3.10　Tomcat服務(wù)器概述

Apache Tomcat是Java Servlet、JavaServer Pages、Java Expression Language和Java WebSocket技術(shù)的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)。Tomcat是在開(kāi)放性和參與性環(huán)境中開(kāi)發(fā)的，并在Apache License版本2下發(fā)布。

Apache Tomcat軟件為各種行業(yè)和組織中的眾多大型、關(guān)鍵任務(wù)Web應(yīng)用程序提供支持。

3.10.1　Tomcat目錄結(jié)構(gòu)

Tomcat目錄結(jié)構(gòu)如下：

• bin：該目錄下存放的是二進(jìn)制可執(zhí)行文件，如果是安裝版，那么這個(gè)目錄下會(huì)有兩個(gè).exe文件：tomcat9.exe和tomcat9w.exe，前者是在控制臺(tái)下啟動(dòng)Tomcat，后者是彈出UGI窗口啟動(dòng)Tomcat；如果是解壓版，那么會(huì)有startup.bat和shutdown.bat文件，startup.bat用來(lái)啟動(dòng)Tomcat，但需要先配置JAVA_HOME環(huán)境變量才能啟動(dòng)，shutdown.bat用來(lái)停止Tomcat。
• conf：這是一個(gè)非常重要的目錄，這個(gè)目錄有4個(gè)重要的文件：

　server.xml：配置整個(gè)服務(wù)器信息，例如修改端口號(hào)、添加虛擬主機(jī)等。下面將會(huì)詳細(xì)介紹。

　tomcatuser.xml：存儲(chǔ)Tomcat用戶的文件，這里保存的是Tomcat的用戶名、密碼以及用戶的角色信息。可以按該文件中的注釋添加Tomcat用戶，然后就可以在Tomcat主頁(yè)中進(jìn)入Tomcat Manager頁(yè)面。

　web.xml：部署描述符文件，這個(gè)文件中注冊(cè)了很多MIME類(lèi)型，即文檔類(lèi)型。這些MIME類(lèi)型是客戶端與服務(wù)器之間的說(shuō)明文檔類(lèi)型，如用戶請(qǐng)求一個(gè)HTML網(wǎng)頁(yè)，那么服務(wù)器會(huì)告訴客戶端瀏覽器響應(yīng)的文檔是Text/HTML類(lèi)型的，這就是一個(gè)MIME類(lèi)型。客戶端瀏覽器通過(guò)這個(gè)MIME類(lèi)型就知道如何處理它了，當(dāng)然是在瀏覽器中顯示這個(gè)HTML文件。但如果服務(wù)器響應(yīng)的是一個(gè).exe文件，瀏覽器就不可能顯示它，轉(zhuǎn)而會(huì)彈出下載窗口。MIME就是用來(lái)說(shuō)明文檔的內(nèi)容是什么類(lèi)型的。

　context.xml：對(duì)所有應(yīng)用的統(tǒng)一配置，通常我們不會(huì)去配置它。

• lib：Tomcat的類(lèi)庫(kù)，里面是一大堆JAR文件。如果需要添加Tomcat依賴的JAR文件，那么可以把它放到這個(gè)目錄中，當(dāng)然也可以把應(yīng)用依賴的JAR文件放到這個(gè)目錄中，這個(gè)目錄中的JAR所有項(xiàng)目都可以共享，但這樣你的應(yīng)用放到其他Tomcat下時(shí)就不能共享這個(gè)目錄下的JAR包，所以建議只把Tomcat需要的JAR包放到這個(gè)目錄下。
• logs：這個(gè)目錄中都是日志文件，記錄了Tomcat的啟動(dòng)和關(guān)閉信息，如果啟動(dòng)Tomcat時(shí)有錯(cuò)誤，那么異常也會(huì)記錄在日志文件中。
• temp：存放Tomcat的臨時(shí)文件，這個(gè)目錄下的東西可以在停止Tomcat后刪除。
• webapps：存放Web項(xiàng)目的目錄，其中每個(gè)文件夾都是一個(gè)項(xiàng)目。如果這個(gè)目錄下已經(jīng)存在目錄，那么都是Tomcat自帶的項(xiàng)目。其中ROOT是一個(gè)特殊的項(xiàng)目，在地址欄中沒(méi)有給出項(xiàng)目目錄時(shí)，對(duì)應(yīng)的就是ROOT項(xiàng)目。訪問(wèn)http://localhost:8080/hello-servlet，進(jìn)入示例項(xiàng)目。其中hello-servlet就是項(xiàng)目名，即文件夾的名字。
• work：運(yùn)行時(shí)生成的文件，最終運(yùn)行的文件都在這里是通過(guò)webapps中的項(xiàng)目生成的，可以把這個(gè)目錄下的內(nèi)容刪除，再次運(yùn)行時(shí)會(huì)再次生成work目錄。當(dāng)客戶端用戶訪問(wèn)一個(gè)JSP文件時(shí)，Tomcat會(huì)通過(guò)JSP生成Java文件，再編譯生成Class文件。生成的Java和Class文件都會(huì)存放到這個(gè)目錄下。
• LICENSE：許可證。
• NOTICE：說(shuō)明文件。

