Catalog接口包含资源访问的方法，这些资源有“Layer”，“Layer Group”，“Map”，“Namesapce”，“Resource”，“Store”，“Style”和“Workspace”，我们会在后面对这些资源做详细的讲解，了解了它们就知道GeoServer是如何组织和使用数据的了；

5）main包的org.geoserver.config.GeoServer接口包含访问服务器公共配置信息的方法，我们将会在很多场合看到它；

6）main包里面还有一些描述资源的接口，例如org.geoserver.catalog.LayerInfo代表“Layer”资源，这些接口我们也会在后面的章节逐一介绍。

 

四 第三方库

    GeoServer使用了近百个第三方软件包（丰富第三方软件包也许是Java最迷人也最迷惑人的地方）。下面我会介绍一些我认为比较重要或者比较有趣的：

1）GeoTools可以说是Java语言的GIS标准包，它继承了GeoAPI，一个符合OGC简单要素访问协议（Simple Feature
Access）的Java包，提供了大量GIS操作，包括多种格式的空间数据源访问，地图渲染，空间几何操作，GeoServer的GIS部分完全使用它来实现；

2）SpringFramework是一个程序框架（wiki的解释），GeoServer用它来构建运行时环境，我们会在“main”，“wcs”，“wfs”和“wms”下面看到这样一个文件“applicationContext.xml”，这个文件告诉spring框架需要创建哪些类实例，以及如何创建。下面来看个典型配置：

这是“main”的配置文件的一部分，它构建一个基本的运行环境；

3）FreeMarker是一个模板引擎（官网的定义），用它提供的模板语言，我们可以很容易实现对象模型与输出格式的分离，GeoServer用它来实现某些HTML文本的输出（我觉得GeoServer对FreeMarker的使用还不够充分，我会把所有的文本输出全部交给它来完成）。

五 预演

    本文的最后让我们来看看我们将如何深入GeoServer的代码。方法很简单，就是下断点然后跟踪调试。我们知道WMS里面最基本的方法是GetCapabilities，因此我们在wms包里寻找与“GetCapabilities”相关的内容，很快就发现了类org.vfny.geoserver.wms.responses.WMSCapabilitiesResponse，姑且先不管它是什么反正和GetCapabilities有关，在继续查看了它的代码后，确认“execute”函数是关键。我们启动程序，然后在execute里面下断点,如下图：

现在我们在浏览器里敲入这个地址“http://localhost:8080/geoserver/wms?request=getCapabilities”，回车。程序停留在断点处，这时我们重点来看调用栈，如下图：

我们发现，原来调用是Dispatcher的response方法传递来的。打开Dsipatcher类的代码仔细查看，很快（其实花了我半天的时间）理清了它处理请求的过程，用伪代码描述如下：

 

//解析HTTP请求，创建请求参数

var request = parseRequestParams(requestURL);

//通过SERVICE和VERSION来寻找合适的服务对象

var service = findService(request.SERVICE,request.VERSION);

//创建执行对象

var operation = buildOperation(service,request.REQUEST,request.PARAMS);

//执行操作，返回结果

var result = execute(operation);

//将结果写入返回流

response(result,request,operation);

 

到此我们可以确定Dispatcher类是处理请求的核心，一切就从这里开始。下一章我们将用同样的流程来分析GeoServer，最终我们会完全弄清楚它的工作原理，并且学会如何对它进行扩展。