Tomcat系統(tǒng)架構(gòu)是怎樣的

Tomcat的組織結(jié)構(gòu)

Tomcat是一個基于組件的服務(wù)器，它的構(gòu)成組件都是可配置的，其中最外層的是Catalina servlet容器，其他組件按照一定的格式要求配置在這個頂層容器中。

Tomcat的各種組件都是在Tomcat安裝目錄下的/conf/server.xml文件中配置的。

由Server.xml的結(jié)構(gòu)看Tomcat的體系結(jié)構(gòu)

由上可得出Tomcat的體系結(jié)構(gòu)：

由上圖可看出Tomca的心臟是兩個組件：Connecter和Container。一個Container可以選擇多個Connecter，多個Connector和一個Container就形成了一個Service。Service可以對外提供服務(wù)，而Server服務(wù)器控制整個Tomcat的生命周期。

組件的生命線“Lifecycle”

Service 和 Server 管理它下面組件的生命周期。

Tomcat 中組件的生命周期是通過 Lifecycle 接口來控制的，組件只要繼承這個接口并實現(xiàn)其中的方法就可以統(tǒng)一被擁有它的組件控制了，這樣一層一層的直到一個最高級的組件就可以控制 Tomcat 中所有組件的生命周期，這個最高的組件就是 Server，而控制 Server 的是 Startup，也就是您啟動和關(guān)閉 Tomcat。

Tomca的兩大組件：Connecter和Container

Connecter組件

一個Connecter將在某個指定的端口上偵聽客戶請求，接收瀏覽器的發(fā)過來的 tcp 連接請求，創(chuàng)建一個 Request 和 Response 對象分別用于和請求端交換數(shù)據(jù)，然后會產(chǎn)生一個線程來處理這個請求并把產(chǎn)生的 Request 和 Response 對象傳給處理Engine(Container中的一部分)，從Engine出獲得響應(yīng)并返回客戶。

Tomcat中有兩個經(jīng)典的Connector，一個直接偵聽來自Browser的HTTP請求，另外一個來自其他的WebServer請求。Cotote HTTP/1.1 Connector在端口8080處偵聽來自客戶Browser的HTTP請求，Coyote JK2 Connector在端口8009處偵聽其他Web Server的Servlet/JSP請求。

Connector 最重要的功能就是接收連接請求然后分配線程讓 Container 來處理這個請求，所以這必然是多線程的，多線程的處理是 Connector 設(shè)計的核心。

Container組件

Container的體系結(jié)構(gòu)如下：

Container是容器的父接口，該容器的設(shè)計用的是典型的責(zé)任鏈的設(shè)計模式，它由四個自容器組件構(gòu)成，分別是Engine、Host、Context、Wrapper。這四個組件是負(fù)責(zé)關(guān)系，存在包含關(guān)系。通常一個Servlet class對應(yīng)一個Wrapper，如果有多個Servlet定義多個Wrapper，如果有多個Wrapper就要定義一個更高的Container，如Context。

Context 還可以定義在父容器 Host 中，Host 不是必須的，但是要運行 war 程序，就必須要 Host，因為 war 中必有 web.xml 文件，這個文件的解析就需要 Host 了，如果要有多個 Host 就要定義一個 top 容器 Engine 了。而 Engine 沒有父容器了，一個 Engine 代表一個完整的 Servlet 引擎。

1、Engine 容器

Engine 容器比較簡單，它只定義了一些基本的關(guān)聯(lián)關(guān)系

2、Host 容器

Host 是 Engine 的字容器，一個 Host 在 Engine 中代表一個虛擬主機(jī)，這個虛擬主機(jī)的作用就是運行多個應(yīng)用，它負(fù)責(zé)安裝和展開這些應(yīng)用，并且標(biāo)識這個應(yīng)用以便能夠區(qū)分它們。它的子容器通常是 Context，它除了關(guān)聯(lián)子容器外，還有就是保存一個主機(jī)應(yīng)該有的信息。

3、Context 容器

Context 代表 Servlet 的 Context，它具備了 Servlet 運行的基本環(huán)境，理論上只要有 Context 就能運行 Servlet 了。簡單的 Tomcat 可以沒有 Engine 和 Host。Context 最重要的功能就是管理它里面的 Servlet 實例，Servlet 實例在 Context 中是以 Wrapper 出現(xiàn)的，還有一點就是 Context 如何才能找到正確的 Servlet 來執(zhí)行它呢? Tomcat5 以前是通過一個 Mapper 類來管理的，Tomcat5 以后這個功能被移到了 request 中，在前面的時序圖中就可以發(fā)現(xiàn)獲取子容器都是通過 request 來分配的。

4、Wrapper 容器

Wrapper 代表一個 Servlet，它負(fù)責(zé)管理一個 Servlet，包括的 Servlet 的裝載、初始化、執(zhí)行以及資源回收。Wrapper 是最底層的容器，它沒有子容器了，所以調(diào)用它的 addChild 將會報錯。

Wrapper 的實現(xiàn)類是 StandardWrapper，StandardWrapper 還實現(xiàn)了擁有一個 Servlet 初始化信息的 ServletConfig，由此看出 StandardWrapper 將直接和 Servlet 的各種信息打交道。

Tomcat 中其它組件

Tomcat 還有其它重要的組件，如安全組件 security、logger 日志組件、session、mbeans、naming 等其它組件。這些組件共同為 Connector 和 Container 提供必要的服務(wù)。

Tomcat Server處理一個HTTP請求的過程：

1、用戶點擊網(wǎng)頁內(nèi)容，請求被發(fā)送到本機(jī)端口8080，被在那里監(jiān)聽的Coyote HTTP/1.1 Connector獲得。

2、Connector把該請求交給它所在的Service的Engine來處理，并等待Engine的回應(yīng)。

3、Engine獲得請求localhost/test/index.jsp，匹配所有的虛擬主機(jī)Host。

4、Engine匹配到名為localhost的Host(即使匹配不到也把請求交給該Host處理，因為該Host被定義為該Engine的默認(rèn)主機(jī))，名為localhost的Host獲得請求/test/index.jsp，匹配它所擁有的所有的Context。Host匹配到路徑為/test的Context(如果匹配不到就把該請求交給路徑名為“ ”的Context去處理)。

5、path=“/test”的Context獲得請求/index.jsp，在它的mapping table中尋找出對應(yīng)的Servlet。Context匹配到URL PATTERN為*.jsp的Servlet,對應(yīng)于JspServlet類。

6、構(gòu)造HttpServletRequest對象和HttpServletResponse對象，作為參數(shù)調(diào)用JspServlet的doGet()或doPost().執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)存儲等程序。

7、Context把執(zhí)行完之后的HttpServletResponse對象返回給Host。

8、Host把HttpServletResponse對象返回給Engine。

9、Engine把HttpServletResponse對象返回Connector。

10、Connector把HttpServletResponse對象返回給客戶Browser。