Java进阶教程Tomcat核心原理解析

B/S

C/S

软件架构

静态资源

动态资源

资源分类

传输协议

ip

端口

网络通信三要素

服务器

服务器软件

web服务器软件

服务器概念

webLogic 收费

webSphere 收费

JBOSS 收费

Tomcat 开源&免费

常见web服务器软件

下载->解压

tomcat软件安装

startup.sh 启动（前置条件：jdk已经安装）

shutdown.sh 关闭tomcat（或者直接kill进程）

bin 执行文件

logging.properties 日志配置文件

server.xml   tomcat服务器核心配置信息，包括端口号等

tomcat-user.xml  tomcat用户及角色信息配置

web.xml tomcat中所有应用默认的部署描述文件，主要定义基础的selvet和mine映射

Cataline  用于存储针对每个虚拟机的Context配置

context.xml  用于定义所有web应用均需加载的Context配置，如果web应用制定了自己的context.xml，则该文件被覆盖

catalina.properties  Tomcat的环境变量配置

catalina.policy tomcat运行的安全策略配置

conf 存放tomcat的相关配置文件

lib tomcat依赖的jar包

logs 默认日志存放目录

webapps tomcat默认的web应用部署目录

work  应用jsp代码生成和编码的临时目录

tomcat目录

https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/success/139168049

tomcat源码的下载、部署、运行

基本概念

http工作原理

1、为了http服务器与业务的解耦，在http服务器与业务中间添加servlet容器，这样servlet容器负责解耦http请求，并将请求转发至具体的业务类2、业务类都必须实现servlet接口，这个是serlvet的规范

servlet容器工作流程

Coyote

连接器：处理Socket连接，负责网络字节流与Request和Response对象的转化

容器：加载和管理Servlet，以及具体处理Request请求

重点：连接器、容器一个应用服务器里面，必须存在连接器及容器才能对外提供服务，一个容器可以对应多个连接器

tomcat整体架构

NIO（默认采用的I/O模型）：非阻塞I/O，采用java NIO类库实现 

APR：采用apache可移植运行库实现，是C/C++编写的本地库，如果选择该方案，需要安装独立的APR库

BIO 8.5版本起，tomcat移除了BIO支持

tomcat支持的I/O模型

HTTP/1.1

AJP

HTTP/2

tomcat支持的应用层协议

tomcat模块分层图

EndPoint: Coyote 通信端点，即通信监听的接口，是具体Socket接收和发送处理 器，是对传输层的抽象，因此EndPoint用来实现TCP/IP协议的。（用来实现TCP/IP协议的，处理用户的socket请求）Processor：Coyote 协议处理接口 ，如果说EndPoint是用来实现TCP/IP协议的，那么 Processor用来实现HTTP协议，Processor接收来自EndPoint的Socket，读取字节流解 析成Tomcat Request和Response对象，并通过Adapter将其提交到容器处理， Processor是对应用层协议的抽象Adapter适配器（适配器模式）：将request对象转化为servletRequest对象

连接器组件

组件    职责---------------------------------------Catalina     ： 负责解析Tomcat的配置文件，以此来创建服务器Server组件，并根据命令来对其进行管理Server        ： 服务器表示整个CatalinaServlet容器以及其它组件，负责组装并启动Servlet引擎，Tomcat连接器。Server通过实现Lifecycle接口，提供了一种优雅的启动和关闭整个系统的方式Service      ： 服务是Server内部的组件，一个Server包含多个Service。它将若干个Connector组件绑定到一个Container（Engine）上Connector  ： 连接器，处理与客户端的通信，它负责接收客户请求，然后转给相关的容器处理，最后向客户返回响应结果Container   ： 容器， 负责处理用户的servlet请求，并返回对象给web用户的模块

Catalina结构(容器结构)Catalina负责管理Server，而Server表示着整个服务器。Server下面有多个 服务Service，每个服务都包含着多个连接器组件Connector（Coyote 实现）和一个容器 组件Container。在Tomcat 启动的时候， 会初始化一个Catalina的实例。一个service包含多个连接器及一个servlet容器

