大家好，如果您还对征服 Tomcat：深入浅出指南不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享征服 Tomcat：深入浅出指南的知识，包括的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！
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图片来自Pexels
大多数企业Web 应用程序都在其上运行。 Tomcat是程序员的老朋友了。那么今天我就带大家走近这位老朋友，看看它是如何处理网络请求的，以及它的内部架构。这对于帮助我们了解Tomcat的使用会有很大的好处。
Web容器和TomcatTomcat连接器Tomcat容器
Web 容器与 Tomcat
要清楚地解释Tomcat的作用，我们首先要从早期的Web应用程序开始。
图1：浏览器通过HTTP服务器获取静态资源
如图1所示，最初用户通过浏览器查看新闻等静态资源。这时需要通过HTTP服务器将静态HTML资源返回给浏览器，浏览器将解析后的HTML呈现给用户。
这里的Web容器用于存放HTTP服务器，可以处理网络请求并响应。
随着互联网的发展，用户需求已经从静态资源获取转向动态资源获取。同时浏览器在获取资源的同时也会与服务器进行交互。
从那时起，Web容器的功能开始扩展。 HTTP服务器除了能够处理HTTP请求之外，还需要调用服务器程序，通常称为Web应用程序。
图2：通过HTTP 服务器调用Web 应用程序
针对这种需求，Sun推出了Servlet技术。 Servlet是运行在服务器端的Java小程序。
由于Servlet无法独立运行，因此需要一个Servlet容器来承载它，并进行初始化、启动等管理操作。
图3：Servlet容器介绍
如图3所示，为了满足用户日益增长的需求，Servlet作为Web应用程序添加到Web容器中，为用户提供动态资源。
为了托管Servlet，还添加了Servlet 容器。然而，每个Servlet代表一个业务类并包含一些业务应用程序。如果都接入Web容器，用户就需要遵循统一的接口来提供统一的服务响应。
说白了，必须遵循一定的规则，才能放入Servlet容器中，方便管理。那么这条规则就是Servlet接口。从图中可以看出，Servlet接口为单个Servlet提供了标准定义。
图4：Servlet 界面
如图4所示，对于Servlet接口，定义了init方法用于Servlet资源的初始化，同时还定义了destroy方法用于Servlet资源的释放。
Service方法用于实现特定的业务需求。可以看到这个方法传入了两个参数，ServletRequest和ServletResponse，分别代表对用户的请求信息和Servlet的响应信息的封装。
后面我们会介绍，Spring MVC在Tomcat中运行时也是作为Servlet存在的，Spring MVC容器是在init方法中由DispatcherServlet创建的。
接口中的getServletConfig方法将返回ServletConfig。 ServletConfig用于封装Servlet的初始化参数。您可以在web.xml中配置Servlet参数，然后通过getServletConfig方法获取参数。
上面介绍了Servlet接口，接下来通过图5来深入了解Servlet接口调用的外围类。
图5：Sevlet 类图
如图5所示，Servlet接口依赖于ServletConfig接口，该接口用于处理Servlet配置参数。 ServletConfig接口还与ServletContext关联来获取Servlet上下文信息。
Servlet接口中的service方法依赖于两个参数：ServletRequest和ServletResponse。
有两个接口HttpServletRequest和HttpServletResponse，分别继承了ServletRequest和ServletResponse。
一般来说，Servlet作为一个接口需要有一个具体的实现类来实现这个接口，因此Servlet规范提供了一个名为GenericServlet的抽象类，它实现了Servlet。
然后还有一个继承GenericServlet的HttpServlet类。为了处理HTTP请求，该类还依赖于HttpServletRequest和HttpServletResponse。
Servlet接口定义是Servlet容器的重要组成部分。 Servlet容器通过接口管理所连接的Servlet实体。
接下来我们看一下Servlet容器的分类。这里，Servlet容器根据工作模式分为3类：
独立运行的 Servlet 容器
在此模式下，Servlet 容器构成Web 服务器的一部分。使用Java Web 服务器时使用此模式。这也是Tomcat的默认模式。如果Web服务不是基于Java的，则需要使用以下两种模式。
内置的 Servlet 容器
Servlet容器由两部分组成：Web服务器插件和Java容器。您需要在Web服务器的内部地址空间中打开一个JVM，在该JVM上加载Java容器，并运行servlet。
当容器请求一个Servlet时，Web服务器插件会请求JVM上加载的Servlet，通过JNI技术将请求传递给Java容器，然后Java容器将请求传递给Servlet进行处理。
