20171106 Tomcat（一）

Java语言介绍

Java EE和Tomcat

Tomcat的主要配置

Tomcat的管理工具

Tomcat的反向代理

一、Java语言介绍

（一）Java的特征

面向对象
write once, run anywhere：一次编译，任何处运行
jdk：包含类库(API)、开发工具(javac)、JVM

（二）Java的三个方向

JAVA SE：标准版
JAVA EE：企业版，可以视为JAVA SE增加一些企业级功能模块
JAVA ME：移动版

（三）jdk与openjdk

2006年Sun开源了jdk，建立了openjdk组织
openjdk与jdk接口兼容，可以按照需求选择
当前有openjdk 1.6, 1.7, 1.8版本，对应oracle jdk的相应版本

（四）Java代码的运行

*.java(source code) --> javac --> *.class(bytecode)
javac程序将java源码文件编译为字节码的java类文件
jvm：class loader，加载程序的类文件，及程序的类文件依赖到的其它的类文件而后运行；整个运行表现为一个jvm进程

（五）java技术体系

Java编程语言
Java Class文件格式
Java API
Java VM

（六）JVM运行时区域

方法区：线程共享，用于存储被JVM加载的class信息、常量、静态变量、方法等
堆：用于存储对象，是jvm所管理的内存中占用空间最大的一部分，也是GC（垃圾回收）管理的主要区域；
Java栈：线程私有，存储线程自己的局部变量
PC寄存器：线程私有的内存空间，程序的指令指针
本地方法栈：

（七）jdk的安装

（1）openjdk的安装

java-VERSION-openjdk：核心包
java-VERSION-openjdk-headless：运行时环境包
java-VERSION-openjdk-devel：开发包

yum install java-1.8.0-openjdk-devel
java -version     // 查看当前java环境

（2）oracle jdk的安装

rpm -ivh jdk-8u151-linux-x64.rpm
vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/latest
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
. /etc/profile.d/java.sh 
java -version

二、Java EE和Tomcat

（一）Java EE中的关键模块

Servlet：Java编写的服务器端程序，主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容
- servlet container：容器，提供servlet功能的服务器
- servlet engine：实现具体功能的servlet实例
JSP：Java Server Pages，是一种实现普通静态HTML 和动态 HTML 混合编码的技术；
- 特点：借助内容和外观的分离，页面制作中不同性质的任务可以方便地分开：由页面设计者进行 HTML设计，同时留出供 Servlet 程序员插入动态内容的空间
```
TITLE

...
<%
... java code...          // 插入动态内容，实现前端与后端的分离
%>
```
jsp与servlet的转换关系：
.jsp -->jasper--> .java --> javac --> .class --> jvm
- 基于jasper将静态输出的数据转为java代码进行输出，结果为servlet规范的代码
- javac工具将servlet代码编译为类文件，再把类文件加载到jvm中运行
- jsp的作用在于解决servlet处理html时的复杂性，将前端与后端的工作分离。运行时通过jasper将jsp翻译为标准的java源代码，再按照标准的java代码运行过程工作。

（二）Tomcat

Tomcat是一个servlet container，实现了Java EE中servlet, jsp部分，故其只是Java EE的部分实现
Tomcat是由Sun开发的Java Web Server(Java EE的最早实现)与ASF开发的JServ项目合并后产生的
当前的Tomcat项目是在Tomcat 4.0（代号：Catalina）的基础上不断完善发展起来的，故Tomcat中很多地方仍旧能够看到单词catalina的痕迹

（三）Java EE的实现简介

商业实现：
WebSphere, WebLogic, Oc4j, Glassfish, Geronimo, JOnAS, JBoss
开源实现：
Tomcat, Jetty, Resin

（四）Tomcat的安装

（1）yum安装

yum install tomcat tomcat-docs-webapp tomcat-admin-webapps tomcat-webapps
systemctl start tomcat

（2）官网下载二进制压缩包，解压缩安装

tar xf apache-tomcat-7.0.82.tar.gz -C /usr/local/
cd /usr/local/
ln -sv apache-tomcat-7.0.82/ tomcat
useradd tomcat
setfacl -R -m u:tomcat:rwx ./tomcat/
vim /etc/profile.d/tomcat.sh
  export CATALINA_BASE=/usr/local/tomcat
  export PATH=$CATALINA_BASE/bin:$PATH
. /etc/profile.d/tomcat.sh 
. catalina.sh start     // tomcat由java编写，使用脚本运行将tomcat运行在jvm中

