Tomcat

Tomcat学艺

Tomcat，熟悉的陌生人。我们所有的项目都运行在它上面，而我们却往往对它视而不见。现实中也是如此，我们周围充满了空气，我们无时无刻不在呼吸，但你从来没关心过它。同样的，Tomcat于我们而言，也只是在创建环境或者运行项目爆出各种错误时，才会去看看它。

上世纪90年代在大洋彼岸，有一家名唤SUN的公司，创造了一门全新的语言，叫Java。经过短短几年的发展，一跃成为市场上最炙手可热的语言。随后又悟出“Java13绝技”，也就是所谓的JavaEE规范：JDBC，JNDI，EJB，RMI，JSP，Servlets，XML，JMS，Java IDL，JTS，JTA，JavaMail，JAF。

在大洋彼岸还有一家公司，准确来说它是一个组织，专门搞开源的，叫Apache。这家公司搞出了一个叫Tomcat的服务器。这个名字取得真好啊。中国有个词叫三脚猫，专门来吐槽别人功夫不到家。巧了，Tomcat也没完全实现JavaEE规范。13种核心技术，Tomcat只实现了俩：Servlet和JSP。而其他服务器比如JBoss、Weblogic啥的都是完全支持的。所以人们往往更愿意叫Tomcat为轻量级的服务器，也有叫它Servlet/JSP容器的。

听到这，你不禁大叫：不对啊，我记得自己写的程序里有用到JDBC啊，还可以运行哩！

啊，那是因为你导了JDBC包...但是你安装了Tomcat后另外导过Servlet/JSP的包吗？没有嘛！人家实现了Servlet/JSP规范，都整到自己源码里了。

说到这，我也是泪流满面。因为我才发现自己也是个三脚猫。上面“Java13绝技”我特么也就学过JDBC/XML/JSP/Servlet...所以我更愿意称自己是JavaWeb程序员，而不是JavaEE程序员。JavaEE其实很重，我拿不动，打扰了。

我们为什么需要服务器？

在我看来，服务器最本质的作用有两个：

将资源对外暴露
配合各种传输协议进行响应输出

假设现在有个问题：

给你两台电脑，不通过蓝牙/QQ/微信，也不通过网盘或USB等可移动设备做中介，你要如何把一张图片从一台电脑传到另一台？

听到这个问题，我估计大部分非科班的朋友都要懵。因为如果后期没有刻意去学习计算机网络，我们对于网络的了解基本仅限于基础班4小时的“网络编程”讲解。而大家平时又太习惯地址栏键入"www.baidu.com"，无脑一回车就上网冲浪了。现在突然让你去访问隔壁的电脑，确实有点束手无策。

解决这个问题的方法可能有多种，这里介绍其中一种：通过服务器访问。

请先了解以下三个概念：

IP：电子设备（计算机）在网络中的唯一标识，一个IP对应一台实体电脑
端口：应用程序在计算机中的唯一标识，一个端口只能被唯一程序占用
传输协议：数据传输的规则

中国有14亿人口，每个人都有唯一的身份标识：身份证，用以精确定位某个个体。同样的，网络上有几十亿台电脑，每台电脑都有自己的一串特有IP（不同局域网内可以相同），也就是说一个IP代表一台特定的实体电脑。比如《唐伯虎点秋香》中华安的编号是9527，而华府的管家从不叫他名字，而是直接喊“9527”。因为“9527”就是华安。

虽然根据IP可以精准定位一台电脑，但是还不足以让我们访问这台电脑。就好比你知道了我的门牌号，但是我没给你开门。所谓的门，就是一个端口，而端口的背后是应用程序。

一般来说，一个端口可以定位一个软件，但一个软件可以占用多个端口（你家的门，只属于你家，但可以有前后门）。在现实生活中，你家的门如果被别人占用了或者堵了，客人（请求）就进不去了。而在程序中，如果有两个程序的端口相同，就会发生端口冲突，也就是所谓的“端口占用”。端口占用的后果往往是程序无法启动，更遑论运行。