容器  描述-------------------------Engine    ：表示整个Catalina的Servlet引擎，用来管理多个虚拟站点，一个Service 最多只能有一个Engine，但是一个引擎可包含多个HostHost        ：代表一个虚拟主机，或者说一个站点，可以给Tomcat配置多个虚拟主 机地址，而一个虚拟主机下可包含多个ContextContext   ：表示一个Web应用程序， 一个Web应用可包含多个WrapperWrapper  ：表示一个Servlet，Wrapper 作为容器中的最底层，不能包含子容器

Catalina结构

线上配置

server.xml配置结构

容器/Catalina

tomcat启动流程

默认实现上面我们提到的Server、Service、Engine、Host、Context都是接口， 上图中罗列了这 些接口的默认实现类。当前对于 Endpoint组件来说，在Tomcat中没有对应的Endpoint 接口， 但是有一个抽象类 AbstractEndpoint ，其下有三个实现类： NioEndpoint、 Nio2Endpoint、AprEndpoint ， 这三个实现类，分别对应于前面讲解链接器 Coyote 时， 提到的链接器支持的三种IO模型：NIO，NIO2，APR ， Tomcat8.5版本中，默认采 用的是 NioEndpoint。

由于所有的组件均存在初始化、启动、停止等生命周期方法，拥有生命周期管理的特 性， 所以Tomcat在设计的时候， 基于生命周期管理抽象成了一个接口 Lifecycle ，而组 件 Server、Service、Container、Executor、Connector 组件 ， 都实现了一个生命周期 的接口，从而具有了以下生命周期中的核心方法：1） init（）：初始化组件2） start（）：启动组件3） stop（）：停止组件4） destroy（）：销毁组件

Lifecycle接口及实现类

Tomcat架构

请求流程Tomcat是用Mapper组件来完成这个任务的。 Mapper组件的功能就是将用户请求的URL定位到一个Servlet，它的工作原理是： Mapper组件里保存了Web应用的配置信息，其实就是容器组件与访问路径的映射关系， 比如Host容器里配置的域名、Context容器里的Web应用路径，以及Wrapper容器里 Servlet映射的路径，你可以想象这些配置信息就是一个多层次的Map。一个请求URL最后只会定位到一个 Wrapper容器，也就是一个Servlet

步骤如下:1) Connector组件Endpoint中的Acceptor监听客户端套接字连接并接收Socket。2) 将连接交给线程池Executor处理，开始执行请求响应任务。3) Processor组件读取消息报文，解析请求行、请求体、请求头，封装成Request对象。4) Mapper组件根据请求行的URL值和请求头的Host值匹配由哪个Host容器、Context容器、Wrapper容器处理请求。5) CoyoteAdaptor组件负责将Connector组件和Engine容器关联起来，把生成的 Request对象和响应对象Response传递到Engine容器中，调用Pipeline。6) Engine容器的管道开始处理，管道中包含若干个Valve、每个Valve负责部分处理逻 辑。执行完Valve后会执行基础的 Valve–StandardEngineValve，负责调用Host容器的 Pipeline。7) Host容器的管道开始处理，流程类似，最后执行 Context容器的Pipeline。8) Context容器的管道开始处理，流程类似，最后执行 Wrapper容器的Pipeline。9) Wrapper容器的管道开始处理，流程类似，最后执行 Wrapper容器对应的Servlet对象 的 处理方法。

Tomcat请求处理流程

Listener：默认配置的5个Listener 的含义

GlobalNamingResources

Executor：默认情况下，Service 并未添加共享线程池配置。 如果我们想添加一个线程池，如上

通过给Host添加别名，我们可以实现同一个Host拥有多个网络名称

配置2个域名

Context：用于配置一个Web应用可以直接在浏览器中 访问文本文件1） docBase：Web应用目录或者War包的部署路径。可以是绝对路径，也可以是相对于 Host appBase的相对路径。2） path：Web应用的Context 路径。如果我们Host名为localhost， 则该web应用访问 的根路径为： http://localhost:8080/myApp。 它支持的内嵌元素为：CookieProcessor， Loader， Manager，Realm，Resources， WatchedResource，JarScanner，Valve。

