Tomcat架构解析(一)-----Tomcat总体架构

 

  Tomcat是非常常用的应用服务器，了解Tomcat的总体架构以及实现细节，对于理解整个java web也是有非常大的帮助。

 

  一、Server

  1、最简单的服务器结构

  最简单的服务器结构如图所示：

 

  Server向客户端提供服务，并且服务器可以start或stop。

  缺点：如果需要该服务器支持多种网络协议，就很难扩展，因此改进如下：

   

  2、Connector和Container

  

  将容器拆分成Connector以及Container，Connector用于和客户端连接，可以扩展支持多种协议，建立连接之后将socket交给Container处理。

  缺点：一个Server存在多个Connector和Container，因此Connector和Container之间就需要建立比较繁琐的映射关系，改进如下：

 

  3、加入Service

  

  一个Server包括多个Service，一个Service可以包含多个Connector和一个Container，这样Connector在获得客户端的socket之后，交给对应的Service，由Service来找到对应的Container，进而处理客户端的相关请求。

  缺点：应用服务器是一个运行环境，可能会有很多项目部署在Tomcat中，因此改进如下:

 

  4、引入Context

  

  将Container换成Engine，Context则表示应用本身，同时Engine和Context都包含start、stop方法，代表各个容器启动、关闭的行为，将各个容器加载资源、释放资源的动作解耦。

  缺点：通常在一个主机下，提供多个域名的服务，因此引入Host，如下：

 

  5、引入Host

  

  缺点：一个Context中可以包含多个servlet实例，称为Wrapper，改进如下：

  

  6、Wrapper

  

  Engine、Host、Context、Wrapper是一类组件，这类组件的作用就是处理接收客户端的请求并且返回响应数据，并且有可能请求到Engine容器，Engine容器委托给子容器Host处理，修改如下：

  

  使用Container代表容器，Engine、Host、Context、Wrapper都是Container的子容器，Container可以维护子容器。backgroundProcess()方法针对后台处理，并且其基础抽象类(ContainerBase)确保在启动组件的同时，异步启动后台处理。

  Tomcat的总体架构大致如此。

 

  二、Lifecycle生命周期

  所有的容器中都存在start()、stop()等方法，因此抽象出Lifecycle接口，该接口中定义了相关的生命周期的方法。主要方法如下：

  

  

   

  Lifecycle状态图：

  

  三、Pipeline和Valve

  对于应用服务器来说，增强各组件的扩展性以及灵活性是非常重要的，Tomcat采用职责链模式来实现每个Container组件处理请求的功能。

  Pipeline代表职责链，后者表示阀门，具体的处理过程，如图所示：

  

  说的简单点，就是每条线路上包含哪些操作，操作按照顺序一个个执行。Tomcat通过这种方式来决定每个容器的执行过程。之前的Tomcat架构图加上职责链如下所示：

  

  简单的来说，Tomcat监听客户端的请求，获得请求后交个各个组件去处理，返回响应数据到客户端，并且Tomcat能支持HTTP、AJP等协议。并且在扩展性、可用性上有着非常优秀的设计。

 

四、tomcat工作原理

我们启动Tomcat时双击的startup.bat文件的主要作用是找到catalina.bat，并且把参数传递给它，而catalina.bat中有这样一段话：

Bootstrap.class是整个Tomcat 的入口，我们在Tomcat源码里找到这个类，其中就有我们经常使用的main方法：

这个类有两个作用 ：1.初始化一个守护进程变量、加载类和相应参数。2.解析命令，并执行。

另外tomcat中有一个非常重要的xml，server.xml，来看下server.xml对应的真实的tomcat架构是啥样的。