（五）Tomcat的程序环境

（1）tomcat的目录结构

bin：脚本及启动时用到的类
conf：配置文件目录
lib：库文件，Java类库，jar
logs：日志文件目录
temp：临时文件目录
webapps：webapp的默认目录
work：工作目录，存放编译后的字节码文件

（2）catalina.sh --help

run：前台模式启动
run -security：带安全管理的前台模式启动
start：后台模式启动
start -security：带安全管理的后台模式启动
stop：关闭
stop n：等待n秒后关闭
stop -force：强行关闭
stop n -force：等待n秒后，强行关闭
configtest：检查配置
version：查询版本

（3）rpm包安装的程序环境

配置文件目录：/etc/tomcat
主配置文件：server.xml
webapps存放位置：/var/lib/tomcat/webapps/
examples
manager
host-manager
docs
Unit File：tomcat.service
环境配置文件：/etc/sysconfig/tomcat

三、Tomcat的主要配置

（一）tomcat的配置文件构成

server.xml：主配置文件
web.xml：每个webapp只有“部署”后才能被访问，它的部署方式通常由web.xml进行定义，其存放位置为WEB-INF/目录中；此文件为所有的webapps提供默认部署相关的配置
context.xml：每个webapp都可以使用的配置文件，它通常由专用的配置文件context.xml来定义，其存放位置为WEB-INF/目录中；此文件为所有的webapps提供默认配置
tomcat-users.xml：用户认证的账号和密码文件；角色（role），用户（user）；此文件在tomcat启动时被装入内存
catalina.policy：当使用-security选项启动tomcat时，用于为tomcat设置安全策略
catalina.properties：Java属性的定义文件，用于设定类加载器路径，以及一些与JVM调优相关参数
logging.properties：日志系统相关的配置

（二）tomcat主配置文件：server.xml

文件结构：

每一个组件都由一个Java“类”实现，这些组件大体可分为以下几个类型：
顶级组件：Server
服务类组件：Service
连接器组件：http, https, ajp(apache jserv protocol)
容器类：Engine, Host, Context
被嵌套类：valve, logger, realm, loader, manager, ...
集群类组件：listener, cluster, ...

（三）JSP WebAPP的组织结构

index.jsp：主页
WEB-INF/：当前webapp的私有资源路径；通常用于存储当前webapp的web.xml和context.xml配置文件
META-INF/：类似于WEB-INF/
classes/：类文件，当前webapp所提供的类
lib/：类文件，当前webapp所提供的类，被打包为jar格式

（四）webapp归档格式

.war：webapp
.jar：EJB的类打包文件（类库）
.rar：资源适配器类打包文件
.ear：企业级webapp

（五）部署(deploy)webapp的相关操作

部署步骤：
- 将webapp的源文件放置于目标目录（网页程序文件存放目录）
- 配置tomcat服务器能够基于web.xml和context.xml文件中定义的路径来访问此webapp
- 将其特有的类和依赖的类通过class loader装载至JVM
部署有两种方式：
- 自动部署：auto deploy
- 手动部署：
  冷部署：把webapp复制到指定的位置，而后才启动tomcat
  热部署：在不停止tomcat的前提下进行部署
部署工具：manager, ant脚本, tcd(tomcat client deployer)等
undeploy：拆除（反部署），停止webapp，并从tomcat实例上卸载webapp
实验1：实现一个最简单的webapp部署操作

mkdir -pv /var/lib/tomcat/webapps/test/{WEB-INF,classes,lib}
vim /var/lib/tomcat/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" %>          // 声明使用的语言
<%@ page import="java.util.*" %>     // 声明引用的类

        
        Test Page
        
        
        <% out.println("hello world");
        %>
        

service tomcat restart

登录http:// 192.168.136.229:8080/test，成功显示预期结果

使用tree命令查看/var/cache/tomcat/work/Catalina/localhost/test目录下的结构，可以看到index.jsp文件先通过jasper转化为.java源码文件，继而通过javac编译为.class类文件并被送入jvm中执行

（六）tomcat的常用组件配置

（1）Server组件：

代表tomcat instance，即表现出的一个java进程
监听在8005端口，只接收“SHUTDOWN”——建议将监听端口设为-1，取消shutdown功能
各server监听的端口不能相同，因此，在同一物理主机启动多个实例时，需要修改其监听端口为不同的端口