关于端口，再举个例子：

微信和QQ都是腾讯公司的，你的电脑上同时装了这两个软件。为什么我用QQ给你发消息，你的微信收不到？正常人看起来很傻的问题，实际上并不是那么简单。

每个应用程序都有自己的端口号（可能有多个），它们一旦运行，就要去监听这些端口。每个程序都是电脑的囚犯，看不到外面的世界，而端口就是给这些囚犯送饭的窗口。应用程序们整天躲在电脑里盯着自己的端口们，祈求着别的计算机来访时能送个大鸡腿(Request请求)。

其实QQ这些软件属于C/S架构，已经为我们屏蔽了太多底层，什么IP、端口全部都是自动封装的。相比来说，B/S架构更直观一些。比如用浏览器访问百度：

想要访问一台服务器，必须知道它的IP。但我们人类不擅长记忆长串数字，于是人类搞了所谓的域名来指向IP。但实际请求时，最终还是要换算成IP去访问。总得来说有两种换算的途径：1.本机的hosts文件 2.DNS服务器

不知道有没有细心的朋友注意到了下面的细节：

即使DNS解析域名得到对应的IP后，Request请求里还是会带上host。为什么？

因为：域名!=IP。

实际上一个IP可以对应多个域名。也就是说一台实体服务器（大铁柜），理论上可以有多个域名（虚拟主机）。实体服务器和网站是两个概念。IP只是对应实体服务器，而域名对应具体的网站。

比如上面百度服务器，虽然看起来115.239.210.27这个IP完全等同于http://www.baidu.com，但也有可能这个IP对应的服务器上配置了两个虚拟主机：www.baidu.com和tieba.baidu.com。所以即使找到了IP对应的服务器实体，Request请求还是要带上host主机名，以确定是哪个虚拟主机。

通过DNS解析域名得到IP，然后根据IP+host找到服务器

另外，如果两个域名对应同一个IP，那么必须设置其中一个域名为默认的，不然同一台服务器有两个虚拟主机，我该访问谁？

已经知道IP，就无需DNS解析，可直接访问服务器。若这个IP对应的服务器有两个虚拟主机，而用户Request请求行中又没有指定host，则会访问默认主机（因此服务器要事先指定默认主机！Tomcat默认localhost）

最后，再用Tomcat举个例子。比如，现在我有一台笔记本电脑（一个实体服务器），它的本机IP是192.168.112.1，我在上面装了Tomcat。如果Tomcat不改动配置，则默认只有一个虚拟主机localhost（默认主机）。接着我开发了一个JavaWeb程序demo1部署到Tomcat，然后我同事在浏览器输入下方地址

192.168.112.1:8080/demo1/index.html

访问我的电脑。虽然没有带host，但是localhost是默认的，于是访问它。

最后必须解释的是，上面的百度服务器只是举个例子，实际上百度搜索和百度贴吧的IP是不同的，也就是说它们不在同一台服务器上。通常来说，一个IP对应一台服务器，服务器上只有一个主机。拿到IP基本就可以确定要访问哪个网站。

3个容易混淆的小概念

我们经常开口闭口“服务器”、“服务器”的，其实“服务器”是个很容易引发歧义的概念，我能想到的就有3点：

软件概念的服务器和硬件概念的服务器

软件概念上，只要是一台硬件配置正常、装有操作系统、插着电能上网，并且安装特定软件的电脑，都可以称为服务器。比如你要学习数据库了，于是你装了MySQL服务端，那么此时你的电脑就是一个MySQL服务器。然后你又装了SVN服务端，那么此时你的电脑既是MySQL服务器，又是SVN服务器。Tomcat服务器同理。

硬件概念上，服务器本质上也是一台电脑，只不过配置高的同时长相丑了点，基本就是一个冰冷的大铁柜。我们的笔记本电脑既能看片又能玩游戏，而它们基本上专机专用。

Web服务器？Web容器？

其实，Tomcat服务器 = Web服务器 + Servlet/JSP容器（Web容器）。

Web服务器的作用是接收客户端的请求，给客户端作出响应。但是很明显，服务器不止静态资源呀，所以客户端发起请求后，如果是动态资源，Web服务器不可能直接把它响应回去（比如JSP），因为浏览器只认识静态资源。所以对于JavaWeb程序而言，还需要JSP/Servlet容器，JSP/Servlet容器的基本功能是把动态资源转换成静态资源。我们JavaWeb工程师需要使用Web服务器和JSP/Servlet容器，而通常这两者会集于一身，比如Tomcat。

