Tomcat外传
作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO
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本篇开始，我们正式进入JavaWeb章节的学习。
JavaWeb阶段的学习秉持着“先松后紧、概念先行”的策略，注重帮大家理清web开发的一些概念和细节，并辅以必要的代码和案例，期望帮大家扫清犄角旮旯的一些盲点。
文章风格照旧，我们坚持实用、打好基础，以另类的角度重新复习一遍大家习以为常的知识点。
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。
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：
- 本机的hosts文件
- 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.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。
不过，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
- Web服务器？Web容器？
- 我们开发的Web应用都是半成品！
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
所以刚才我们画的百度服务器，其实细节还可以更丰满些：
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。
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smart哥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smart哥。
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smart哥"
- 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。
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？
来找smart哥要视频！
作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO
进群，大家一起学习，一起进步，一起对抗互联网寒冬