（2）Service组件：

用于实现将一个或多个connector组件关联至一个engine组件

（3）Connector组件：

负责接收请求，常见的有三类http/https/ajp(apache jserv protocol)
进入tomcat的请求可分为两类：
(1) standalone : 请求来自于客户端浏览器
(2) 由其它的web server反代：来自前端的反代服务器
nginx --> http connector --> tomcat
httpd(proxy_http_module) --> http connector --> tomcat
httpd(proxy_ajp_module) --> ajp connector --> tomcat
属性：
- 默认存在
  port="8080"
  protocol="HTTP/1.1"
  connectionTimeout="20000" // 单位：毫秒
  address：监听的IP地址；默认为本机所有可用地址
- 可以添加的属性
  maxThreads：最大并发连接数，默认为200
  enableLookups：是否启用DNS查询功能，建议关闭
  acceptCount：等待队列的最大长度
  secure
  sslProtocol

（4）Engine组件：

Servlet实例，即servlet引擎，其内部可以一个或多个host组件来定义站点；通常需要通过defaultHost来定义默认的虚拟主机
属性：
name
defaultHost
jvmRoute：与基于cookie的session sticky有关

（5）Host组件：

位于engine内部用于接收请求并进行相应处理的主机或虚拟主机，示例：
常用属性说明：
(1) appBase：此Host的webapps的默认存放目录，指存放非归档的web应用程序的目录或归档的WAR文件目录路径；可以使用基于$CATALINA_BASE变量所定义的路径的相对路径
(2) autoDeploy：在Tomcat处于运行状态时，将某webapp放置于appBase所定义的目录中时，是否自动将其部署至tomcat
实验2：实现在非默认webapps部署目录存放webapp文件

vim /etc/tomcat/server.xml     // 创建虚拟主机


mkdir -pv /app/webapps/ROOT/{WEB-INF,lib,classes}
vim /app/webapps/ROOT/index.jsp
<%@ page language="java" %>
<%@ page import="java.util.*" %>

        
        Test Page
        
        
        <% out.println("hellopeiyang test page");
        %>
        

service tomcat restart

（6）Context组件:

实现别名的功能：如下，当url为/PATH时，自动寻找磁盘上/PATH/TO/SOMEDIR的文件
实验3：在实验2的基础上，实现使用context组件

cp -r /app/webapps/ROOT/ /app/data/

vim /etc/tomcat/server.xml

        


vim /app/data/index.jsp
<%@ page language="java" %>
<%@ page import="java.util.*" %>

        
        Test Page
        
        
        <% out.println("hellopeiyang another test page");
        %>
        


service tomcat restart

（7）Valve组件：

定义访问日志：org.apache.catalina.valves.AccessLogValve

定义访问控制：org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve

实验4：在实验3的基础上，使用valve组件实现定制访问日志和访问控制

vim /etc/tomcat/server.xml     // 位置在Host组件语句块中



service tomcat restart
tail /var/log/tomcat/node1_access_log.2017-11-07.log

日志内容存放在/var/log/tomcat/下定义名称的日志文件中

192.168.136.129的主机无法访问

非192.168.136.129的主机可以访问

四、Tomcat的管理工具

（一）tomcat管理工具的使用角色(role)

manager-gui：允许查看图形管理界面和服务器状态界面
manager-script：允许通过文本接口管理和查看服务器状态界面
manager-jmx ：允许通过JMX代理管理和查看服务器状态界面
manager-status：只允许查看服务器状态界面

（二）授权用户manager-gui角色

vim /etc/tomcat/tomcat-users.xml 



service tomcat restart

红框中的为三个管理工具页面的连接，从上之下依次为：服务器状态，管理应用，虚拟主机管理

网络应用管理页面

服务器状态管理页面

（三）授权用户admin-gui角色

vim /etc/tomcat/tomcat-users.xml 
service tomcat restart


     // 用户hellopeiyang同时拥有manager-gui和admin-gui角色

虚拟主机管理页面

五、Tomcat的反向代理

（一）nginx反向代理至tomcat

转发过程：client (http) --> nginx (reverse proxy)(http) --> tomcat (http connector)

vim /etc/nginx/nginx.conf
server {
        listen       80 default_server;
        index        index.jsp index.html;
        root         /usr/share/tomcat/webapps/ROOT;
        location ~* \.(jsp|do)$  {
                proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }
    }

nginx -t
nginx -s reload

直接登录192.168.136.230，通过80端口成功访问tomcat服务器

（二）httpd通过http协议反向代理至tomcat

转发过程：client (http) --> httpd (proxy_http_module)(http) --> tomcat (http connector)

vim /etc/httpd/conf.d/tomcat.conf

        ServerName node1.hellopeiyang.com
        ProxyRequests Off
        ProxyVia On
        ProxyPreserveHost On
        
                Require all granted
        
        ProxyPass / http://127.0.0.1:8080/
        ProxyPassReverse / http://127.0.0.1:8080/
        
                Require all granted
        

httpd -t
systemctl restart httpd