Tomcat 学习进阶历程之Tomcat架构与核心类分析

Posted 2020-09-16 gavanwanggw

前面的http及socket两部分内容。主要是为了后面看Tomcat源代码而学习的一些网络基础。从这章開始，就開始实际深入到Tomcat的‘内在’去看一看。

在分析Tomcat的源代码之前，准备先看一下Tomcat的架构与一些核心类的简单分析，并简介一下Tomcat是怎样处理一次Http请求的。这部分内容有相当一部分来源于网络，在此。感谢原作者的贡献。

1. Tomcat的整体架构

Tomcat的架构关系能够从Tomcat的配置文件server.xml中看到端倪。

从上图中能够看出Tomcat 的心脏是两个组件：Connector 和 Container，关于这两个组件将在后面具体介绍。Connector 组件是能够被替换，这样能够提供给server设计者很多其它的选择。由于这个组件是如此重要，不仅跟server的设计的本身，并且和不同的应用场景也十分相关，所以一个 Container 能够选择相应多个 Connector。

多个 Connector 和一个 Container 就形成了一个 Service，Service 的概念大家都非常熟悉了，有了 Service 就能够对外提供服务了，可是 Service 还要一个生存的环境。必需要有人可以给她生命、掌握其生死大权，那就非 Server 莫属了。所以整个 Tomcat 的生命周期由 Server 控制。

Connector又叫连接器，它的主要任务是接收浏览器发过来的Tcp连接请求(说白了就是上一章讲的Socket请求)，依据请求行，请求头，请求正文信息创建一个Request和Response（这个Request和Response我想大家都再熟悉只是了，尽管他还不是真正的HttpServletRequest与HttpServletResponse，但确实是有关的，姑且如今就当它是。这部分内容在后面的章节后讲到）。

然后会产生一个线程来处理这个请求并把产生的 Request 和 Response 对象传给处理这个请求的线程，处理这个请求的线程就是 Container 组件要做的事了。

在一个Service中。Connector能够有多个，每个Connector相应了一种不同的处理协议，在Tomcat中默认支持的是Http与AJP协议，所以Tomcat中实现了HttpConnector与AjpConnector。可是Container仅仅有一个。Connector与Container是多对一的关系。例如以下：

说白了。Service 仅仅是在 Connector 和 Container 外面多包一层，把它们组装在一起，向外面提供服务，一个 Service 能够设置多个 Connector。可是仅仅能有一个 Container 容器。

2.  Tomcat处理一次请求的过程

上面的图形简单描绘了Tomcat解析一次请求的大致过程。图中仅仅简单描绘了Tomcat处理的几个重要节点，里面包含对的非常多其它组件，比方：processor。Engine，Host。Context等都没有描绘出来，这些细节在后面的章节一边学习一面总结。

在Container接收到Request后，依据Request中请求的URL，解析出要请求的Servlet，依据配置文件(一般为应用中web.xml中的Servlet或其它可訪问资源)获得起路径后，使用对应的类载入器载入Servlet，然后调用其Service方法。余下的就是客户自己编写的Servlet进行工作了。

3、Tomcat核心类

Tomcat代码看似非常庞大，但从结构上看却非常清晰和简单，它主要由一堆组件组成，如Server、Service、Connector等。并基于JMX管理这些组件。另外实现以上接口的组件也实现了代表生存期的接口Lifecycle，使其组件履行固定的生存期，在其整个生存期的过程中通过事件侦听LifecycleEvent实现扩展。

Catalina：与開始/关闭shell脚本交互的主类，因此假设要研究启动和关闭的过程，就从这个类開始看起。

Server：是整个Tomcat组件的容器，包括一个或多个Service。

Service：Service是包括Connector和Container的集合。Service用适当的Connector接收用户的请求。再发给对应的Container来处理。

Connector：实现某一协议的连接器。如默认的有实现HTTP、HTTPS、AJP协议的。

Container：能够理解为处理某类型请求的容器，处理的方式一般为把处理请求的处理器包装为Valve对象，并按一定顺序放入类型为Pipeline的管道里。Container有多种子类型：Engine、Host、Context和Wrapper，这几种子类型Container依次包括，处理不同粒度的请求。

另外Container里包括一些基础服务。如Loader、Manager和Realm。

Engine：Engine包括Host和Context。接到请求后仍给对应的Host在对应的Context里处理。

Host：就是我们所理解的虚拟主机。

Context：就是我们所部属的详细Web应用的上下文，每一个请求都在是对应的上下文里处理的。

Wrapper：Wrapper是针对每一个Servlet的Container。每一个Servlet都有对应的Wrapper来管理。

能够看出Server、Service、Connector、Container、Engine、Host、Context和Wrapper这些核心组件的作用范围是逐层递减，并逐层包括。

參考：

Tomcat 系统架构与设计模式。第 1 部分: 工作原理

CSDN cutesource博客 Tomcat源代码分析

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