子主题

Host：用于配置一个虚拟主机， 它支持以下嵌入元素：Alias、Cluster、Listener、 Valve、Realm、Context属性说明：1） name: 当前Host通用的网络名称， 必须与DNS服务器上的注册信息一致。 Engine中 包含的Host必须存在一个名称与Engine的defaultHost设置一致。2） appBase： 当前Host的应用基础目录， 当前Host上部署的Web应用均在该目录下 （可以是绝对目录，相对路径）。默认为webapps。3） unpackWARs： 设置为true， Host在启动时会将appBase目录下war包解压为目 录。设置为false， Host将直接从war文件启动。4） autoDeploy： 控制tomcat是否在运行时定期检测并自动部署新增或变更的web应 用。

Engine：作为Servlet 引擎的顶级元素，内部可以嵌入： Cluster、Listener、Realm、 Valve和Host属性说明：1） name： 用于指定Engine 的名称， 默认为Catalina 。该名称会影响一部分Tomcat的 存储路径（如临时文件）。2） defaultHost ： 默认使用的虚拟主机名称， 当客户端请求指向的主机无效时， 将交 由默认的虚拟主机处理， 默认为localhost。

Service：该元素用于创建 Service 实例，默认用org.apache.catalina.core.StandardService。 默认情况下，Tomcat 仅指定了Service 的名称， 值为 “Catalina”。Service 可以内嵌的 元素为 ： Listener、Executor、Connector、Engine

port : Tomcat 监听的关闭服务器的端口。shutdown： 关闭服务器的指令字符串。Server内嵌的子元素为 Listener、GlobalNamingResources、Service。

server.xml

tomcat-user.xml

Tomcat服务器配置

ServletContext 初始化参数

会话配置：session

Servlet配置

Listener配置：监听器

Filter配置：过滤器

欢迎页面配置

错误页面配置

Web应用配置

Tomcat管理

-Xms: 初始堆大小-Xmx: 最大堆大小-Xmn: 年轻代大小-XX:+PrintGCDetails 打印gc日志详情-XX:SurvivorRatio=8 eden与survivor的比例，当为8的时候，eden占年轻代的80%，survivor区总的占20%，但survivor区要再分成两个survivor，所以，survivor大小为10%-XX:MinHeapFreeRatio=minimum 堆中最小空闲大小的比例-XX:MaxHeapFreeRatio=maximum 堆中最大空闲大小的比例-XX:NewRatio=ratio 年轻代与老年代的比例关系，但要注意的是，默认情况下为2，即老年代占2/3，年轻代占1/3-XX:NewSize=size 新生代最小值-XX:MaxNewSize=size 新生代最大值-XX:+AggressiveHeap

JVM配置

1） 删除webapps目录下的所有文件，禁用tomcat管理界面；2） 注释或删除tomcat-users.xml文件内的所有用户权限3） 更改关闭tomcat指令或禁用； tomcat的server.xml中定义了可以直接关闭 Tomcat 实例的管理端口（默认8005）。 可以通过 telnet 连接上该端口之后，输入 SHUTDOWN （此为默认关闭指令）即可关闭 Tomcat 实例（注意，此时虽然实例关闭了，但是进程还是存在的）。由于默认关闭 Tomcat 的端口和指令都很简单。默认端口为8005，指令为SHUTDOWN 。4）定义错误页面 在webapps/ROOT目录下定义错误页面 404.html，500.html； 然后在tomcat/conf/web.xml中进行配置

配置安全

应用安全

传输安全：https

Tomcat安全

Java进阶教程Tomcat核心原理解析