Tomcat相關(guān)面試題，看這篇就夠了！保證能讓面試官顫抖！

Tomcat相關(guān)的面試題出場的幾率并不高，正式因為如此，很多人忽略了對Tomcat相關(guān)技能的掌握，這次整理了Tomcat相關(guān)的系統(tǒng)架構(gòu)，介紹了Server、Service、Connector、Container之間的關(guān)系，各個模塊的功能，可以說把這幾個掌握住了，Tomcat相關(guān)的面試題你就不會有任何問題了！另外，在面試的時候你還要有意識無意識的往Tomcat這個地方引，就比如說常見的Spring MVC的執(zhí)行流程，一個URL的完整調(diào)用鏈路，這些相關(guān)的題目你是可以再往Tomcat處理請求的這個過程去說的！掌握注Tomcat這些技能了，面試官一定會佩服你的！

學(xué)了本節(jié)之后你應(yīng)該明白的是：

• Server、Service、Connector、Container四大組件之間的關(guān)系和聯(lián)系，以及他們的主要功能點；

• Tomcat執(zhí)行的整體架構(gòu)，請求是如何被一步步處理的；

• Engine、Host、Context、Wrapper相關(guān)的概念關(guān)系；

• Container是如何處理請求的；

• Tomcat用到的相關(guān)設(shè)計模式；

一、Tomcat頂層架構(gòu)

俗話說，站在巨人的肩膀上看世界，一般學(xué)習(xí)的時候也是先總覽一下整體，然后逐個部分個個擊破，最后形成思路，了解具體細(xì)節(jié)，Tomcat的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但是 Tomcat 非常的模塊化，找到了 Tomcat最核心的模塊，問題才可以游刃而解，了解了Tomcat的整體架構(gòu)對以后深入了解Tomcat來說至關(guān)重要！

先上一張Tomcat的頂層結(jié)構(gòu)圖（圖A），如下：

Tomcat中最頂層的容器是Server，代表著整個服務(wù)器，從上圖中可以看出，一個Server可以包含至少一個Service，用于具體提供服務(wù)。

Service主要包含兩個部分：Connector和Container。從上圖中可以看出 Tomcat 的心臟就是這兩個組件，他們的作用如下：

1、Connector用于處理連接相關(guān)的事情，并提供Socket與Request和Response相關(guān)的轉(zhuǎn)化;?

2、Container用于封裝和管理Servlet，以及具體處理Request請求；

一個Tomcat中只有一個Server，一個Server可以包含多個Service，一個Service只有一個Container，但是可以有多個Connectors，這是因為一個服務(wù)可以有多個連接，如同時提供Http和Https鏈接，也可以提供向相同協(xié)議不同端口的連接,示意圖如下（Engine、Host、Context下邊會說到）：

多個 Connector 和一個 Container 就形成了一個 Service，有了 Service 就可以對外提供服務(wù)了，但是 Service 還要一個生存的環(huán)境，必須要有人能夠給她生命、掌握其生死大權(quán)，那就非 Server 莫屬了！所以整個 Tomcat 的生命周期由 Server 控制。

另外，上述的包含關(guān)系或者說是父子關(guān)系，都可以在tomcat的conf目錄下的server.xml配置文件中看出，下圖是刪除了注釋內(nèi)容之后的一個完整的server.xml配置文件（Tomcat版本為8.0）

詳細(xì)的配置文件文件內(nèi)容可以到Tomcat官網(wǎng)查看：

http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/index.html

上邊的配置文件，還可以通過下邊的一張結(jié)構(gòu)圖更清楚的理解：

Server標(biāo)簽設(shè)置的端口號為8005，shutdown=”SHUTDOWN” ，表示在8005端口監(jiān)聽“SHUTDOWN”命令，如果接收到了就會關(guān)閉Tomcat。一個Server有一個Service，當(dāng)然還可以進(jìn)行配置，一個Service有多個，Service左邊的內(nèi)容都屬于Container的，Service下邊是Connector。