Web服务器接收、响应客户端请求，Web容器装载Servlet/JSP，让它们去处理动态资源[来自尚硅谷]

所以刚才我们画的百度服务器，其实细节还可以更丰满些：

百度服务器细节图

访问百度完整的流程

我们开发的Web应用都是半成品！

我们写代码的时候，都知道相同代码最好抽取成公共方法以复用。现在我们来想一想，上百上千的Web应用有什么共性吗？首先，资源肯定不同，无法抽取。比如优酷主打视频，知乎基本都是文字。其次，业务也肯定不同，比如百度主要是搜索，淘宝是电商。但是有一点是一样的，这些网站都需要“接收用户请求”+“响应用户请求”。

嗯？桥多麻袋！！这两个概念，好像哪里见过！不错，就是上面的Web服务器。仔细回想一下，我们开发JavaWeb时，你操心过如何接收HTTP请求和响应HTTP请求吗？显然没有嘛！因为你一直忙着debug。

所以，我们用Java开发的Web应用只是一个半成品，类似于一个插件，而服务器则像一个收发器：

什么是动态资源？

其实对于何谓动态资源，我也没有很精准的概念。要讲清楚一个东西是什么，有时是比较难的事。不如先说它不是什么。

首先，动态资源不等同于动态页面。所谓动态页面，就是页面会动，而会动的页面不一定是动态资源。比如我可以用JQuery执行一段代码，让一个Div不断放大缩小，但是很显然它还是一个HTML页面。

所谓动态资源，其实最显著的特征就是它能动态地生成HTML！比如JSP。动态资源有个“特色”：它的数据是“可拼装”的、而且“可以随时间变化”。下面用号称可以抗住8个明星同时出轨的新浪服务器举个例子：

突然，新浪《花花世界》专栏的小编发现，原来和bravo1988有绯闻的不是刘亦菲，而是佟丽娅，于是打开专栏做了修改：

此时，粉丝们再次打开《花花世界》专栏，看到的就是：佟丽娅深夜买醉bravo。

上面这个例子很好地说明了动态资源（JSP）的两个特性：

可拼装：${name}"深夜买醉bravo"
随时间变化：刘亦菲→佟丽娅

那么为什么说HTML就是静态资源呢？我也可以修改HTML页面使它发生改变啊！很好，很有想法。那么请小编先学会Linux，然后远程连接服务器进入到Tomcat目录下修改吧。

动态资源和静态资源虽然都在服务器里，但是动态资源包含变量（“可拼装”特性），而变量维系着数据库和程序之间的联系。

如果把JSP比作电子广告牌，变量比作一根电线，而电线连接着一台电脑（数据库服务器）。那么只要电脑上重新编辑文本，广告牌的内容也会变，此谓动态。而静态资源就像一张布告，当初写什么就是什么，任他风吹雨打，都不会再改变了。

Tomcat架构

Tomcat的目录结构就不再多说，每个机构的培训视频都会强调。

先看一下我的Tomcat目录（免安装版），我把它放在了F盘的develop文件夹下：

重点介绍一下Tomcat的架构：

嗯？这个connector的画法，好像哪里见过？

其实这张图，应该结合Tomcat的一个配置文件(Server.xml)来看：

简略解释一下xml里的配置：

Server.xml文件中的配置结构和Tomcat的架构是一一对应的。根目录是，代表服务器，下面有且仅有1个，代表服务。
下有两个，代表连接（需要的话可以再加）。
其实这个Connector就是我们在上面讨论百度服务器时画过的端口。大家可以看到Tomcat默认配置了两个端口，一个是HTTP/1.1协议的，一个是AJP/1.3协议（我也不知道是啥）。前者专门处理HTTP请求。
当我们在浏览器输入"http://localhost:8080/demo/index.html"时，浏览器是以HTTP协议发送的，当这个请求到了服务器后，会被识别为HTTP类型，于是服务器就找来专门处理HTTP的Connector，它的默认端口正是上门Server.xml配置的8080。
与Connector平级的还有个（Tomcat引擎），也就是说有两个孩子，小儿子是，大儿子是。Connector的作用说穿了就是监听端口，如果用户访问地址是“localhost:8080/xx/xx”，那就由监听8080端口的Connector负责，如果是"https://www.baidu.com"，那么就是443端口处理。其实Connector也不处理实际业务，它只是个孩子。但它会负责把客人（请求）带到哥哥Engine那，然后Engine会处理。
下面有个Host，代表主机。

