前言

俗話說(shuō)，站在巨人的肩膀上看世界，一般學(xué)習(xí)的時(shí)候也是先總覽一下整體，然后逐個(gè)部分個(gè)個(gè)擊破，最后形成思路，了解具體細(xì)節(jié)，Tomcat的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但是 Tomcat 非常的模塊化，找到了 Tomcat最核心的模塊，問(wèn)題才可以游刃而解，了解了Tomcat的整體架構(gòu)對(duì)以后深入了解Tomcat來(lái)說(shuō)至關(guān)重要！

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一、Tomcat頂層架構(gòu)

先上一張Tomcat的頂層結(jié)構(gòu)圖（圖A），如下：

Tomcat中最頂層的容器是Server，代表著整個(gè)服務(wù)器，從上圖中可以看出，一個(gè)Server可以包含至少一個(gè)Service，用于具體提供服務(wù)。

Service主要包含兩個(gè)部分：Connector和Container。從上圖中可以看出 Tomcat 的心臟就是這兩個(gè)組件，他們的作用如下：

一個(gè)Tomcat中只有一個(gè)Server，一個(gè)Server可以包含多個(gè)Service，一個(gè)Service只有一個(gè)Container，但是可以有多個(gè)Connectors，這是因?yàn)橐粋€(gè)服務(wù)可以有多個(gè)連接，如同時(shí)提供Http和Https鏈接，也可以提供向相同協(xié)議不同端口的連接,示意圖如下（Engine、Host、Context下邊會(huì)說(shuō)到）：

多個(gè) Connector 和一個(gè) Container 就形成了一個(gè) Service，有了 Service 就可以對(duì)外提供服務(wù)了，但是 Service 還要一個(gè)生存的環(huán)境，必須要有人能夠給她生命、掌握其生死大權(quán)，那就非 Server 莫屬了！所以整個(gè) Tomcat 的生命周期由 Server 控制。

另外，上述的包含關(guān)系或者說(shuō)是父子關(guān)系，都可以在tomcat的conf目錄下的server.xml配置文件中看出，下圖是刪除了注釋內(nèi)容之后的一個(gè)完整的server.xml配置文件（Tomcat版本為8.0）

詳細(xì)的配置文件文件內(nèi)容可以到Tomcat官網(wǎng)查看：http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/index.html

上邊的配置文件，還可以通過(guò)下邊的一張結(jié)構(gòu)圖更清楚的理解：

Server標(biāo)簽設(shè)置的端口號(hào)為8005，shutdown=”SHUTDOWN” ，表示在8005端口監(jiān)聽(tīng)“SHUTDOWN”命令，如果接收到了就會(huì)關(guān)閉Tomcat。一個(gè)Server有一個(gè)Service，當(dāng)然還可以進(jìn)行配置，一個(gè)Service有多個(gè)，Service左邊的內(nèi)容都屬于Container的，Service下邊是Connector。

二、Tomcat頂層架構(gòu)小結(jié)：

（1）Tomcat中只有一個(gè)Server，一個(gè)Server可以有多個(gè)Service，一個(gè)Service可以有多個(gè)Connector和一個(gè)Container；

（2） Server掌管著整個(gè)Tomcat的生死大權(quán)；

（4）Service 是對(duì)外提供服務(wù)的；

（5）Connector用于接受請(qǐng)求并將請(qǐng)求封裝成Request和Response來(lái)具體處理；

（6）Container用于封裝和管理Servlet，以及具體處理request請(qǐng)求；

知道了整個(gè)Tomcat頂層的分層架構(gòu)和各個(gè)組件之間的關(guān)系以及作用，對(duì)于絕大多數(shù)的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)Server和Service對(duì)我們來(lái)說(shuō)確實(shí)很遠(yuǎn)，而我們開(kāi)發(fā)中絕大部分進(jìn)行配置的內(nèi)容是屬于Connector和Container的，所以接下來(lái)介紹一下Connector和Container。

