Tomcat 组成与工作原理

      开源的 Java Web 应用服务器，实现了 Java EE（Java Platform Enterprise Edition）的部分技术规范，比如 Java Servlet、Java Server Page、JSTL、Java WebSocket。Java EE 是 Sun 公 司为企业级应用推出的标准平台，定义了一系列用于企业级开发的技术规范，除了上述的之外，还有 EJB、Java Mail、JPA、JTA、JMS 等，而这些都依赖具体容器的实现。

Servlet 容器:

Tomcat 组成如下图：主要有 Container 和 Connector 以及相关组件构成

 Server：指的就是整个 Tomcat 服 务器，包含多组服务，负责管理和 启动各个 Service，同时监听 8005 端口发过来的 shutdown 命令，用于关闭整个容器；

Service：Tomcat 封装的、对外提供完整的、基于组件的 Web 服务， 包含 Connectors、Container 两个核心组件，以及多个功能组件，各个 Service 之间是独立的，但是共享 同一 JVM 的资源；

Connector：Tomcat 与外部世界的连接器，监听固定端口接收外部请求，传递给 Container，并将 Container 处理的结果返回给外部；

Container：Catalina，Servlet 容器，内部有多层容器组成，用于管理 Servlet 生命周期，调用 servlet 相关方法；

Loader：封装了 Java ClassLoader，用于 Container 加载类文件；

Realm：Tomcat 中为 Web 应用程序提供访问认证和角色管理的机制；

JMX：Java SE 中定义技术规范，是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架，通过 JMX 可以远程监控 Tomcat 的运行状态；

Jasper：Tomcat 的 JSP 解析引擎，用于将 JSP 转换成 Java 文件，并编译成 class 文件。

Session：负责管理和创建 Session，以及 Session 的持久化（可自定义），支持 Session 的集 群。

Pipeline：在容器中充当管道的作用，管道中可以设置各种 valve（阀门），请求和响应在经由管道中各个阀门处理，提供了一种灵活可配置的处理请求和响应的机制。

Naming：命名服务，JNDI， Java 命名和目录接口，是一组在 Java 应用中访问命名和目录服务的 API。命名服务将名称和对象联系起来，使得我们可以用名称访问对象，目录服务也是一种命名 服务，对象不但有名称，还有属性。Tomcat 中可以使用 JNDI 定义数据源、配置信息，用于开发与部署的分离

Container 组成

• Engine：Servlet 的顶层容器，包含一 个或多个 Host 子容器；

• Host：虚拟主机，负责 Web 应用的部 署和 Context 的创建；

• Context：Web 应用上下文，包含多个 Wrapper，负责 Web 配置的解析、管 理所有的 Web 资源；

• Wrapper：最底层的容器，是对 Servlet 的封装，负责 Servlet 实例的创 建、执行和销毁。

生命周期管理
Tomcat 为了方便管理组件和容器的生命周期，定义了从创建、启动、到停止、销毁共 12 中状态，Tomcat 生命周期管理了内部状态变化的规则控制，组件和容器只需实现相应的生命周期 方法即可完成各生命周期内的操作（initInternal、startInternal、stopInternal、 destroyInternal）

生命周期状态===》New->Initializing->Initalized->StartingPrep->Starting->Started->StopPrep->Stopping->Stoped->Destroying->Destroyed->Failed

比如执行初始化操作时，会判断当前状态是否 New，如果不是，则抛出生命周期异常；如果是，则设置当前状态为 Initializing，并执行 initInternal 方法，由子类实现，方法执行成功则设置当 前状态为 Initialized，执行失败则设置为 Failed 状态。

 Tomcat 的生命周期管理引入了事件机制，在组件或容器的生命周期状态发生变化时会通知事件监听器，监听器通过判断事件的类型来进行相应的操作。事件监听器的添加可以在 server.xml 文件中进行配置。

Tomcat 各类容器的配置过程就是通过添加 listener 的方式来进行的，从而达到配置逻辑与容器的解耦。如 EngineConfig、HostConfig、ContextConfig。

• EngineConfig：主要打印启动和停止日志

• HostConfig：主要处理部署应用，解析应用 META-INF/context.xml 并创建应用的 Context

• ContextConfig：主要解析并合并 web.xml，扫描应用的各类 Eeb 资源（filter、servlet、listener）

• Tomcat 的启动过程

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• Servlet 生命周期
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   Servlet 是用 Java 编写的服务器端程序。其主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态 Web 内容。

  1. 请求到达 server 端，server 根据 url 映射到相应的 Servlet

  2. 判断 Servlet 实例是否存在，不存在则加载和实例化 Servlet 并调用 init 方法

  3. Server 分别创建 Request 和 Response 对象，调用 Servlet 实例的 service 方法（service 方法内部会根据 http 请求方法类型调用相应的 doXXX 方法）

  4. doXXX 方法内为业务逻辑实现，从 Request 对象获取请求参数，处理完毕之后将结果通过 response 对象返回给调用方

  5. 当 Server 不再需要 Servlet 时（一般当 Server 关闭时），Server 调用 Servlet 的 destroy() 方法。

load on startup
当值为 0 或者大于 0 时，表示容器在应用启动时就加载这个 servlet；当是一个负数或者没有指定时，则指示容器在该 servlet 被选择时才加载；正数的值越小，启动该 servlet 的优先级越高。