Java Web开发之Tomcat

Tomcat服务器是Java开发中最常用的Web服务器。

Tomcat是什么？

Tomcat是由Apache软件基金会下属的Jakarta项目开发的一个Servlet容器，按照Sun Microsystems提供的技术规范，实现了对Servlet和JavaServer Page（JSP）的支持，并提供了作为Web服务器的一些特有功能，如Tomcat管理和控制平台、安全域管理和Tomcat阀等。

由于Tomcat本身也内含了一个HTTP服务器，它也可以被视作一个单独的Web服务器。但是，不能将Tomcat和Apache HTTP服务器混淆，Apache HTTP服务器是一个用C语言实现的HTTPWeb服务器；这两个HTTP web server不是捆绑在一起的。Apache Tomcat包含了一个配置管理工具，也可以通过编辑XML格式的配置文件来进行配置。

Tomcat的系统结构

了解一下Tomcat内部的基本概念：

• Tomcat最顶层的容器时Server，代表的是整个服务器。一个Tomcat只有一个Server。一个Server可以有多个Service。

• Service可以有多个Connector，但是只有一个Container。

• Connector主要负责接收浏览器发过来的TCP连接请求，创建一个Request和Response对象分别用于和请求端交换数据，然后会产生一个线程来处理这个请求并把产生的Request和Response对象传给处理这个请求的线程，处理这个请求的线程就是Container组件要做的事情了。

• Container用于封装和管理Servlet实例。

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下面是Tomcat内部细节图：

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Tomcat是一个基于组件形式的Web容器，其中server.xml 配置如下：

• Server服务器：代表整个Tomcat，它包含所有的容器。

• Service服务：相当于一个集合，包含多个Connector（连接）、一个Engine（引擎），它还负责处理所有的Connector获取客户的请求。

• Connector连接器：一个Connector在指定接口上侦听客户的请求，并将客户的请求交给Engine来处理并获得回应返回给客户请求。

• Engine引擎：一个Engine下可以配置多个虚拟主机Host，每个主机都有一个域名。当Engine获得一个请求时，会把这请求发送到相应的Host上，Engine有一个默认的虚拟主机，如果没有虚拟主机能够匹配这个请求，那就由这个默认的虚拟主机来进行处理请求。

• Host主机：代表一个虚拟主机，每个虚拟主机都每个网络域名匹配。每个虚拟主机下面可以部署一个或者多个Webapp ，每个Web对应一个Context，有一个Context Path，当一个Host获取请求时，就把该请求匹配到某个Context上。

• Context应用服务：一个Context对应一个Web Application ，一个Web有一个或者多个Servlet组成。Context在创建的时候根据配置文件CATALINA_HOME/conf/web.xml和 Webapp_HOMEconf/web.xml 载入Servlet类，当Context获取请求时，将在自己的映射表中找相匹配的Servlet类，如果找到，则执行该类，获得请求的回应并返回。

• Wapper：Wapper代表一个Servlet，它负责管理一个Servlet，包括Servlet的装载、初始化、执行和资源回收。Wapper是最底层的容器了，它没有子容器了。Wapper的实现类是StandardWapper，StandardWapper还实现了拥有一个Servlet初始化信息的ServletConfig，由此看出StandardWapper将直接和Servlet的各种信息打交道

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Tomcat的启动过程

Tomcat作为一个Java应用，也一定是由面方法启动的。以Tomcat7为例，bin目录下的启动脚本catalina.sh文件中指出了main方法所在的类org.apache.catalina.startup.Bootstrap。探寻Tomcat的启动流程也是从这个方法开始的。参考

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在输入参数带有”start”时，tomcat会执行启动，主要调用三个方法，分别是

• bootstrap.init() ：1.先从JVM启动参数中读取Tomcat目录路径2.然后初始化Tomcat的classLoader

• bootstrap.load() ：根据conf/server.xml 文件创建Server并调用Server的init方法进行初始化。(调用各级组件和容器的init())

• bootstrap.start() ：1.调用各级组件和容器的start()(bootstrap.start()会依次调用catalina.start()、server.start()、service.start()、engine.start()和host.start())，然后部署Web项目。

  （deamon即bootstrap对象，在init时创建）

Tomcat处理请求的过程

现在来模拟一个Tomcat处理一个Http请求的过程：

设置一个来自客户端的URL：http://localhost:8080/webgateway/index

• 服务器8080端口接收到客户端发来的请求，被一个在那里监听的叫HTTP1.1的Connector获取了这个链接请求；

• Connector把请求交给同在Service下的Engine去处理，并等待Engine的响应；

• Engine把URL解析，并把请求传给相对应的Host处理，如果没有相对应的Host，则用默认名叫Localhost的Host处理；

• Host在把URL解析为/webgateway/index， 匹配Context-path为/webgateway/index的Context去处理（如果匹配不到就把该请求交给路径名为""的Context去处理）；

• Context-path为/webgateway/index 的Context会匹配Servlet Mapping为/index 的Servlet处理；

• 构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用Servlet的doGet或doPost方法；

• Context把处理完的HttpServletResponse对象返回给Host；

• Host把HttpServletResponse对象返回给Engine；

• Engine把HttpServletResponse对象返回给Connector；

• Connector把HttpServletResponse对象返回给客户browser。

参考资料

https://www.jianshu.com/p/7b6ce4b90bae

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-tomcat1/index.html

http://kael-aiur.com/tomcat%E6%BA%90%E7%A0%81%E8%A7%A3%E8%AF%BB/tomcat%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84%E5%92%8C%E5%9F%BA%E7%A1%80%E6%A6%82%E5%BF%B5.html

http://www.fanyilun.me/2016/10/10/Tomcat%E7%9A%84%E5%90%AF%E5%8A%A8%E5%88%86%E6%9E%90/