Tomcat架构解析(四)-----Coyote、HTTP、AJP、HTTP2等协议

  Connector是Tomcat中非常重要的一个组成部分，说白了，就是如何从客户端获取到相应的请求信息。这部分主要包括的难点有这样几个部分：

  1、客户端与服务端的协议

  客户端与服务端的协议是多种多样的，Tomcat肯定不能仅仅支持HTTP协议

  2、数据I/O方式

  I/O通常有NIO、BIO等多种方式，如何提高数据传输的效率？

 

  一、Coyote

  1、Coyote简介

  Tomcat中的Connector就是Coyote，功能主要是封装了底层的网络通信。为Catalina容器提供了统一的接口，使容器与具体的协议以及I/O解耦。如图：

  

  注：Catalina就是Tomcat中servlet容器实现。

  

  2、Tomcat支持的协议与I/O方式

  HTTP/1.1、AJP协议(用于和一些web服务器集成，如nginx等等)、HTTP/2.0

  BIO(8.0版本后就不用了，毕竟慢)、NIO、NIO2、APR

  协议和I/O方式分别是用于应用层以及传输层，如下图所示：

  

 

  二、web请求处理

以下动图为tomcat处理请求的过程：

 

 1、Connector设计

  endpoint：Tomcat中提供了AbstractEndpoint抽象类，用于监听客户端的请求，收取客户端的socket，并且根据不同的I/O方式提供了NioEndpoint、AprEndpoint、Nio2Endpoint。

  processor：Coyete协议处理接口，负责构造request以及response对象，并通过adapter提交到catalina容器。主要包括HTTP11Processor、AjpProcessor、StreamProcessor(HTTP/2.0)

  protocolHandler：封装了endpoint以及processor

  upgradeProtocol：表示HTTP升级协议，根据请求创建一个用于升级处理的令牌upgradeToken  

 

  2、请求处理过程

  

    上图是Tomcat8.5版本前的处理过程，在8.5之后，由于增加了upgradeProtocol支持HTTP升级协议处理，过程变成下图：

   

   过程解释：

  

  

  

 

  三、Tomcat支持的相关协议

  1、HTTP

  

  a、请求信息示例：

  

  

  

  b、响应信息示例：

  

  

  在Tomcat中，相关配置可以在server.xml中查看，例如：

  

  

  2、AJP

  一般在应用服务器(Tomcat、JBoss等等)的前端布置web服务器(apache server、nginx等等)。目的有如下：

  a、可以做负载均衡，将请求合理的分配到应用服务器上；

  b、静态资源优化，web服务器在静态资源处理上有性能优势。

  那这样布置的话也会产生问题，web服务器与应用服务器之间需要通过TCP建立连接，那这样的话就需要建立很多的socket连接，并且连接也是无状态，都是短连接，效率非常低。所以需要减少socket的创建，并且尽量保证持久的TCP连接。

  AJP协议就是为了解决这两个问题产生的，基于二进制传输，并且目前主流的web服务器都支持AJP协议。

 

  请求消息格式与响应消息格式：

  

  

  

  

  3、HTTP/2.0

  

  

  

  

  由于协议这块对应的内容非常之多，所以通过以下两个图简单对比下HTTP/1.1与HTTP/2.0，如下：