外置的 Servlet 容器
Servlet 容器在Web 服务器外部的地址空间中运行。通过Web服务器插件在Web服务器外部的地址空间中打开一个JVM，加载Java容器来运行Servlet。 Web 服务器插件和JVM 使用IPC（进程间通信）机制进行通信。
Web服务器通过IPC技术将请求传递给Java容器，然后Java容器将请求交给Servlet处理。
了解了Servlet接口规范和Servlet容器后，我们知道如果我们需要加载不同的动态资源（Web应用），就需要使用Servlet容器来加载对应的Servlet。这个加载过程是如何进行的？
接下来我们看一下Servlet的请求和响应过程。
图6：Servlet请求和响应流程
如图6所示，HTTP请求和响应过程分为8个步骤：
用户通过浏览器发起HTTP请求。 Servlet容器收到请求后会解析HTTP请求。根据解析结果和配置信息创建Servlet 实例。实例创建完成后，调用Servlet实例的init方法完成实例初始化。接下来就是调用Servlet中的Service方法来完成具体的业务。 Service方法完成后，会将响应信息返回给Servlet容器。 Servlet容器将Servlet返回的信息创建为HTTP响应并将其返回给浏览器。最后，Servlet容器调用destroy方法卸载Servlet并释放相应的资源。我在这里为您写一个部分。 Web容器用于提供Web服务器。当用户请求Web容器时，HTTP请求将通过HTTP服务器进行解析，然后将解析后的请求交给Servlet容器。
Servlet容器负责定义Servlet接口规范并管理Servlet程序。所有Web应用程序都将以Servlet的形式存在。每个Servlet都需要遵循Servlet接口的定义，按照Servlet处理流程响应用户请求。
Tomcat就是这里展示的Web容器，上面提到的原理和流程都是Tomcat的工作。
简单来说，Tomcat=HTTP服务器+Servlet容器（Servlet接口规范）。 Servlet只要服务于Servlet接口，就可以运行在Tomcat上，并向外界提供服务。
Tomcat 连接器
上一节介绍了Tomcat的设计思想。 Tomcat作为Web容器，实现了HTTP服务器和Servlet容器的功能。
因此，可以概括为两大功能：
第一个进程是Socket连接，负责将网络请求解析成相应的Request和Response对象。第二个加载并管理Servlet，处理请求并返回响应。因此引入了Tomcat的两个核心组件：Connector和Container。 Connector负责对外通信，容器负责内部Servlet的管理。
图7：Tomcat 连接器和容器
如图7所示，当浏览器向Tomcat发送Request时，连接器会对其进行解析，生成相应的ServletRequest，并将其传递给容器进行处理。
容器完成处理后，会返回连接器ServletResponse。同样，连接器会将ServletResponse解析为Response并将其返回给浏览器。
介绍完前面的连接器和容器的关系之后，我们来重点了解一下连接器支持的三种应用层协议：
HTTP/1.1 协议：这是绝大多数Web 应用程序使用的访问协议。主要用于Tomcat单独运行（不与Web服务器集成）时使用。 AJP协议：用于与Web服务器（如Apache HTTP Server）集成，实现静态资源的优化和集群部署。目前支持AJP/1.3。 HTTP/2.0协议：Tomcat 8.5、9.0版本开始支持下一代HTTP协议。目前最新主流版本已支持HTTP/2.0。上面我们已经了解了Tomcat用来接收网络请求的协议。接下来我们将介绍连接器收到网络请求后的动作。
Tomcat 连接器通过以下组件处理网络请求：
Endpoint：作为连接器的通信端点，负责监听通信端口。它实现了Socket接收处理类，并对传输层进行了抽象。
因为网络通信的I/O模型包括：非阻塞I/O、异步I/O或者APR。应用层协议包括：HTTP、HTTPS、AJP。
Processor：负责将接收到的网络请求构造成Request和Response对象，并通过Adapter提交给容器处理。
如果说Endpoint是用来实现TCP/IP协议的，那么Processor就是用来实现HTTP协议的。 Processor可以理解为应用层的抽象。 Processor是单线程的，Tomcat在同一个连接中复用该Processor。
Tomcat根据不同的协议提供了3个实现类：
Http11Processor(HTTP/1.1)AjpProcessor(AJP)StreamProcessor(HTTP/2.0)也提供了两种实现：
UpgradeProcessorInternal，用于处理内部支持的升级协议（例如HTTP/2.0和WebSocket）。 UpgradeProcessorExternal，用于处理外部扩展的升级协议支持。ProtocolHandler：是Endpoint和Processor的抽象。由于Endpoint负责I/O模型，Processor负责应用层协议，因此两者会结合在一起工作，比如NIO+HTTP或者NIO2+AJP。