二、Tomcat頂層架構(gòu)小結(jié)：

（1）Tomcat中只有一個Server，一個Server可以有多個Service，一個Service可以有多個Connector和一個Container；
（2） Server掌管著整個Tomcat的生死大權(quán)；
（4）Service 是對外提供服務(wù)的；
（5）Connector用于接受請求并將請求封裝成Request和Response來具體處理；
（6）Container用于封裝和管理Servlet，以及具體處理request請求；

知道了整個Tomcat頂層的分層架構(gòu)和各個組件之間的關(guān)系以及作用，對于絕大多數(shù)的開發(fā)人員來說Server和Service對我們來說確實很遠(yuǎn)，而我們開發(fā)中絕大部分進(jìn)行配置的內(nèi)容是屬于Connector和Container的，所以接下來介紹一下Connector和Container。

三、Connector和Container的微妙關(guān)系

由上述內(nèi)容我們大致可以知道一個請求發(fā)送到Tomcat之后，首先經(jīng)過Service然后會交給我們的Connector，Connector用于接收請求并將接收的請求封裝為Request和Response來具體處理，Request和Response封裝完之后再交由Container進(jìn)行處理，Container處理完請求之后再返回給Connector，最后在由Connector通過Socket將處理的結(jié)果返回給客戶端，這樣整個請求的就處理完了！

Connector最底層使用的是Socket來進(jìn)行連接的，Request和Response是按照HTTP協(xié)議來封裝的，所以Connector同時需要實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議和HTTP協(xié)議！

Tomcat既然處理請求，那么肯定需要先接收到這個請求，接收請求這個東西我們首先就需要看一下Connector！

四、Connector架構(gòu)分析

Connector用于接受請求并將請求封裝成Request和Response，然后交給Container進(jìn)行處理，Container處理完之后在交給Connector返回給客戶端。

因此，我們可以把Connector分為四個方面進(jìn)行理解：

（1）Connector如何接受請求的？

（2）如何將請求封裝成Request和Response的？

（3）封裝完之后的Request和Response如何交給Container進(jìn)行處理的？

（4）Container處理完之后如何交給Connector并返回給客戶端的？

首先看一下Connector的結(jié)構(gòu)圖（圖B），如下所示：

Connector就是使用ProtocolHandler來處理請求的，不同的ProtocolHandler代表不同的連接類型，比如：Http11Protocol使用的是普通Socket來連接的，Http11NioProtocol使用的是NioSocket來連接的。

其中ProtocolHandler由包含了三個部件：Endpoint、Processor、Adapter。

（1）Endpoint用來處理底層Socket的網(wǎng)絡(luò)連接，Processor用于將Endpoint接收到的Socket封裝成Request，Adapter用于將Request交給Container進(jìn)行具體的處理。

（2）Endpoint由于是處理底層的Socket網(wǎng)絡(luò)連接，因此Endpoint是用來實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的，而Processor用來實現(xiàn)HTTP協(xié)議的，Adapter將請求適配到Servlet容器進(jìn)行具體的處理。

（3）Endpoint的抽象實現(xiàn)AbstractEndpoint里面定義的Acceptor和AsyncTimeout兩個內(nèi)部類和一個Handler接口。Acceptor用于監(jiān)聽請求，AsyncTimeout用于檢查異步Request的超時，Handler用于處理接收到的Socket，在內(nèi)部調(diào)用Processor進(jìn)行處理。

至此，我們應(yīng)該很輕松的回答（1）（2）（3）的問題了，但是（4）還是不知道，那么我們就來看一下Container是如何進(jìn)行處理的以及處理完之后是如何將處理完的結(jié)果返回給Connector的？

五、Container架構(gòu)分析

Container用于封裝和管理Servlet，以及具體處理Request請求，在Connector內(nèi)部包含了4個子容器，結(jié)構(gòu)圖如下（圖C）：