三、Connector和Container的微妙關(guān)系

由上述內(nèi)容我們大致可以知道一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送到Tomcat之后，首先經(jīng)過(guò)Service然后會(huì)交給我們的Connector，Connector用于接收請(qǐng)求并將接收的請(qǐng)求封裝為Request和Response來(lái)具體處理，Request和Response封裝完之后再交由Container進(jìn)行處理，Container處理完請(qǐng)求之后再返回給Connector，最后在由Connector通過(guò)Socket將處理的結(jié)果返回給客戶端，這樣整個(gè)請(qǐng)求的就處理完了！

Connector最底層使用的是Socket來(lái)進(jìn)行連接的，Request和Response是按照HTTP協(xié)議來(lái)封裝的，所以Connector同時(shí)需要實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議和HTTP協(xié)議！

Tomcat既然處理請(qǐng)求，那么肯定需要先接收到這個(gè)請(qǐng)求，接收請(qǐng)求這個(gè)東西我們首先就需要看一下Connector！

四、Connector架構(gòu)分析

Connector用于接受請(qǐng)求并將請(qǐng)求封裝成Request和Response，然后交給Container進(jìn)行處理，Container處理完之后在交給Connector返回給客戶端。

因此，我們可以把Connector分為四個(gè)方面進(jìn)行理解：

首先看一下Connector的結(jié)構(gòu)圖（圖B），如下所示：

Connector就是使用ProtocolHandler來(lái)處理請(qǐng)求的，不同的ProtocolHandler代表不同的連接類(lèi)型，比如：Http11Protocol使用的是普通Socket來(lái)連接的，Http11NioProtocol使用的是NioSocket來(lái)連接的。

其中ProtocolHandler由包含了三個(gè)部件：Endpoint、Processor、Adapter。

（1）Endpoint用來(lái)處理底層Socket的網(wǎng)絡(luò)連接，Processor用于將Endpoint接收到的Socket封裝成Request，Adapter用于將Request交給Container進(jìn)行具體的處理。

（2）Endpoint由于是處理底層的Socket網(wǎng)絡(luò)連接，因此Endpoint是用來(lái)實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的，而Processor用來(lái)實(shí)現(xiàn)HTTP協(xié)議的，Adapter將請(qǐng)求適配到Servlet容器進(jìn)行具體的處理。

（3）Endpoint的抽象實(shí)現(xiàn)AbstractEndpoint里面定義的Acceptor和AsyncTimeout兩個(gè)內(nèi)部類(lèi)和一個(gè)Handler接口。Acceptor用于監(jiān)聽(tīng)請(qǐng)求，AsyncTimeout用于檢查異步Request的超時(shí)，Handler用于處理接收到的Socket，在內(nèi)部調(diào)用Processor進(jìn)行處理。

至此，我們應(yīng)該很輕松的回答（1）（2）（3）的問(wèn)題了，但是（4）還是不知道，那么我們就來(lái)看一下Container是如何進(jìn)行處理的以及處理完之后是如何將處理完的結(jié)果返回給Connector的？

五、Container架構(gòu)分析

Container用于封裝和管理Servlet，以及具體處理Request請(qǐng)求，在Connector內(nèi)部包含了4個(gè)子容器，結(jié)構(gòu)圖如下（圖C）：

4個(gè)子容器的作用分別是：

下面找一個(gè)Tomcat的文件目錄對(duì)照一下，如下圖所示：

Context和Host的區(qū)別是Context表示一個(gè)應(yīng)用，我們的Tomcat中默認(rèn)的配置下webapps下的每一個(gè)文件夾目錄都是一個(gè)Context，其中ROOT目錄中存放著主應(yīng)用，其他目錄存放著子應(yīng)用，而整個(gè)webapps就是一個(gè)Host站點(diǎn)。

