Tomcat体系结构

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Tomcat系统总体架构

tomcat请求处理大致过程

Tomcat是一个Http服务器,能够接收并处理http请求,在接收到请求后,会去调用具体的Servlet执行相应的逻辑,不同的请求会调用不同的Servlet处理,大致流程如下图: 在这里插入图片描述 从图中不难看出,Tomcat的两个重要身份

  • http服务器
  • servlet容器

Servlet容器处理流程

当用户请求某个Url

  1. Http服务器会接受请求,并将请求使用ServletRequest进行封装
  2. 根据Url映射找到Servlet容器中的对应的Servlet,并调用
  3. 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
  4. 接着执行Servletservice()方法处理请求,执行相应的业务逻辑,并将响应结果用ServletResponse封装
  5. Servlet容器将封装的响应结果返回给Http服务器,Http服务器再返回给客户端

流程图如下

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两大核心组件

从上边的介绍中知道Tomcat有两大重要的功能,一个是处理请求的服务器,一个是处理业务的容器,在Tomcat的设计中,他们分别对应两大核心组件

  • Connector(连接器):负责对外交流,处理socket连接,负责⽹络字节流与Request和Response对象的转化
  • Container(容器):负责内部处理,加载和管理Servlet,以及执行具体的业务逻辑

连接器组件Coyote

简介及功能

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,主要有以下功能:

  • Coyote 封装了底层的⽹络通信(Socket请求及响应处理)
  • 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
  • 他将Socket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响应给客户端
  • Coyote负责的是具体协议(应⽤层)和IO(传输层)相关内容

Tomcat⽀持多种应⽤层协议和I/O模型,如下:

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在 8.0 之前 , Tomcat 默认采⽤的I/O⽅式为 BIO,之后改为 NIO。 ⽆论 NIO、 NIO2 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。

Coyote的内部组件及流程

Coyote的内部组件及作用:

  • EndPoint:EndPointCoyote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:ProcessorCoyote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EndPointSocket,读取字节流解析成TomcatRequestResponse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EndpointProcessor ,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 : AjpNioProtocolAjpAprProtocolAjpNio2ProtocolHttp11NioProtocolHttp11Nio2ProtocolHttp11AprProtocol
  • 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CoyoteAdapterSevice⽅法,传⼊的是Tomcat Request对象,CoyoteAdapter负责将Tomcat Request转成ServletRequest,再调⽤容器

流程图:

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容器组件Catalina

Tomcat模块分层结构图及Catalina位置

某种程度来说,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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Catalina 的结构说明

我们可以有这样的认知,Tomcat其实就是一个Catalina实例,Tomcat启动的时候回初始化Catalina实例,Catalina实例再通过加载server.xml配置文件去创建其他的实例,创建并管理一个server实例,一个server实例又去创建并管理多个service服务,每个service服务有包含了多个connector和一个Container

  • Catalina:负责解析Tomcat的配置⽂件(server.xml) ,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Servlet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
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。

  • Engin: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
Catalina结构图

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说明

文章内容输出来源:拉勾教育Java高薪训练营课程归纳总结

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