Tomcat 组成与工作原理
开源的 Java Web 应用服务器,实现了 Java EE(Java Platform Enterprise Edition)的部分技术规范,比如 Java Servlet、Java Server Page、JSTL、Java WebSocket。Java EE 是 Sun 公 司为企业级应用推出的标准平台,定义了一系列用于企业级开发的技术规范,除了上述的之外,还有 EJB、Java Mail、JPA、JTA、JMS 等,而这些都依赖具体容器的实现。
Servlet 容器:
Tomcat 组成如下图:主要有 Container 和 Connector 以及相关组件构成
Server:指的就是整个 Tomcat 服 务器,包含多组服务,负责管理和 启动各个 Service,同时监听 8005 端口发过来的 shutdown 命令,用于关闭整个容器;
Service:Tomcat 封装的、对外提供完整的、基于组件的 Web 服务, 包含 Connectors、Container 两个核心组件,以及多个功能组件,各个 Service 之间是独立的,但是共享 同一 JVM 的资源;
Connector:Tomcat 与外部世界的连接器,监听固定端口接收外部请求,传递给 Container,并将 Container 处理的结果返回给外部;
Container:Catalina,Servlet 容器,内部有多层容器组成,用于管理 Servlet 生命周期,调用 servlet 相关方法;
Loader:封装了 Java ClassLoader,用于 Container 加载类文件;
Realm:Tomcat 中为 Web 应用程序提供访问认证和角色管理的机制;
JMX:Java SE 中定义技术规范,是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架,通过 JMX 可以远程监控 Tomcat 的运行状态;
Jasper:Tomcat 的 JSP 解析引擎,用于将 JSP 转换成 Java 文件,并编译成 class 文件。
Session:负责管理和创建 Session,以及 Session 的持久化(可自定义),支持 Session 的集 群。
Pipeline:在容器中充当管道的作用,管道中可以设置各种 valve(阀门),请求和响应在经由管道中各个阀门处理,提供了一种灵活可配置的处理请求和响应的机制。
Naming:命名服务,JNDI, Java 命名和目录接口,是一组在 Java 应用中访问命名和目录服务的 API。命名服务将名称和对象联系起来,使得我们可以用名称访问对象,目录服务也是一种命名 服务,对象不但有名称,还有属性。Tomcat 中可以使用 JNDI 定义数据源、配置信息,用于开发与部署的分离
Container 组成
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Engine:Servlet 的顶层容器,包含一 个或多个 Host 子容器;
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Host:虚拟主机,负责 Web 应用的部 署和 Context 的创建;
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Context:Web 应用上下文,包含多个 Wrapper,负责 Web 配置的解析、管 理所有的 Web 资源;
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Wrapper:最底层的容器,是对 Servlet 的封装,负责 Servlet 实例的创 建、执行和销毁。
生命周期管理
Tomcat 为了方便管理组件和容器的生命周期,定义了从创建、启动、到停止、销毁共 12 中状态,Tomcat 生命周期管理了内部状态变化的规则控制,组件和容器只需实现相应的生命周期 方法即可完成各生命周期内的操作(initInternal、startInternal、stopInternal、 destroyInternal)
生命周期状态===》New->Initializing->Initalized->StartingPrep->Starting->Started->StopPrep->Stopping->Stoped->Destroying->Destroyed->Failed
比如执行初始化操作时,会判断当前状态是否 New,如果不是,则抛出生命周期异常;如果是,则设置当前状态为 Initializing,并执行 initInternal 方法,由子类实现,方法执行成功则设置当 前状态为 Initialized,执行失败则设置为 Failed 状态。
Tomcat 的生命周期管理引入了事件机制,在组件或容器的生命周期状态发生变化时会通知事件监听器,监听器通过判断事件的类型来进行相应的操作。事件监听器的添加可以在 server.xml 文件中进行配置。
Tomcat 各类容器的配置过程就是通过添加 listener 的方式来进行的,从而达到配置逻辑与容器的解耦。如 EngineConfig、HostConfig、ContextConfig。
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EngineConfig:主要打印启动和停止日志
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HostConfig:主要处理部署应用,解析应用 META-INF/context.xml 并创建应用的 Context
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ContextConfig:主要解析并合并 web.xml,扫描应用的各类 Eeb 资源(filter、servlet、listener)
- Tomcat 的启动过程
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- Servlet 生命周期
Servlet 是用 Java 编写的服务器端程序。其主要功能在于交互式地浏览和修改数据,生成动态 Web 内容。
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请求到达 server 端,server 根据 url 映射到相应的 Servlet
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判断 Servlet 实例是否存在,不存在则加载和实例化 Servlet 并调用 init 方法
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Server 分别创建 Request 和 Response 对象,调用 Servlet 实例的 service 方法(service 方法内部会根据 http 请求方法类型调用相应的 doXXX 方法)
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doXXX 方法内为业务逻辑实现,从 Request 对象获取请求参数,处理完毕之后将结果通过 response 对象返回给调用方
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当 Server 不再需要 Servlet 时(一般当 Server 关闭时),Server 调用 Servlet 的 destroy() 方法。
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load on startup
当值为 0 或者大于 0 时,表示容器在应用启动时就加载这个 servlet;当是一个负数或者没有指定时,则指示容器在该 servlet 被选择时才加载;正数的值越小,启动该 servlet 的优先级越高。
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