Tomcat的系统架构与工作流程简介-深入分析Java Web技术内幕

Tomcat的系统架构与设计模式

本文主要从Tomcat如何分发请求、如何处理多用户同时请求、它的多级容器是如何协调工作的角度分析Tomcat的工作原理。

1、Tomcat总体结构

Tomcat的两个核心组件：Connector & Container。

多个Connector和一个Container就形成了Service，而Service包括整个Tomcat的生命周期由Server控制。

Connector负责接受请求，Container负责处理这些请求，Service主要负责关联两者，同时会初始化它下面的其他组件。所有组件的声明周期在一个Lifecycle的接口中控制。

Server提供一个接口让其他程序能够访问到这个Service集合，同时要维护它包含的所有Service的生命周期，包括如何初始化、如何结束服务、如何找到别人要访问的Service。

 

(1)、Connector组件

Connector组件主要任务是负责接收浏览器发过来的TCP连接请求，创建一个Request和Response对象分别用于和请求端交换数据。然后产生一个线程来处理这个请求并把产生的Request和Response对象传给处理这个请求的线程，处理这个请求的线程就是Container组件要做的事情了。

HttpConnector启动(start方法)后，进入等待请求的状态，直到一个新的请求到来才会激活它继续执行，这个激活是在HttpProcessor的assign方法中。创建HttpProcessor对象时会把available为false，当请求到来时，将请求的Socket赋给当前处理的Socket，并将available设置为true，这样HttpProcessor的run方法将被激活，接下来会处理这次请求。

当Connector将Socket连接封装成Request和Response对象后，接下来的事情就交给Container来处理了。

 

(2)、Servlet容器Container

Container是容器的父接口，所有子容器都必须实现这个接口，Container容器的设计用的是典型的责任链的设计模式。它由四个子容器组件构成，分别是Engine、Host、Context和Wrapper，这四个组件是父子关系，前者包含后者。

通常一个Servlet class 对应一个Wrapper。

A、容器的总体设计

Context还可以定义在父容器Host中，Host不是必需的，但是要运行war程序，就必需要用Host，因为war中必有web.xml文件，这个文件的解析就需要Host。如果要有多个Host就要定义一个top容器Engine。而Engine没有父容器了，一个Engine代表一个完整的Servlet引擎。

 

B、Engine容器

Engine容器只定义了一些基本的关联关系，标准实现类是StandardEngine。只能添加Host类型的子容器，初始化方法是初始化和它相关联的组件，以及一些事件的监听。

C、Host容器

Host是Engine的子容器，一个Host在Engine中代表一个虚拟主机，这个虚拟主机的作用就是运行多个应用，它负责安装和展开这些应用，并且标识这个应用以便能够区分它们。它的子容器通常是Context，它除了关联子容器外，还有就是保存一个主机应该有的信息。

D、Context容器

Context代表Servlet的Context，它具备了Servlet运行的基本环境。Context最重要的功能就是管理它里面的Servlet实例，Servlet实例在Context中是以Wrapper出现的。

Context准备Servlet的运行环境是从Start方法开始的，主要作用是设置各种资源属性和管理组件，还有一个非常重要的作用是启动子容器和Pipeline。

注：reloadable设置为true时，war被修改后Tomcat会自动重新加载这个应用。这个功能是在StandardContext的backgroundProcess方法中实现的，其实就是调用reload方法(先调用stop在调用start)，完成Context的一次重新加载(这个方法是周期调用的，运行在一个后台线程中)。

E、Wrapper容器

Wrapper代表一个Servlet，它负责管理一个Servlet，包括Servlet的装载、初始化、执行及资源回收。Wrapper是最底层的容器了，没有子容器了。

Wrapper的实现类是StandardWrapper，该类还实现了拥有一个Servlet初始化信息的ServletConfig。Servlet可以获得的信息都在StandardWrapperFacade里封装，这些信息又是在StandardWrapper对象中拿到的，所以Servlet可以通过ServletConfig拿到有限的容器的信息。

当Servlet被初始化完成后，就等着StandardWrapperValve去调用它的Service方法了，调用Service方法之前要调用Servlet所有的filter。

 

(3) 其他组件

安全组件security，日志组件logger，session，mbeans，naming

 

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下篇Servlet工作原理：https://blog.csdn.net/zangdaiyang1991/article/details/85044088

 

以上时序图来自《深入分析Java Web技术内幕》

参考书籍：

《深入分析Java Web技术内幕》