Tomcat 基础知识

1、Tomcat是什么

1、免费开放源代码的Web应用服务器，属于轻量级服务器
2、在并发不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP程序的首选

2、Tomcat 的缺省端口是多少，咋样修改

1、找到Tomcat目录下的conf文件夹
2、进入conf文件夹里找到server.xml文件
3、打开server.xml文件
4、在server.xml文件里面找到下列信息
5、把COnnector标签的8080端口修改即可

<Service name="Catalina>
<Connector prot="8080" protocol="HTTP/1.1"
	connectionTimeout="20000"
	redirectPort="8443" />

3、Tomcat 有哪几种Connector运行模式（优化）

有三种运行模式

• BIO:同步并阻塞 一个线程处理一个请求。缺点：并发量高时，线程数较多，浪费资源。

  • Tomcat7或以下，在Linux系统中默认使用这种方式。
  • 配置项：protocol=“HTTP/1.1”

• NIO:同步并阻塞IO

  • 利用Java的异步IO处理 ，可以通过少量的线程处理大量的请求，可以复用同一个线程处理多个connection(多路复用)。
  • Tomcat8在Linux系统中默认使用这种方式。Tomcat7必须修改Connector配置来启动。
  • 配制项：protocol=“org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol”
  • 我们常用的Jetty，Mina，ZooKeeper等都是基于Java nio实现。

• APR:即Apache Portable Runtime，从操作系统层面解决io阻塞问题。AIO方式，异步非阻塞IO(Java NIO2又叫AIO)主要与NIO的区别主要是操作系统的底层区别。

  • NIO就是多次试探请求，并执行；AIO则是等待执行。
  • 需在本地服务器安装APR库。Tomcat7或Tomcat8在Win7或以上的系统中启动默认使用这种方式。Linux如果安装了apr和native，Tomcat直接启动就支持apr。

4、Tomcat有几种部署方式

• 利用Tomcat的自动部署。

  • 把web应用拷贝到webapps目录。Tomcat在启动时会加载该目录下的应用，并将编译后的结果放入work目录下。

• 使用Manager App控制台部署。

  • 在tomcat主页点击"Manager App"进入应用管理控制台，可以指定一个web应用的路径或war文件。

• 修改conf/server.xml文件部署。

  • 修改conf/server.xml文件，增加Context节点可以部署应用。

• 增加自定义的Web部署文件。

  • 在conf/Catalina/localhost/路径下增加 xyz.xml文件，内容是Context节点，可以部署应用。

4、Tomcat容器是如何创建servlet类实例？用到了什么原理？

• 当容器启动时，会读取在webapps目录下所有的web应用中的web.xml文件，然后对 xml文件进行解析，并读取servlet注册信息。然后，将每个应用中注册的servlet类都进行加载，并通过反射的方式实例化。(有时候也是在第一次请求时实例化)

• 在servlet注册时加上1如果为正数，则在一开始就实例化，如果不写或为负数，则第一次请求实例化。

5、Tomcat工作模式

• 1、独立的servlet容器，servlet容器是web服务器的一部分；

• 2、进程内的servlet容器，servlet容器是作为web服务器的插件和Java容器的实现，web服务器插件在内部地址空间打开一个jvm使得Java容器在内部得以运行。反映速度快但伸缩性不足；

• 3、进程外的servlet容器，servlet容器运行于web服务器之外的地址空间，并作为web服务器的插件和Java容器实现的结合。反映时间不如进程内但伸缩性和稳定性比进程内优；

• 进入Tomcat的请求可以根据Tomcat的工作模式分为如下两类：

  • Tomcat作为应用程序服务器：请求来自前端的web服务器，这可能是Apache，IIS，Nginx等；
  • Tomcat作为独立服务器：请求来自于web浏览器；

6、Tomcat顶层架构

Tomcat 中最顶层的容器是Server，代表整个服务器。一个Server可以包含至少一个Service，即可以包含多个Service，用于具体服务。

Service主要包含两个部分：Connector和Container两个核心组件。

• Connector用于处理连接相关的事情，并提供Socket与Request请求和Response响应相关的转化；
• Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求。

一个Tomcat中只有一个Server，一个Server可以包含多个Service，一个Service只有一个Container，但是可以有多个Connector，这是因为一个服务可以有多个连接；如同时提供Http和Https链接，也可以提供相同协议不同端口的连接。

多个Connector和一个Container就形成了一个 Service，有了Service就可以对外提供服务了，但是Service还要一个生存的环境，必须要有人能够给她生命，掌握起生死大权，那就非Server莫属了！所以整个Tomcat的生命周期有Server控制。

另外，上述的包含关系或者说是父子关系，都可以在tomcat和conf目录下的server.xml配置文件中看出。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />

  <GlobalNamingResources>
    <Resource name="UserDatabase" auth="Container"
              type="org.apache.catalina.UserDatabase"
              description="User database that can be updated and saved"
              factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"
              pathname="conf/tomcat-users.xml" />
  </GlobalNamingResources>

  <Service name="Catalina">
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
    <Connector port="9009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
      <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
        <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
               resourceName="UserDatabase"/>
      </Realm>

      <Host name="localhost"  appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
</Server>

Server标签设置的端口号为8005，shotdown=“SHUTDOWN”，表示在8005端口监听"SHUTDOWN"命令，如果接收到了就会关闭Tomcat。一个Server一个Service，当然还可以进行配置，一个Service有过个Connector，Sercice左边的内容都属于Container的，Service下边是Connector。

Tomcat顶层架构小结

• Tomcat中只有一个Server，一个Server可以有多个Servcie，一个Service可以有多个Connector和一个Container；
• Server掌管着整个Tomcat的生死大权；
• Service是对外提供服务的；
• Connector用于接受请求并将请求封装成Reqeust和Response来具体处理；
• Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理request请求；

7、Connector和Container的微妙关系

由上述内容我们大致可以知道了一个请求发送到Tomcat之后，首先经过Service然后会交给我们的Connector，Connector用于接收请求并将接收的请求封装为Reqeust和Response来具体处理，Request和Response封装完之后再交由Container进行处理，Container处理完请求之后再返回给Connector，最后再由Connector通过Socket将处理的结果返回给客户端，这样整个请求就处理完了!

