Tomcat.基础.架构

整体架构

Tomcat中最外层的容器是Server，代表整个服务器，一个Server包含至少一个Service，用于提供服务。

 

Service主要包含两个部分：Connector和Container。Tomcat的核心就是这两个组件，他们的作用如下：

1. Connector用于处理连接相关的操作，并提供Socket与Request和Response相关的转化; 
2. Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求；

 

一个Tomcat中只有一个Server，一个Server可以包含多个Service，一个Service只有一个Container和有多个Connectors，这是因为一个服务可以有多个连接。例如同时提供Http和Https链接，或者提供向相同协议下不同端口的连接，如下图所示：

 

 

多个 Connector 和一个 Container 组成一个 Service，并对外提供服务，但是 Service 必须要有一个存活的环境，即最外层的 Server，所以整个 Tomcat 的生命周期由 Server 控制。框架中的层级关系还可以通过server.xml配置文件看出来，下图是删除了注释内容之后的一个完整的server.xml配置文件（Tomcat版本8.0）

 

详细的配置文件文件内容可以到Tomcat官网查看：http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/index.html

 

Server 标签设置的端口号为8005，shutdown=”SHUTDOWN” 表示在8005端口监听 SHUTDOWN 命令，如果接收到了就会关闭 Tomcat。一个 Server有一个 Service，当然还可以配置多个。

 

server.xml 配置文件还可以通过下边的一张结构图的展现：

图示 Service 左边的内容都属于Container 的，Service 下边是 Connector。

 

Connector和Container的关系

Connector 最底层使用的是 Socket 来进行连接的，Request 和 Response 按照HTTP协议来封装，所以Connector同时实现了TCP/IP协议和HTTP协议。

 

我们知道一个请求发送到Tomcat之后，首先经过 Service 然后会交给我们的 Connector，Connector 接收请求并封装为 Request 和 Response 来具体处理，Request 和Response封装完之后再交由Container进行处理，Container 处理完请求之后再返回给 Connector，最后再由 Connector 通过Socket 将处理的结果返回给客户端，请求处理完毕。

 

Connector的结构图：

1. Connector 如何接受请求？
2. Connector 如何将请求封装成 Request 和 Response？
3. 封装完 Request 和 Response 如何交给 Container 进行处理？
4. Container 处理完之后如何交给 Connector 并返回给客户端？

 

Connector 使用 ProtocolHandler 来处理请求，不同的 ProtocolHandler 代表不同连接类型，比如：Http11Protocol 使用的是普通 Socket 来连接，Http11NioProtocol使用的是NioSocket来连接的。

 

ProtocolHandler 包含了三个部件：Endpoint、Processor、Adapter。

1. Endpoint 实现了 TCP/IP 协议，用来处理底层 Socket 的网络连接。
2. Processor 实现了 HTTP 协议，用于将Endpoint 接收到的 Socket 封装成 Request。
3. Adapter 将 Request 交给 Container 适配到 Servlet 容器进行具体的处理。

 

Endpoint的抽象实现AbstractEndpoint里面定义了Acceptor和AsyncTimeout 两个内部类和一个 Handler 接口。Acceptor 用于监听请求，AsyncTimeout用于检查异步 Request 超时，Handler 用于处理接收到的 Socket，在内部调用 Processor 进行处理。

 

Container结构图如下：

 

Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求。在 Container 内部包含了4个子容器，分别是：

1. Engine：引擎
2. Host：主机
3. Context：上下文
4. Wrapper：包装器

 

Engine：表示整个 Catalina 的 Servlet 引擎 · Host：表示一个拥有数个上下文的虚拟主机 · Context：表示一个 Web 应用，一个 Context 包含一个或多个 Wrapper · Wrapper：表示一个独立的 Servlet。一个Context有一个或多个Wrapper，而Wrapper 作为容器层次中的最底层，不能包含子容器。

 

Tomcat文件目录对照：

 

Context 表示一个应用，Tomcat 中默认配置下 webapps 里的每一个文件夹都是一个 Context，其中 ROOT目录中存放着主应用，其他目录存放着子应用，而整个 webapps 就是一个Host 站点。

 

我们访问应用 ，如果是 ROOT 下的则直接使用域名就可以访问，例如：www.xxx.com，如果是Host（webapps）下的其他应用，则可以使用 www.xxx.com/docs 进行访问，默认指定的根应用（ROOT）是可以进行设定的，只不过 Host 站点下默认的主应用是 ROOT。

 

Container 处理请求是使用Pipeline-Valve(阀)管道来处理的。Pipeline-Valve 采用责任链模式，即一个请求处理的过程中有很多处理者依次对请求进行相应处理，一个处理完之后将处理后的请求返回，下一个处理继续。

 

 

Pipeline-Valve 使用的责任链模式的特点：

1. 每个 Pipeline 都有特定的 Valve，而且是在管道的最后一个执行，这个Valve 叫做BaseValve，BaseValve 是不可删除的。
2. 在上层容器的管道的 BaseValve 中会调用下层容器的管道。

 

Pipeline的处理流程图如下：

 

Container 包含的四个子容器对应的 BaseValve 分别在：

StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve、StandardWrapperValve。

 

1. Connector 在接收到请求后会首先调用 EnginePipeline，在 Engine 的管道中依次执行，按箭头指向最后执行到 WrapperPipeline 的 StandardWrapperValve。
2. 最后在StandardWrapperValve 中创建 FilterChain，这个 FilterChain 包含我们配置的与请求相匹配的 Filter 和 Servlet，其doFilter方法会依次调用所有Filter 的doFilter方法和Servlet 的 service 方法。
3. 当所有的 Pipeline-Valve 都执行完之后就将返回的结果交给 Connector，Connector 再通过 Socket 的方式将结果返回给客户端。

 

至此，我们已经对Tomcat的基本架构有了大致的了解