我們?cè)L問(wèn)應(yīng)用Context的時(shí)候，如果是ROOT下的則直接使用域名就可以訪問(wèn)，例如：www.ledouit.com,如果是Host（webapps）下的其他應(yīng)用，則可以使用www.ledouit.com/docs進(jìn)行訪問(wèn)，當(dāng)然默認(rèn)指定的根應(yīng)用（ROOT）是可以進(jìn)行設(shè)定的，只不過(guò)Host站點(diǎn)下默認(rèn)的主營(yíng)用是ROOT目錄下的。

看到這里我們知道Container是什么，但是還是不知道Container是如何進(jìn)行處理的以及處理完之后是如何將處理完的結(jié)果返回給Connector的？別急！下邊就開(kāi)始探討一下Container是如何進(jìn)行處理的！

六、Container如何處理請(qǐng)求的

Container處理請(qǐng)求是使用Pipeline-Valve管道來(lái)處理的?。╒alve是閥門(mén)之意）

Pipeline-Valve是責(zé)任鏈模式，責(zé)任鏈模式是指在一個(gè)請(qǐng)求處理的過(guò)程中有很多處理者依次對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理，每個(gè)處理者負(fù)責(zé)做自己相應(yīng)的處理，處理完之后將處理后的請(qǐng)求返回，再讓下一個(gè)處理著繼續(xù)處理。

但是！Pipeline-Valve使用的責(zé)任鏈模式和普通的責(zé)任鏈模式有些不同！區(qū)別主要有以下兩點(diǎn)：

我們知道Container包含四個(gè)子容器，而這四個(gè)子容器對(duì)應(yīng)的BaseValve分別在：StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve、StandardWrapperValve。

Pipeline的處理流程圖如下（圖D）：

（1）Connector在接收到請(qǐng)求后會(huì)首先調(diào)用最頂層容器的Pipeline來(lái)處理，這里的最頂層容器的Pipeline就是EnginePipeline（Engine的管道）；

（2）在Engine的管道中依次會(huì)執(zhí)行EngineValve1、EngineValve2等等，最后會(huì)執(zhí)行StandardEngineValve，在StandardEngineValve中會(huì)調(diào)用Host管道，然后再依次執(zhí)行Host的HostValve1、HostValve2等，最后在執(zhí)行StandardHostValve，然后再依次調(diào)用Context的管道和Wrapper的管道，最后執(zhí)行到StandardWrapperValve。

（3）當(dāng)執(zhí)行到StandardWrapperValve的時(shí)候，會(huì)在StandardWrapperValve中創(chuàng)建FilterChain，并調(diào)用其doFilter方法來(lái)處理請(qǐng)求，這個(gè)FilterChain包含著我們配置的與請(qǐng)求相匹配的Filter和Servlet，其doFilter方法會(huì)依次調(diào)用所有的Filter的doFilter方法和Servlet的service方法，這樣請(qǐng)求就得到了處理！

（4）當(dāng)所有的Pipeline-Valve都執(zhí)行完之后，并且處理完了具體的請(qǐng)求，這個(gè)時(shí)候就可以將返回的結(jié)果交給Connector了，Connector在通過(guò)Socket的方式將結(jié)果返回給客戶端。

總結(jié)

至此，我們已經(jīng)對(duì)Tomcat的整體架構(gòu)有了大致的了解，從圖A、B、C、D可以看出來(lái)每一個(gè)組件的基本要素和作用。我們?cè)谀X海里應(yīng)該有一個(gè)大概的輪廓了！如果你面試的時(shí)候，讓你簡(jiǎn)單的聊一下Tomcat，上面的內(nèi)容你能脫口而出嗎？當(dāng)你能夠脫口而出的時(shí)候，這位面試官一定會(huì)對(duì)你刮目相看的！

本文名稱(chēng)：讓面試官顫抖的Tomcat系統(tǒng)架構(gòu)系列！
文章起源：http://jinyejixie.com/article4/jdosie.html

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