Tomcat系统架构(上)

整体架构图

Tomcat整体架构图.jpg

Connector(连接器)

功能需求：

1. 监听网络端口
2. 接受网络连接请求
3. 读取请求网络字节流
4. 根据具体应用层协议(HTTP/AJP)解析字节流，生成统一的Tomcat Request对象
5. 将Tomcat Request对象转成标准的ServletRequest
6. 调用Servlet容器，得到ServletResponse
7. 将ServletResponse转成 Tomcat Response对象
8. 将Tomcat Response对象转成网络字节流
9. 将响应字节流写会服务器

分析

连接器需要完成三个高内聚的工作

1. 网络通信--Endpoint
2. 应用层协议解析--Processor
3. Tomcat Request/Response 与 Servlet Request/Response 的转化--Adapter

处理逻辑

Endpoint负责提供字节流给Processor，Processor负责提供Tomcat Request 对象给Adapter，Adapter 负责提供ServletResponse对象给容器

由于I/O模型和应用层协议可以自由组合，所以设计了一个ProtocolHandler的接口来封装这两种变化点，

由于还存在一些稳定的部分，Tomcat设计了一系列抽象类来封装。它们的继承关系如下图所示：

ProtocolHandler类图.jpg

ProtocolHandler组件

连接器用ProtocolHandler来处理网络连接和应用层协议，包含两个重要组件：Endpoint 和 Processor。

Endpoint

Endpoint是通信端点，即通信监听的接口，是具体的Socket接受和发送处理器，是对传输层的抽象，因此endpoint是用来实现TCP/IP协议的。
Endpoint是一个接口，对应的抽象实现类是AbstractEndpoint(org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint)，而AbstractEndpoint的具体子类，比如在NioEndpoint和Nio2Endpoint中，有两个重要的子组件:Acceptor(一个实现了Runable接口的抽象类，在NioEndpoint等类中有具体实现) 和 SocketProcessor。

其中Acceptor用于监听Socket连接请求。SocketProcessor用于处理接收到的Socket请求，他事先Runnable接口，在Run方法里调用协议处理组件Processor进行处理。为了提高处理能力，SocketProcessor 被提交到线程池来执行。这个线程池叫执行器(Executor)，扩展了原生的Java线程池。

Processor

如果说 Endpoint 是用来实现 TCP/IP 协议的，那么 Processor 就是用来实现HTTP协议，Processor 接受来自Endpoint的Socket，读取字节流解析成 Tomcat Request 和 Response 对象，并通过 Adapter 将其提交到容器处理，Processor 是对应用层协议的抽象。

Processor 是一个接口，定义了请求的处理等方法。它的抽象实现类 org.apache.coyote.AbstractProcessor 对一些协议共有的属性进行封装，没有对方法进行实现。具体的实现协议有 AJPProcessor 、HTTP!!Processor 等，这些具体实现类实现了特定协议的解析方法和请求处理方式。

连接器示意图.jpg

从图中我们看到，Endpoint 接收到 Socket 连接后，生成一个SocketProcessor 任务提交到线程池去处理，SocketProcessor 的 Run 方法会调用 Processor 组件去解析应用层协议，Processor 通过解析生成 Request 对象后，会调用 Adapter 的 Service 方法。

Adapter组件

由于协议不同，客户端发过来的请求信息也不尽相同，Tomcat定义了自己的Request(org.apache.coyote.Request)类来“存放”这些请求信息。ProtocolHandler 接口负责解析请求并生成 Tomcat Request 类。但是这个Request对象并不是标准的ServletRequest，也就意味着，不能用 Tomcat Request 作为参数来调用容器。 Tomcat设计者的解决方案是引入 CoyoteAdapter(org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter)，这是适配器模式的经典运用，连接器调用CoyoteAdapter的Service方法，传入的是 Tomcat Request 对象，CoyoteAdapter 负责将 Tomcat Request 对象转成 ServletRequest，再调用容器的 Service 方法。