一、浏览器访问服务器的流程

b/s (浏览器/服务器模式) 浏览器是客户端(发送http请求)-——> 服务器端

http请求的处理过程

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注意:浏览器访问服务器使用的是Http协议,Http是应用层协议,用于定义数据通信的格式,具体的数据传输使用的是TCP/IP协议。

二、Tomcat 系统总体架构

1、Tomcat 请求处理大致过程

Tomcat是一个Http服务器(能够接收并且处理http请求,所以tomcat是一个Http服务器)

我们使用浏览器向某一个网站发起请求,发出的是Http请求,那么在远程,Http服务器接收到这个请求 之后,会调用具体的程序(Java类)进行处理,往往不同的请求由不同的Java类完成处理。

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如果Http服务器(Tomcat)直接调用业务处理类完成业务处理的话存在一定的问题:Tomcat与业务类耦合在一起了。

架构进行优化后:

图片HTTP服务器接收到请求之后把请求交给Servlet容器来处理,Servlet容器通过Servlet接口调用业务 类。Servlet接口Servlet容器这一整套内容叫作Servlet规范

注意:Tomcat既按照Servlet规范的要求去实现了Servlet容器,同时它也具有HTTP服务器的功能。

Tomcat的两个重要身份:

  • Http服务器
  • Tomcat是一个Servlet容器

2、Tomcat Servlet容器处理流程

当用户请求某个URL资源时:

  1. HTTP服务器会把请求信息使用ServletRequest对象封装起来;
  2. 进一步去调用Servlet容器中某个具体的Servlet
  3. 在2中,Servlet容器拿到请求后,根据URLServlet的映射关系,找到相应的Servlet
  4. 如果Servlet还没有被加载,就用反射机制创建这个Servlet,并调用Servletinit方法来完成初始化;
  5. 接着调用这个具体Servletservice方法来处理请求,请求处理结果使用ServletResponse对象封装;
  6. ServletResponse对象返回给HTTP服务器,HTTP服务器会把响应发送给客户端。

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3、Tomcat 系统总架构

通过上面的讲解,我们发现tomcat有两个非常重要的功能需要完成

  1. 和客户端浏览器进行交互,进行socket通信,将字节流和Request/Response等对象进行转换;
  2. Servlet容器处理业务逻辑。

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Tomcat 设计了两个核心组件连接器(Connector)和容器(Container)来完成 Tomcat 的两大核心功能。

连接器负责对外交流: 处理Socket连接,负责网络字节流与RequestResponse对象的转化;

容器负责内部处理:加载和管理Servlet,以及具体处理Request请求;

三、Tomcat 连接器组件 Coyote

1、Coyote 简介

CoyoteTomcat 中连接器的组件名称 , 是对外的接口。客户端通过Coyote与服务器建立连接、发送请 求并接受响应 。

  • Coyote 封装了底层的网络通信(Socket请求及响应处理);
  • Coyote 使Catalina 容器(容器组件)与具体的请求协议及IO操作方式完全解耦;
  • CoyoteSocket 输入转换封装为 Request 对象,进一步封装后交由Catalina 容器进行处理,处理请求完成后, Catalina 通过Coyote 提供的Response 对象将结果写入输出流;
  • Coyote 负责的是具体协议(应用层)和IO(传输层)相关内容。

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Tomcat Coyote 支持的 IO模型与协议

Tomcat支持多种应用层协议和I/O模型,如下:

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![图片](data:image/svg+xml,%3C%3Fxml version=’1.0’ encoding=’UTF-8’%3F%3E%3Csvg width=’1px’ height=’1px’ viewBox=’0 0 1 1’ version=’1.1’ xmlns=’http://www.w3.org/2000/svg‘ xmlns:xlink=’http://www.w3.org/1999/xlink'%3E%3Ctitle%3E%3C/title%3E%3Cg stroke=’none’ stroke-width=’1’ fill=’none’ fill-rule=’evenodd’ fill-opacity=’0’%3E%3Cg transform=’translate(-249.000000, -126.000000)’ fill=’%23FFFFFF’%3E%3Crect x=’249’ y=’126’ width=’1’ height=’1’%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E)在 8.0 之前 ,Tomcat 默认采用的I/O方式为 BIO,之后改为 NIO。 无论 NIONIO2 还是 APR, 在性能方面均优于以往的BIO。 如果采用APR, 甚至可以达到 Apache HTTP Server 的影响性能。

