Tomcat 总体结构

一.Tomcat 总体结构

1.Server(服务器)是Tomcat构成的顶级构成元素，所有一切均包含在Server中，Server的实现类StandardServer可以包含一个到多个Services。

2.次顶级元素Service的实现类为StandardService调用了容器(Container)接口，其实是调用了Servlet Engine(引擎)，而且StandardService类中也指明了该Service归属的Server。

3. 连接器(Connector)将Service和Container连接起来，首先它需要注册到一个Service，它的作用就是把来自客户端的请求转发到Container(容器)，这就是它为什么称作连接器的原因。多个Connector可以对应一个Container。

4.接下来次级的构成元素就是容器(Container)，主机(Host)、上下文(Context)和引擎(Engine)均继承自Container接口，所以它们都是容器。但是，它们是有父子关系的，在主机(Host)、上下文(Context)和引擎(Engine)这三类容器中，引擎是顶级容器，直接包含是主机容器，而主机容器又包含上下文容器，所以引擎、主机和上下文从大小上来说又构成父子关系，虽然它们都继承自Container接口。

我们从功能的角度将Tomcat源代码分成5个子模块，它们分别是：

1. Jsper子模块：这个子模块负责jsp页面的解析、jsp属性的验证，同时也负责将jsp页面动态转换为java代码并编译成class文件。在Tomcat源代码中，凡是属于org.apache.jasper包及其子包中的源代码都属于这个子模块；
2. Servlet和Jsp规范的实现模块：这个子模块的源代码属于javax.servlet包及其子包，如我们非常熟悉的javax.servlet.Servlet接口、javax.servet.http.HttpServlet类及javax.servlet.jsp.HttpJspPage就位于这个子模块中；
3. Catalina子模块：这个子模块包含了所有以org.apache.catalina开头的java源代码。该子模块的任务是规范了Tomcat的总体架构，定义了Server、Service、Host、Connector、Context、Session及Cluster等关键组件及这些组件的实现，这个子模块大量运用了Composite设计模式。同时也规范了Catalina的启动及停止等事件的执行流程。从代码阅读的角度看，这个子模块应该是我们阅读和学习的重点。
4. Connectors子模块：如果说上面三个子模块实现了Tomcat应用服务器的话，那么这个子模块就是Web服务器的实现。所谓连接器(Connector)就是一个连接客户和应用服务器的桥梁，它接收用户的请求，并把用户请求包装成标准的Http请求(包含协议名称，请求头Head，请求方法是Get还是Post等等)。同时，这个子模块还按照标准的Http协议，负责给客户端发送响应页面，比如在请求页面未发现时，connector就会给客户端浏览器发送标准的Http 404错误响应页面。
5. Resource子模块：这个子模块包含一些资源文件，如Server.xml及Web.xml配置文件。严格说来，这个子模块不包含java源代码，但是它还是Tomcat编译运行所必需的。

 

Tomcat运行流程

 

假设来自客户的请求为：http://localhost:8080/test/index.jsp

1. 请求被发送到本机端口8080，被在那里侦听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得
2. Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理，并等待Engine的回应
3. Engine获得请求localhost:8080/test/index.jsp，匹配它所有虚拟主机Host
4. Engine匹配到名为localhost的Host（即使匹配不到也把请求交给该Host处理，因为该Host被定义为该Engine的默认主机）
5. localhost Host获得请求/test/index.jsp，匹配它所拥有的所有Context
6. Host匹配到路径为/test的Context（如果匹配不到就把该请求交给路径名为""的Context去处理）
7. path="/test"的Context获得请求/index.jsp，在它的mapping table中寻找对应的servlet
8. Context匹配到URL PATTERN为*.jsp的servlet，对应于JspServlet类
9. 构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet或doPost方法
10. Context把执行完了之后的HttpServletResponse对象返回给Host
11. Host把HttpServletResponse对象返回给Engine
12. Engine把HttpServletResponse对象返回给Connector
13. Connector把HttpServletResponse对象返回给客户browser

 

二.Container 结构

Container 就是Servlet 容器。

Container是容器的父接口，所有子容器都必须实现这个接口，Container容器的设计用的是典型的责任链的设计模式，它有四个子 容器组件构成，分别是：Engine、Host、Context、Wrapper，这四个组件不是平行的，而是父子关系，Engine包含 Host,Host 包含 Context，Context 包含 Wrapper。通常一个 Servlet class 对应一个 Wrapper，如果有多个 Servlet 就可以定义多个 Wrapper，如果有多 个 Wrapper 就要定义一个更高的Container 了，如 Context， Context 通常就是对应下面这个配置：

 在server.xml 配置：

<Context
 
path="/library"
docBase="D:projectslibrarydeploy	argetlibrary.war"
reloadable="true"
/>

三.Connector 

对Connector的配置位于conf/server.xml文件中。

1.一个典型的配置如下：（BIO HTTP/1.1 Connector配置）

<Connector port=”8080” protocol=”HTTP/1.1” maxThreads=”150” 
connectionTimeout=”20000” redirectPort=”8443” >

其它一些重要属性如下：

• acceptCount : 接受连接request的最大连接数目，默认值是10
• address : 绑定IP地址，如果不绑定，默认将绑定任何IP地址
• allowTrace : 如果是true,将允许TRACE HTTP方法
• compressibleMimeTypes : 各个mimeType, 以逗号分隔，如text/html,text/xml
• compression : 如果带宽有限的话，可以用GZIP压缩
• connectionTimeout : 超时时间，默认为60000ms (60s)
• maxKeepAliveRequest : 默认值是100
• maxThreads : 处理请求的Connector的线程数目，默认值为200

如果是SSL配置，如下：

<Connector port="8181" protocol="HTTP/1.1" SSLEnabled="true" 
    maxThreads="150" scheme="https" secure="true" 
    clientAuth="false" sslProtocol = "TLS" 
    address="0.0.0.0" 
    keystoreFile="E:/java/jonas-full-5.1.0-RC3/conf/keystore.jks" 
    keystorePass="changeit" /> 

其中，keystoreFile为证书位置，keystorePass为证书密码。

2. NIO HTTP/1.1 Connector配置

<Connector port=”8080” protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol” 
    maxThreads=”150” connectionTimeout=”20000” redirectPort=”8443” >

类图：

Connector工作流程顺序图：

Connector的工作流程

我们以Http11AprProtocol为例说明Connector的工作流程。

1. 它将工作委托给NioEndpoint类。在NioEndpoint类的init方法中构建一个SocketServer(当然，不同的实现类会有一些微小的变化，例如如果是NIO，它构建的就是SocketServerChannel)
2. 在NioEndpoint.Acceptor类中会接收一个客户端新的连接请求，如下图：

   

3. 在NioEndpoint类中，有一个内部接口Handle，该接口定义如下：

   

4. 在Http11NioProtocol类中实现了Handle这个内部接口，并调用Http11NioProcessor类(该类实现了ActionHook回调接口)。在Response类中会调用ActionHook实现类的相关方法的，Response类的action方法如下：

   

5. Http11NioProcessor的process实现方法中，会通过Adapter来调用Servler容器生成响应结果。

参考：http://www.infoq.com/cn/articles/zh-tomcat-http-request-1