Tomcat的架构

文章目录

• 一、Tomcat总体架构
• • 1.1 Tomcat工作流程
  • 1.2 Tomcat 容器处理请求流程
  • 1.3 Tomca核心功能组件
  • 1.4 Tomcat连接器组件Coyote
  • • 1.4.1 Coyote支持的IO模型和协议
    • 1.4.2 Coyote的内部组件
  • 1.5 Tomcat的Servlet容器-Catalina
  • • 1.5.1 Catalina的结构
    • 1.5.2 Container组件的含义

一、Tomcat总体架构

1.1 Tomcat工作流程

1.2 Tomcat 容器处理请求流程

Servlet规范： http服务器收到http请求后，会将请求交给Servlet容器来处理。Servlet容器通过Servlet接口调用具体的业务类。Servlet接口和Servlet容器这一整套内容就是Servlet规范
Tomcat的两个重要身份： 1、http服务器 2、Tomcat是一个Servlet容器

用户请求URL资源时处理流程

1. Http服务器，封装用户请求信息，封装成ServletRequest对象
2. Servlet容器根据URL和Servlet的映射关系，调用对应的具体的Servlet
3. 如果对应的Servlet未被创建，则使用反射创建Servlet并且调用其init()方法进行初始化
4. 调用Servlet的service()方法，处理请求，请求处理结果封装成ServletResponse对象
5. ServletResponse对象交还给HTTP服务器，Http服务器对客户端进行响应。

1.3 Tomca核心功能组件

Tomcat有两个非常重要的功能

1. 和客户端进行交互、使用socket通信，将字节流和Request/Response等对象进⾏转换
2. Servlet容器来处理具体的业务逻辑

Tomcat有两个核心组件，连接器(Connector) 和容器(Container) 来完成Tomcat的两大核心功能

1. 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对象的转换
2. 容器：负责内部处理，加载管理Servlet以及具体的Request请求

1.4 Tomcat连接器组件Coyote

Coyote是Tomcat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

1. Coyote封装了底层的网络通信，包括Socket请求和响应
2. Coyote使用Catalina容器，与具体的请求协议及IO操作方式完全解耦
3. Coyote将Socket输入，转换为Request对象，进一步封装后(ServletRequest)交由Catalina容器进行处理，请求处理完成后，Catalina通过Coyote提供的Response对象，将处理结果进行客户端返回。
4. Coyote负责的是具体协议**(应用层)和IO(传输层）**的相关内容
   
   

1.4.1 Coyote支持的IO模型和协议

1. Tomcat在8.0之前，Tomcat默认的IO模型为BIO，阻塞式I/O ,8.0之后默认的I/O模型为NIO非阻塞I/O
2. NIO、NIO2、APR 在性能上，都要优于以往的BIO。

1.4.2 Coyote的内部组件

Coyote组件的作用
Endpoint ： Endpoint是Coyote的通信端点，即通讯监听接口，是具体Socket接收和发送处理器，是对传输层的抽象，因此也说Endpoint是用来实现TCP/IP协议的
Processor： Processor是Coyote协议处理接口，如果说Endpoit是用来实现TCP/IP协议的，那么Processor就是实现Http协议的。Processor接收来自Endpoint的Socket，读取字节流解析成Tomcat封装的Request和Response对象，并且通过Adapter适配器，转换成容器需要的ServletRequest对象进行处理。
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、AjpNio2Protocol、AjpAprProtocol、Http11NioProtocol、Http11Nio2Protocol、Http11AprProtocol
Adapter 由于协议不同，客户端发过来的请求信息也不同，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，生成TomcatRequest类。但是Servlet容器接受的对象标准是ServletRequest对象，所以需要一个适配器。Tomcat设计者引入了CoyoteAdapter，这是一个适配器模式的应用。连接器调用CoyoteAdapter的service方法，将tomcat 的标准Request对象，转换成ServletRequest，再调用容器进行业务处理。

1.5 Tomcat的Servlet容器-Catalina

Tomcat是一个由一系列可配置的组件构成的web容器,而Catalina是Tomcat的servlet容器。Catalina是servlet容器实现,包含了之前讲到的所有的容器组件。它通过松耦合的方式集成Coyote ,以完成按照请求协议进行数据读写。同时,它还包括我们的启动入口、Shell程序等。**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提供支持的。比如Coyote提供链接通信，Jasper提供JSP引擎，Naming提供JNDI服务、JULI提供日志服务。

1.5.1 Catalina的结构

一般来说，认为Tomcat就是一个Catalina的实例，Tomcat启动后就会初始化这个实例，Catalina实例再通过server.xml去完成其他实例的创建。创建并管理一个server实例，server创建并管理多个服务service，每个Service可以有多个Connector和一个Container，一个Catalina实例(容器) 对应一个Server实例 包含多个Service实例，每个service实例，可以有多个Connector示例和一个Container实例
Catalina 负责解析Tomcat的配置文件，server.xml 以此来创建server组件，并进行管理。
Server 服务器，包括整个Catalina Servlet容器，和其他组件，负责组装启动Servlet引擎、Tomcat连接器。Server通过实现Lifecycle接口，提供了优雅的启动和关闭整个系统的方式。
Service 是server的内部组件，一个Server可以包含多个Service。service将多个Connector组件绑定到一个Container
Connector 连接器，处理与客户端的通信，接收客户端请求，转发给对应处理模块后向客户返回处理结果
Container 容器，负责处理用户的servlet请求，返回对象给web用户的模块

1.5.2 Container组件的含义

Container组件下包含几个具体的组件，分别是Engine、Host、Context、Wrapper ,并且他们是父子关系。

1. Engine 标识整个Catalina的Servlet引擎，来管理多个虚拟Host站点、一个Service只能有一个Engine，一个Engine可以包含多个Host
2. Host 代表一个虚拟主机、可以给Tomcat配置多个虚拟主机地址，一个虚拟主机下面又可以包含多个Context
3. Context 标识一个应用程序，一个应用程序下可以有多个Wrapper
4. Wrapper 标识一个Servlet，作为容器的最底层，不包含其他子容器。