配置介绍到这里，要先停一下，讲个故事：

从前有个国家，叫The United States of Tomcat。
国王Service是个爱猫的人，家庭和谐美满。
他立了一个太子，叫做Engine。

另外还有还几个很小的儿子，不过都是亲王（Connector），未来可能还要再生几个Connector。

由于Tomcat国实在太小了，全城上下就几个人，所以亲王Connector们被派去守城门。

为了让太子得到锻炼，早日继承衣钵，国王Service告诉亲王儿子们：他国使者若来拜访，你们就带他去你们哥哥Engine那去，他会处理一切。

Engine贵为太子，有好几处府邸，比如HOST1，HOST2，未来可能再建几座府邸（新建虚拟主机），但是Engine说了，我一般都在localhost待着，来这找我便可。

每一座府邸里，都有好几个厢房（Context：我们开发的Web应用）。Engine会根据来访使者的通关文牒（localhost:8080/myWeb/index.html）安排他们去哪个房间（myWeb），拿什么礼品（index.html）。

最后结合文件目录再看一次Tomcat架构：

对JavaWeb(6)：浅谈JSP的补充

有两个Servlet很重要，但是在“浅谈JSP”中没有提到。

DefaultServlet：该出手时就出手

TestDefaultServlet

上面案例中，我新建一个动态web工程，只是写了一个HTML，没有编写Servlet，甚至一句Java代码都没写。但是启动Tomcat后我却可以通过浏览器访问到刚才编写的haha.html。这是为何？

我们知道，对于像Tomcat这样的Servlet容器来说，任何一个请求的背后肯定有个Servlet在默默处理：

所以这次也不例外，肯定也有对应的Servlet处理了本次请求。既然不是我们写的，那只能是Tomcat提供的。查看Tomcat下的conf目录，除了我们熟悉的Server.xml，还有个web.xml。

不错，我们每个动态web工程都有个web.xml，而conf里的这个，是它们的“老爹”。它里面的配置，如果动态web工程没有覆盖，就会被“继承”下来。我们会发现，conf/web.xml里配置了一个DefaultServlet：

DefaultServlet的作用：最低级匹配，当没有对应的Servlet处理当前请求时，才轮到它处理。要么找到并响应请求的资源，要么给出404页面。

JspServlet：JSP的卸妆师傅

我们都知道JSP是“化了浓妆”的Servlet，但是好不容易伪装成了一个JSP，是谁帮它卸妆的呢？另外，大家仔细想想，一般来说JavaWeb阶段我们访问资源有三种“形式”：

localhost:8080/demo/AServlet：很明显，我们手动写了一个AServlet处理它
localhost:8080/demo/haha.html：虽然我们没写，但是Tomcat自己准备了DefaultServlet
localhost:8080/demo/index.jsp：我擦，谁来处理？

对呀，细思恐极，这*.jsp的资源，谁来处理？其实就是JspServlet。它的作用简而言之就是：

首先，根据请求路径找到JSP
然后，将它“翻译成”Servlet

刚才带大家看conf/web.xml时，我把它隐藏了，因为同时讲解DefaultServlet和JspServlet会比较乱。强烈建议大家现在暂停一下，打开本机的Tomcat找到conf/web.xml看一下。下面是JspServlet的配置：

所以最后总结一下Tomcat处理请求的几种方式：

动手实现"Tomcat"

最后，还有个很无聊的问题留给大家思考：JavaSE阶段，我们无论做什么，都是上来先敲main()。学了JavaWeb后，我想问问，你有多久没敲main()了？她去哪了呢？

动手实现Tomcat（黑马公开课）：链接见评论区置顶。