4個子容器的作用分別是：

（1）Engine：引擎，用來管理多個站點，一個Service最多只能有一個Engine；

（2）Host：代表一個站點，也可以叫虛擬主機(jī)，通過配置Host就可以添加站點；

（3）Context：代表一個應(yīng)用程序，對應(yīng)著平時開發(fā)的一套程序，或者一個WEB-INF目錄以及下面的web.xml文件；

（4）Wrapper：每一Wrapper封裝著一個Servlet；

下面找一個Tomcat的文件目錄對照一下，如下圖所示：

Context和Host的區(qū)別是Context表示一個應(yīng)用，我們的Tomcat中默認(rèn)的配置下webapps下的每一個文件夾目錄都是一個Context，其中ROOT目錄中存放著主應(yīng)用，其他目錄存放著子應(yīng)用，而整個webapps就是一個Host站點。

我們訪問應(yīng)用Context的時候，如果是ROOT下的則直接使用域名就可以訪問，例如：www.ledouit.com,如果是Host（webapps）下的其他應(yīng)用，則可以使用www.ledouit.com/docs進(jìn)行訪問，當(dāng)然默認(rèn)指定的根應(yīng)用（ROOT）是可以進(jìn)行設(shè)定的，只不過Host站點下默認(rèn)的主營用是ROOT目錄下的。

看到這里我們知道Container是什么，但是還是不知道Container是如何進(jìn)行處理的以及處理完之后是如何將處理完的結(jié)果返回給Connector的？別急！下邊就開始探討一下Container是如何進(jìn)行處理的！

六、Container如何處理請求的

Container處理請求是使用Pipeline-Valve管道來處理的?。╒alve是閥門之意）

Pipeline-Valve是責(zé)任鏈模式，責(zé)任鏈模式是指在一個請求處理的過程中有很多處理者依次對請求進(jìn)行處理，每個處理者負(fù)責(zé)做自己相應(yīng)的處理，處理完之后將處理后的請求返回，再讓下一個處理著繼續(xù)處理。

但是！Pipeline-Valve使用的責(zé)任鏈模式和普通的責(zé)任鏈模式有些不同！區(qū)別主要有以下兩點：

（1）每個Pipeline都有特定的Valve，而且是在管道的最后一個執(zhí)行，這個Valve叫做BaseValve，BaseValve是不可刪除的；

（2）在上層容器的管道的BaseValve中會調(diào)用下層容器的管道。

我們知道Container包含四個子容器，而這四個子容器對應(yīng)的BaseValve分別在：StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve、StandardWrapperValve。

Pipeline的處理流程圖如下（圖D）：

（1）Connector在接收到請求后會首先調(diào)用最頂層容器的Pipeline來處理，這里的最頂層容器的Pipeline就是EnginePipeline（Engine的管道）；

（2）在Engine的管道中依次會執(zhí)行EngineValve1、EngineValve2等等，最后會執(zhí)行StandardEngineValve，在StandardEngineValve中會調(diào)用Host管道，然后再依次執(zhí)行Host的HostValve1、HostValve2等，最后在執(zhí)行StandardHostValve，然后再依次調(diào)用Context的管道和Wrapper的管道，最后執(zhí)行到StandardWrapperValve。

（3）當(dāng)執(zhí)行到StandardWrapperValve的時候，會在StandardWrapperValve中創(chuàng)建FilterChain，并調(diào)用其doFilter方法來處理請求，這個FilterChain包含著我們配置的與請求相匹配的Filter和Servlet，其doFilter方法會依次調(diào)用所有的Filter的doFilter方法和Servlet的service方法，這樣請求就得到了處理！

（4）當(dāng)所有的Pipeline-Valve都執(zhí)行完之后，并且處理完了具體的請求，這個時候就可以將返回的結(jié)果交給Connector了，Connector在通過Socket的方式將結(jié)果返回給客戶端。

七、總結(jié)

至此，我們已經(jīng)對Tomcat的整體架構(gòu)有了大致的了解，從圖A、B、C、D可以看出來每一個組件的基本要素和作用。我們在腦海里應(yīng)該有一個大概的輪廓了！如果你面試的時候，讓你簡單的聊一下Tomcat，上面的內(nèi)容你能脫口而出嗎？當(dāng)你能夠脫口而出的時候，這位面試官一定會對你刮目相看的！