所以两者是通过ProtocolHandler进行封装的，封装的也是两者结合带来的变化。例如：Http11NioProtocol 和AjpNioProtocol。
如图8所示，Tomcat设计了一个抽象基类来封装这部分。抽象基类AbstractProtocol 实现ProtocolHandler 接口。
图8：ProtocolHandler封装Endpoint和Processor
每个应用层协议都有自己的抽象基类，例如AbstractAjpProtocol和AbstractHttp11Protocol。
Adapter：负责请求转换，将Tomcat的Request对象转换为ServletRequest对象。
由于Tomcat可以加载任何符合Servlet接口规范的Servlet实例，因此需要使用ServletRequest对象与其进行通信，因此需要使用该组件来完成对request对象的适配。
之前我们已经介绍过Tomcat连接器的几个组件。这里我们梳理一下连接器处理请求的流程，如图9所示。
图9：Tomcat 连接器
用户通过浏览器向Tomcat发起请求，连接器通过Endpoint接收请求，通过I/O模型进行处理，然后将结果交给Processor。
Processor进行应用层协议处理，然后将请求交给Adapter，Adapter将适配后的ServletRequest发送给容器处理。
Tomcat 容器
上面我们讲了Tomcat的Connector，它承载了处理网络IO请求和协议处理的工作，并向容器发送请求适配。
接下来我们看一下Tomcat容器需要完成的工作。首先我们看一下容器的构成，如图10所示：
图10：Tomcat 容器
Tomcat 容器将包含一个Engine 容器。一个Engine容器可以包含多个Host容器，每个Host容器可以包含多个Context容器。也就是说Host可以包含多个应用，每个应用对应一个Context容器。
作为一个应用程序，每个Context容器可以包含多个Wrapper容器：每个Wrapper容器都包含一个Servlet容器，这意味着Tomcat允许一个应用程序有多个Servlet实现。
介绍完Tomcat的容器组成，我们知道它是由Engine、Host、Context和Wrapper组成，并且知道它们之间的包含关系。接下来我们看看各个组件需要完成的工作。
Tomcat的四个容器结构相同，包括：
Pipeline：用于处理请求中的信息。每条管道包含多个阀门。每个Valve都有相同的方法invoke（Request请求，Response响应）。在该方法中，可以处理请求中的信息。BaseValve：基本阀门，其方法与Piple中的阀门值相同：invoke(Request request, Response response)。它的主要作用是连接父子容器，并将父容器的请求传递给子容器。假设Servlet是处理最终请求的实体，那么请求可以想象为从Engine到Host再到Context最后到Wrapper的传输链。
这条链通过Pipeline连接起来。链中的处理节点是阀门Value，各链之间的连接点是基础阀门BaseValue。
图11：Tomcat容器之间的信息传输
信息通过Engine中的Pipeline传递，其中Value是阀门，可以通过invoke方法处理请求信息。
信息经过Pipeline中的阀门后，会通过基础阀门，即BaseValue传递到下一个容器组件Host。 Host也会以同样的方式将信息通过Context一层层传递给Wrapper。
Engine
Tomcat中的连接器接受并解析消息后，会将消息传输到Engine容器。用户可以将各种定制的Valve添加到Engine容器的Pipeline中，Engine容器会一一调用Pipeline中的Valve。
Engine容器的BaseValve是StandardEngineValve。这个Valve会读取Request中的Host信息，然后将请求路由到对应的Host容器。
Host
Host是Engine的子容器。每个Host容器都是一个对应不同域名的虚拟主机。
从1.1开始，HTTP协议支持在请求头中添加Host字段来表示请求的域名。
Host通过解析这个域名来决定如何将请求发送到不同的Host。 DNS域名解析时，不同的域名可以解析到同一个IP或主机。
Engine容器的BaseValve会读取Request中的Host，然后调用对应Host容器的Pipeline来处理消息。
假设Tomcat支持三个域名：
http://www.a.comhttp://www.b.comhttp://www.c.com在Tomcat的配置文件server.xml中的Engine标签下添加多个Host标签。
如图12所示，配置中Host节点中的name代表域名，appbase代表虚拟主机的目录。
图12：主机配置
当我们在浏览器中输入http://www.a.com时，Tomcat通过读取server.xml中的配置信息找到www.a.com对应的虚拟主机Host，然后使用找到的Host来处理请求。
Context
表示在虚拟主机上运行的Web 应用程序。每个Web应用程序都是基于一个WAR文件，或者是WAR文件解压后对应的目录（这里称为应用程序目录）。 Context是Host的子容器，每个Host可以根据需要定义任意多个Context元素。