3.10.2　Tomcat主要組件

Tomcat主要組件包括Server、Service、Connector、Container等。Tomcat結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-4所示。

• Connector：一個(gè)Connecter將在某個(gè)指定的端口上偵聽(tīng)客戶請(qǐng)求，接收瀏覽器發(fā)過(guò)來(lái)的TCP連接請(qǐng)求，創(chuàng)建一個(gè)Request和Response對(duì)象分別用于和請(qǐng)求端交換數(shù)據(jù)，然后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)線程來(lái)處理這個(gè)請(qǐng)求并把產(chǎn)生的Request和Response對(duì)象傳給處理Engine，從Engine處獲得響應(yīng)并返回客戶。
• Container：Container是容器的父接口，該容器的設(shè)計(jì)用的是典型的責(zé)任鏈的設(shè)計(jì)模式，它由4個(gè)子容器組件構(gòu)成，分別是Engine、Host、Context、Wrapper。

3.10.3　Tomcat處理HTTP請(qǐng)求的過(guò)程

Tomcat處理HTTP請(qǐng)求的過(guò)程如下：

• 該請(qǐng)求由正在ThreadPoolExecutor類(lèi)中等待的單獨(dú)線程接收。它正在等待常規(guī)ServerSocket.accept()方法中的請(qǐng)求。收到請(qǐng)求后，該線程將被喚醒。
• ThreadPoolExecutor分配一個(gè)TaskThread來(lái)處理請(qǐng)求。它還向catalina容器提供了JMX對(duì)象名稱。
• 在這種情況下，處理請(qǐng)求的處理器是Coyote Http11Processor，并且調(diào)用了處理方法。同一處理器還將繼續(xù)檢查套接字的輸入流，直到達(dá)到保持活動(dòng)點(diǎn)或斷開(kāi)連接為止。
• 使用內(nèi)部緩沖區(qū)類(lèi)（Http11InputBuffer）解析HTTP請(qǐng)求。緩沖區(qū)類(lèi)解析請(qǐng)求行、標(biāo)頭等，并將結(jié)果存儲(chǔ)在Coyote請(qǐng)求（不是HTTP請(qǐng)求）中。此請(qǐng)求包含所有HTTP信息，例如服務(wù)器名、端口、方案等。
• 處理器包含對(duì)適配器的引用。解析請(qǐng)求后，Http11Processor會(huì)在適配器上調(diào)用service()。在服務(wù)方法中，請(qǐng)求包含CoyoteRequest和CoyoteResponse。CoyoteRequest實(shí)現(xiàn)了HttpRequest和HttpServletRequest。適配器通過(guò)Mapper解析所有內(nèi)容并將其與請(qǐng)求、Cookie、上下文相關(guān)聯(lián)。
• 解析完成后，CoyoteAdapter調(diào)用其容器（StandardEngine）并調(diào)用invoke(request，response)方法。這將從引擎級(jí)別開(kāi)始向Catalina容器發(fā)起HTTP請(qǐng)求。
• StandardEngine.invoke()只需調(diào)用容器管道.invoke()。
• 默認(rèn)情況下，引擎只有一個(gè)閥門(mén)StandardEngineValve，該閥門(mén)僅在主機(jī)管道上調(diào)用invoke()方法。
• 默認(rèn)情況下，StandardHost具有兩個(gè)閥門(mén)，即StandardHostValve和ErrorReportValve。
• 標(biāo)準(zhǔn)主閥將正確的類(lèi)加載器與當(dāng)前線程相關(guān)聯(lián)。它還會(huì)檢索Manager和與請(qǐng)求關(guān)聯(lián)的會(huì)話（如果有）。如果存在會(huì)話，就調(diào)用access()來(lái)保持會(huì)話有效。
• 之后，StandardHostValve在與請(qǐng)求關(guān)聯(lián)的上下文上調(diào)用管道。
• 上下文管道調(diào)用的第一個(gè)閥是FormAuthenticator閥，然后StandardContextValve被調(diào)用。StandardContextValve調(diào)用與上下文關(guān)聯(lián)的所有上下文偵聽(tīng)器。接下來(lái)，它調(diào)用Wrapper組件（StandardWrapperValve）上的管道。
• 在調(diào)用StandardWrapperValve期間，將調(diào)用JSP包裝器，這導(dǎo)致了JSP的實(shí)際編譯，然后調(diào)用實(shí)際的Servlet。