2、Coyote 的内部组件及流程

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Coyote 组件及作用:

组件 作用描述
EndPoint EndPoint 是 Coyote 通信端点,即通信监听的接口,是具体Socket接收和发 送处理器,是对传输层的抽象,因此EndPoint用来实现TCP/IP协议的。
Processor Processor 是Coyote 协议处理接口 ,如果说EndPoint是用来实现TCP/IP协 议的,那么Processor用来实现HTTP协议,Processor接收来自EndPoint的 Socket,读取字节流解析成Tomcat Request和Response对象,并通过 Adapter将其提交到容器处理,Processor是对应用层协议的抽象。
ProtocolHandler Coyote 协议接口, 通过Endpoint 和 Processor , 实现针对具体协议的处 理能力。Tomcat 按照协议和I/O 提供了6个实现类 : AjpNioProtocol , AjpAprProtocol, AjpNio2Protocol , Http11NioProtocol , Http11Nio2Protocol ,Http11AprProtocol。
Adapter 由于协议不同,客户端发过来的请求信息也不尽相同,Tomcat定义了自己的 Request类来封装这些请求信息。ProtocolHandler接口负责解析请求并生成 Tomcat Request类。但是这个Request对象不是标准的ServletRequest,不 能用Tomcat Request作为参数来调用容器。Tomcat设计者的解决方案是引 入CoyoteAdapter,这是适配器模式的经典运用,连接器调用 CoyoteAdapter的Sevice方法,传入的是Tomcat Request对象, CoyoteAdapter负责将Tomcat Request转成ServletRequest,再调用容器。

四、Tomcat Servlet 容器 Catalina

1、 Tomcat 模块分层结构图及Catalina位置

Tomcat是一个由一系列可配置(conf/server.xml)的组件构成的Web容器,而CatalinaTomcatservlet容器。

从另一个⻆度来说,Tomcat 本质上就是一款 Servlet 容器, 因为 Catalina 才是 Tomcat 的核心 , 其他模块都是为Catalina 提供支撑的。 比如 : 通过 Coyote 模块提供链接通信,Jasper 模块提供 JSP 引擎,Naming 提供JNDI 服务,Juli 提供日志服务。

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2、Servlet 容器 Catalina 的结构

Tomcat(我们往往有一个认识,Tomcat就是一个Catalina的实例,因为CatalinaTomcat的核心)

Tomcat/Catalina实例

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其实,可以认为整个Tomcat就是一个Catalina实例,Tomcat 启动的时候会初始化这个实例,Catalina 实例通过加载server.xml完成其他实例的创建,创建并管理一个ServerServer创建并管理多个服务, 每个服务又可以有多个Connector和一个Container

一个Catalina实例(容器) 一个 Server实例(容器) 多个Service实例(容器)

每一个Service实例下可以有多个Connector实例和一个Container实例

  • Catalina负责解析Tomcat的配置文件(server.xml) , 以此来创建服务器Server组件并进行管理。
  • Server服务器表示整个Catalina Servlet容器以及其它组件,负责组装并启动Servlaet引擎,Tomcat连接器。Server通过实现Lifecycle接口,提供了一种优雅的启动和关闭整个系统的方式。
  • Service服务是Server内部的组件,一个Server包含多个Service。它将若干个Connector组件绑定到一个 Container
  • Container容器,负责处理用户的servlet请求,并返回对象给web用户的模块。

3、Container 组件的具体结构

Container组件下有几种具体的组件,分别是EngineHostContextWrapper。这4种组件(容器) 是父子关系。Tomcat通过一种分层的架构,使得Servlet容器具有很好的灵活性。

  • Engine表示整个CatalinaServlet引擎,用来管理多个虚拟站点,一个Service最多只能有一个Engine, 但是一个引擎可包含多个Host
  • Host``代表一个虚拟主机,或者说一个站点,可以给Tomcat配置多个虚拟主机地址,而一个虚拟主机下 可包含多个Context
  • Context表示一个Web应用程序, 一个Web应用可包含多个Wrapper
  • Wrapper表示一个ServletWrapper 作为容器中的最底层,不能包含子容器。

上述组件的配置其实就体现在conf/server.xml中。

好了,Tomcat 系统架构与原理剖析我们就讲到这里,下一讲我们来讲一下Tomcat 服务器核心配置详解


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