Wrapper
是最小的容器，每个Wrapper对应一个Servlet实例。
Tomcat容器的四个组件已经给大家一一介绍了。这里我通过一个例子带大家了解一下请求容器的过程。
图13：Tomcat容器执行流程
如图13所示：
假设浏览器向Tomcat连接器发送请求，向www.a.com网站发送GET请求，请求内容为/AppA/ServletA。 Connector根据指定的协议和IO方式处理请求Socket消息，将Socket解析成对应的Request实体，并传递给容器中的Engine。连接器将请求交给Engine容器，Engine容器中存储了请求的域名与Host容器的映射关系。找到‘www.a.com’域名对应的Host容器，将请求交给对应的Host。 Host容器继续解析请求中的路径。如果配置了路径和应用程序的关系，比如'/AppA'对应的Context容器，则会安装并配置Host容器，将请求交给对应应用程序的Context容器。 Host容器解析出路径并将应用程序交给Context容器后，不同的请求就可以通过该路径映射到不同的Servlet容器。例如图中的'/ServletA'对应的是Wrapper容器，Context容器将请求交给Wrapper容器。然后Wrapper容器会加载对应的ServletA实现类，调用Servlet实现类中的逻辑来处理Request，并将处理结果写入到Response中。
总结
因此，HTTP服务器和Servlet容器的功能构成了Web应用程序。这就是Tomcat的实现原理。
然后介绍Tomcat的两个重要组件：连接器和容器。连接器处理IO 模型和传输协议并执行请求适配。
容器包括Engine、Host、Context、Wrapper，并描述了它们的父子关系以及各个组件的功能。通过一个例子来描述容器组件之间请求传输的过程。
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用户评论
学习tomcat真的很有挑战，需要仔细研究才能搞定啊
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现在做开发确实要掌握好tomcat的使用，太重要了!
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感觉这篇文章应该分享一些具体的解决问题的方法，这样大家能更容易理解
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51CTO的博客文章质量一直不错，值得一看
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搞定tomcat可以做更多高级的功能开发了吧！
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看完标题就兴奋了，这篇文章肯定干货满满
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希望这篇文章能讲明白一些基础知识，让我也能跟上节奏
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Tomcat感觉越来越常用，学习起来还是挺有用的
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分享这种搞定tomcat的经验和技巧真是太好了，让我更容易入门
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做开发真的要熟练掌握这些工具，感觉这篇文章很实用!
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看到"搞定"就觉得很棒，这个标题很有吸引力啊！
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学习tomcat是一个很好的方向，能提升自己的编程水平
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希望还有更多关于Tomcat的分享，让我可以更深入地了解它
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喜欢这类干货满满的文章，读完后能学到新知识!
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在做web项目的时候经常用到tomcat，学习起来很重要
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期待阅读这篇文章，希望能获得一些实用的技巧
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做Web开发必须要掌握tomcat，这篇博客应该很有帮助
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学习新的技术总令人兴奋，搞定tomcat感觉很棒!
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