Web伺服器專題：Tomcat（一）基礎及模組

針對java系的經典伺服器，打算系統的整理一下Tomcat的機制和一些原理，以此記錄。

插一則題外話，關於tomat這個名字的由來：Tomcat 名稱的由來

關於Tomcat

基礎的 tomcat 內容就不過多贅述了，基本的百度百科都可以看到，在這裡我想從catlina入手介紹一下tomcat，我想很多人剛開始接觸tomcat，不論是日誌裡，bin目錄下的腳本里，都會看見catlina這個東西，都會很困惑，什麼是 Catlina，說到 Catlina，就要介紹一些tomcat相比於Apache 的不同之處，簡單來說，Apache主要用來處理網路中的靜態資源請求（HTML，CSS、圖片等），而tomcat是專為java的servlet而生的，簡單來說就是為J2EE提供環境的， 用來解析動態的資源處理（即後端的業務處理，動態資料等）的部分就被稱為 Catlina。

tomcat 繼承了Apache 作為web伺服器的基本功能，本身包含了三個重要的組成：

處理 html, js, css等 靜態頁面的Web容器；

根據不同的請求來呼叫不同的servlet的servlet容器Catlina；

編譯jsp的引擎Jasper

其實Catlina就是一個Servlet容器，它也是tomcat區別於其他伺服器的核心，整個Tomcat最核心的事就是進行Servlet的管理和根據前端的請求進行排程。

Tomcat的目錄層級及常用檔案

首先簡單記錄一下Tomcat的檔案目錄及一些常用的檔案。

Tomcat的目錄：

|---bin：//存放啟動和關閉tomcat指令碼

　　|---conf：//存放不同的配置檔案（server.xml和web.xml）；
　　|---doc：//存放Tomcat文件；
　　|---lib/japser/common：//存放Tomcat執行需要的庫檔案（JARS）；
　　|---logs：//存放Tomcat執行時的LOG檔案；
　　|---src：//存放Tomcat的原始碼；
　　|---webapps：//Tomcat的主要Web釋出目錄（包括應用程式示例）；
　　|---work：//存放jsp編譯後產生的class檔案；

以上目錄中，一般我們基本開發部署中常用的基本就  bin  、conf 、logs三個，其中 tomcat 的系統級啟動shell、bat檔案均在bin目錄下，具體環境變數及啟動流程，都可以在start.sh或start.bat中檢視原始碼，這裡就不多說了，就主要說一下 conf 目錄下的檔案吧：

server.xml: Tomcat的主配置檔案，包含Service, Connector, Engine, Realm, Valve, Hosts主元件的相關配置資訊；

　    web.xml：遵循Servlet規範標準的配置檔案，用於配置servlet，併為所有的Web應用程式提供包括MIME對映等預設配置資訊；

tomcat-user.xml：Realm認證時用到的相關角色、使用者和密碼等資訊；Tomcat自帶的manager預設情況下會用到此檔案；在Tomcat中新增/刪除使用者，為使用者指定角色等將通過編輯此檔案實現；

　    catalina.policy：Java相關的安全策略配置檔案，在系統資源級別上提供訪問控制的能力；

　    catalina.properties：Tomcat內部package的定義及訪問相關控制，也包括對通過類裝載器裝載的內容的控制；Tomcat在啟動時會事先讀取此檔案的相關設定；

　    logging.properties: Tomcat6通過自己內部實現的JAVA日誌記錄器來記錄操作相關的日誌，此檔案即為日誌記錄器相關的配置資訊，可以用來定義日誌記錄的  元件級別以及日誌檔案的存在位置等；

　    context.xml：所有host的預設配置資訊；

Tomcat架構

Tomcat的設計是基於模組化設計的，內部主要依賴於不同的模組元件構成， 這裡打算圖解一下Tomcat的內建元件及 一條請求的主要流程，話不多說，先上圖：

一句話簡單概括，一個tomcat只有一個Server作為根，它管理著多個Service服務，而Service服務又管理著多個Connector以及一個Container，其中核心元件為Connector以及Container。

Server元件

從圖中可以看出，一個Tomcat只能有一個Server，Server就是一個Tomcat的例項。

Service元件

Service其實是一個集合，它將Connector元件與Container元件包裝組合在一起（一個Service可以有多個Connector和一個Container），對外進行服務，而Service又是執行在Server中，也就是說，一個Tomcat可以有多個service

Connector元件

 該元件主要負責監聽指定埠的客戶端請求(不同埠對應不同的Connect元件)，將Socket請求過來的資料，都封裝成Request請求物件，同時將該請求物件 傳遞給Container容器進行下一步的處理。

Container元件

Container元件才是最接近Web應用的元件，它負責根據請求進行一系列的servlet呼叫，本身Container又包含四個子容器：Engine、Host、Context、Wrapper

Container的容器組合如下圖：

Engine ：引擎，用來管理多個站點， 一個Service最多隻能有一個Engine；
Host ：代表一個站點，也可以叫虛擬主機，通過配置Host 就可以新增站點；
Context ：代表一個應用程式，即為我們開發的一個war服務在webapp目錄下的各個應用，或者一個WEB-INF 目錄以及下面的web.xml 檔案；
Wrapper ：每個Wrapper 封裝著一個servlet

一次完整的流程：

1、當我們瀏覽器點選事件發生，傳送了一個http/https的請求，首先到達tomcat，即執行的例項server中

2、該請求被監聽 8080 埠的 connector監聽到，獲取請求報文後，封裝成Request請求，並將該請求發往Engine

3、Engine根據請求的url，搜尋使用哪個Host

4、當相應的Host獲取該請求後，根據請求中的地址，找尋相應的Context來處理該請求

5、Context根據其內部的對映表，獲取相應的servlet，並構造HttpServletRequest物件和HttpServletResponse物件，進行業務處理

6、Context將處理完的HttpServletResponse物件返回給Host

7、Host再將結果返回Engine

8、Engine中心排程，將結果返回給 connector

9、connector將結果返歸給客戶端

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