Connector最底层使用的是Socket来进行连接的，Request和Response是按照HTTP协议来封装的，所以Connector同时需要实现TCP/IP协议和HTTP协议！

Tomcat既然需要处理请求，那么肯定需要先接收到这个请求，接收请求这个东西我们首先就需要看一下Connector！

Connector框架分析

Connector用于接受请求并将请求封装成Request和Response，然后交给Container进行处理，Container处理完之后在交给Connector返回给客户端。

因此，我们可以把Connector分为四个方面进行理解：

• 1、Connector如何接受请求的？
• 2、如何将请求封装成Reqeust和Response的？
• 3、封装完之后的Request和Response如何交给Container进行处理的？
• 4、Container处理完之后如何交给Connector并返回给客户端的？

Connector就是使用ProtocolHandler来处理请求的，不同的ProtocolHandler代表不同的连接类型，比如：Http11Protocol使用的是普通Socket来连接的，Http11NioProtocol使用的是NioSocket来连接的。

其中ProtocolHandler又包含了三个部件：Endpoint、Processor、Adapter。

• 1、Endpoint用来处理底层Socket的网络连接，Processor用于将Endpoint接收到的Socket封装成Reqeust，Adapter用于将Request交给Container进行具体的处理。
• 2、Endpoint由于是处理底层的Socket网络连接，因此Endpoint是用来实现TCP/IP协议的，而Processor用来实现HTTP协议的，Adapter将请求适配到Servlet容器进行具体的处理。
• 3、Endpoint的抽象实现AbstractEndpoint里面定义的Acceptor和AsyncTimeout两个内部类和一个Handler接口。Acceptor用于监听请求，AsyncTimeout用于检查异步Reqeust的超时，Handler用于处理接收到的Socket，在内部调用Processor进行处理。

Container架构分析

Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求，在Container内部包含了4个子容器。

• 1、Engine：引擎，用来管理多个站点，一个Service最多只能有一个Engine；
• 2、Host：代表一个站点，也可以叫虚拟主机，通过配置Host就可以添加站点；
• 3、Context：代表一个应用程序，对应着平时开发的一套程序，或者一个WEB-INF目录以及下面的web.xml文件；
• 4、Wrapper：每一Wrapper封装着一个Servlet；

Context和Host的区别是Context表示一个应用，我们的Tomcat中默认的配置下webapps下的每一个文件夹目录都是一个Context，其中ROOT目录中存放着主应用，其他目录存放着子应用，而整个webapps就是一个Host站点。

我们访问应用Context的时候，如果是ROOT下的则直接使用域名就可以访问，例如www.baidu.com，如果是Host（webapps）下的其他应用，则可以使用www.baidu.com/docs进行访问，当然默认指定的根应用（ROOT）是可以进行设定的，只不过Host站点下默认的主应用是ROOT目录下的。

到这里我们知道Container是什么？

Container如何处理请求的

Container处理请求是使用Pipeline-Valve管道来处理的！（Valve是阀门之意）

Pipeline-Valve是责任链模式，责任链模式是指在一个请求处理的过程中有很多处理者依次对请求进行处理，每个处理者负责做自己相应的处理，处理完之后将处理后的结果返回，再让下一个处理者继续处理。

但是！Pipeline-Valve使用的责任链模式和普通的责任链模式有些不同！区别主要有以下两点：

• 每个Pipeline都有特定的Valve，而且是在管道的最后一个执行，这个Valve叫做BaseValve，BaseValve是不可删除的；
• 在上层容器的管道的BaseValve中会调用下次管道的管道。

我们知道Container包含四个子容器，而这四个子容器对应的BaseValve分别在：StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve、StandardWrapperValve。

• Connector在接收到请求后会首先调用最顶层容器的Pipeline来处理，这里的最顶层容器的Pipeline就是EnginePipeline(Engine的管道)；
• 在Engine的管道中依次会执行EngineValve1、EngineValve2等等，最后会执行StandardEngineValve，在StandardEngineValve中会调用Host管道，然后再依次执行Host的HostValve1、HostValve2等，最后在执行StandardHostValve，然后再依次调用Context的管道和Wrapper的管道，最后执行到StandardWrapperValve。
• 当执行到StandardWrapperValve的时候，会在StandardWrapperValve中创建FilterChain，并调用其doFilter方法来处理请求，这个FilterChain包含着我们配置的与请求相匹配的Filter和Servlet，其doFilter方法会依次调用所有的Filter的doFilter方法和Servlet的service方法，这样请求就得到了处理！
• 当所有的Pipeline-Valve都执行完之后，并且处理完了具体的请求，这个时候就可以将返回的结果交给Connector了，Connector在通过Socket的方式将结果返回给客户端。

总结
至此，我们以及对Tomcat的整体架构有了大致的了解。

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原文连接地址

https://mp.weixin.qq.com/s/GLDVS_WyIecP2VCeqo1atg