Tomcat6.0源码学习--架构概述

Tomcat6.0源码学习--架构概述  

Tomcat6是最新版本的web容器，其支持最新版本的servlet2.5和jsp2.1。而且Tomcat6架构也是经过重新设计优化过的，所以我们有必要分析一下它的架构过程。显然，这是一个通过阅读Tomcat的源代码及相关文档，演绎架构的过程。或许有人会说，这不是放马后炮吗？！！但我觉得这是自我进步的一个必经步骤，先模仿之，然后才能超越之，毕竟我本凡人。

Tomcat的架构总的来说是分层次的、可插拔的组件架构。分层次是指构成Tomcat的组件不是同一级别的，上层组件可以包含子组件，各个组件有其功能范围，当一个组件停止服务时，不会影响上层组件的服务。可插拔是指对于组件的添加和删除并不影响服务器的运行。那么为了达到可插拔的组件架构，分层次的组件架构必成为基础。

对于任何服务器，即使最简单的实现，从面向对象设计（OOD）的角度来说，我们都有必要将“服务器”这个概念抽象出来，为什么呢？因为只有有了这个概念，才能谈服务器的实例，服务器的功能等等其它概念，此之谓“皮之不存，毛将焉附”。赶巧（其实是我的想法恰好撞上人家的想法），Tomcat也将“服务器”抽象为java接口org.apache.catalina.Server，显然Server应该就是最最顶层的组件了。

有了Server这个抽象，很自然的，我们希望它能够提供对servlet和jsp支持的功能。但是我们发现这个概念太大了，我们还需再细化。所以别急，我们还有一些事情要解决。服务器要提供服务就必须能够启动，当然也应该能够停止吧，也就是说服务器应该是有生命的，在启动时初始化必要的资源，而在停止时将其其销毁掉。好吧，我们把这个也抽象出来，叫做生命周期接口，tomcat 实现为org.apache.catalina.Lifecycle.如上所述我们知道Lifecycle需要完成的工作了。

public void start() throws LifecycleException; public void stop() throws LifecycleException;

接下来我们分析服务器如何来处理客户端的请求，一般的我们会在浏览器中输入如下格式的请求，http://192.168.8.221:8080/explorer/loginInit.do。对于服务器来说，要想处理这个请求，就必须监听指定的端口8080，当有TCP的请求包来时，建立Socket连接，分析并解析之，然后给客户端返回响应。在这个过程中，我们发现，其实包含了俩个功能点，即监听并接受请求和处理请求。那么我们能否将这俩个功能给抽象出来呢？Tomcat告诉我们，可以。是的，Tomcat将“监听并接收请求”抽象为org.apache.catalina.connector.Connector类，负责接受请求；将“处理请求”抽象为“容器”org.apache.catalina.Container，负责处理Connector传递过来的请求。

Ok,到此，我们分析构建的简单服务器模型出来了，Server由Connector组件和Container组件结合提供web服务。

图2

有了这个模型后，要实现一个简单的Server已经很简单了，但是在实现Container时，我们还是要做很多事情，如当来请求，我们怎么知道该请求对应得虚拟主机，以及请求的那个应用，应该交给那个servlet对象来处理？这样看来，Container还是太大了，需要细化。根据Servlet规范，我们知道，servlet属于某个应用，且有上下文环境，Container要根据应用上下文环境初始化servlet，然后根据servlet映射调用servlet的service方法。在这里“应用上下文环境”的概念很重要，Tomcat将其抽象为org.apache.catalina.Context，Context继承了Container接口。对于虚拟主机，Tomcat将其抽象为org.apache.catalina.Host，Host继承了Container接口。

好了，有了这些概念，我们再回顾一下请求的处理过程：浏览器发出请求，Connector接受请求，将请求交由Container处理，Container查找请求对应的Host并将请求传递给它，Host拿到请求后查找相应的应用上下文环境，准备servlet环境并调用service方法。

现在，我们的服务器模型变成了如图3所示了。

图3

但是在Tomcat的实现体系中还有一个Engine的接口，Engine也继承了Container接口，那么这个接口什么用呢？设计Engine的目的有俩个目的，一，当希望使用拦截器查看（过滤或预处理）每个请求时，Engine是个很好的拦截点。二，当希望多个虚拟Host共享一个Http的Connector时，Engine是个很好的门面。所以，Engine接口是作为顶级Container组件来设计的，其作用相当于一个Container的门面。有了Engine，请求的处理过程变为：浏览器发出请求，Connector接受请求，将请求交由Container（这里是Engine）处理，Container（Engine来担当）查找请求对应的Host并将请求传递给它，Host拿到请求后查找相应的应用上下文环境，准备servlet环境并调用service方法。再看看服务器的模型，如图4.

图4

到目前，我们碰到的组件类型有Connector和Container，其实，这也就是Tomcat的核心组件。如图4，一组Connector和一个Container有机的组合在一起构成Server，就可以提供服务了，对于Tomcat来说，主要是提供Servlet服务，那么也就是说Tomcat服务器也可以提供其它服务了？是的，Tomcat将“一组Connector和一个Container有机的组合”抽象为“服务”接口org.apache.catalina.Service，然而，这些服务实例彼此独立，仅仅共享JVM的基础设施，如系统类路径。

进一步的，我们得到了服务器的框架模型，如图5.

图5

    由图5，我们知道，对于Tomcat服务器来说，除了Server代表它自己以外，其它组件都是功能组件，都有其职责范围。Service为最顶层的组件，可以添加Connector和Container组件。Engine是Container的最顶层组件，可以添加Host组件，但不能添加父组件。Host组件的父组件是Engine，Host下面包含有Context组件。

    接下来看看标准的Tomcat体系结构，如图6.

图6

比较图5和图6.我们发现，还有很多辅助组件没有抽象出来。当然，随着需求的一步步加深，我的分析也会一步步深入，这些个组件也会慢慢浮出水面。

您可能也喜欢：

• How Tomcat Works中文版--介绍
• Tomcat6.0源码学习--Connector架构
• Tomcat6.0源码学习--接受并传递请求
• Tomcat6.0源码学习--启动框架
• Tomcat6.0源码学习--架构分析序
• Tomcat6.X SSL的配置-Part1
• J2EE的MVC体系结构及其设计模式
• 扩展Tomcat支持OSGi应用服务(3)
• Tomcat6.0源码学习-构建Eclipse源码工程
• 扩展Tomcat支持OSGi应用服务(1)
• Tomcat类加载机制
• How Tomcat Works中文版--第2章:简单Servlet容器