Tomcat配置(一)：背景知識和安裝tomcat

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本文目錄：1. 背景知識　1.1 java和jdk概念　1.2 jsp、servlet是什麼　1.3 web伺服器、web容器、應用程式伺服器　1.4 tomcat體繫結構2. 安裝tomcat　2.1 安裝jdk　2.2 安裝tomcat 1. 基礎背景知識 1.1 java和jdk概念 無論是何 ...


本文目錄：
1. 背景知識
　1.1 java和jdk概念
　1.2 jsp、servlet是什麼
　1.3 web伺服器、web容器、應用程式伺服器
　1.4 tomcat體繫結構
2. 安裝tomcat
　2.1 安裝jdk
　2.2 安裝tomcat

1. 基礎背景知識

1.1 java和jdk概念

無論是何種程式，要能在電腦上運行，必須能轉換為二進位的機器語言才能和硬體進行交互，在機器語言的上層是彙編語言，再上層是C/C++這樣較底層的語言，由於它們嚴重依賴於平臺架構，所有一般只能運行在程式源代碼已編譯的機器上，可移植性比較差。

Java是一種面向對象的語言，它的層次比C更高一點，層次指的是離硬體更遠一點。它將寫好的程式文件(.java)通過java編譯器javac編譯成位元組碼類型的class文件(.class)，在編譯過程中涉及詞法分析、語法分析、語義分析、位元組碼生成等過程，最終生成位元組碼的class文件。class文件是Java的類文件，是編譯成功後的位元組碼文件，位元組碼由Java虛擬機JVM解釋執行，它將每一條位元組碼送給解釋器，再翻譯成機器語言，從而在特定的機器上運行。Java通過JVM的方式實現了一次編譯到處運行的功能。

即：

源碼XXX.java-->javac編譯器-->位元組碼XXX.class-->JVM-->機器語言(依賴於不同平臺)-->執行

JRE(Java Runtime Environment)是包含了JVM和其他一些簡單功能的JAVA運行環境，它適用於只運行java程式時。JDK(Java Development Kit)比JRE包含了更多東西，它除了能作為JAVA運行環境，還提供了很多用於開發的工具，所以它適用於開發程式時使用。

JAVA SE是java開發標準版，裡面有JDK，Java EE是企業版，本質上ee只是比se多提供了幾個類庫而已。

1.2 jsp、servlet是什麼

在web應用程式上，早期Java的實現方式是伺服器端放置應用程式，客戶端訪問時將其下載到客戶端本地並執行，這樣不僅不安全，而且要求客戶有java運行環境，這種實現方式是applet。

與applet相對的是servlet，但它是服務端程式。後來，java將應用程式放在伺服器端，客戶端請求此應用程式時，服務端通過servlet類庫分析http協議，將請求的應用程式在服務端執行，然後將結果組織起來返回給客戶端，但此時servlet能分析的http協議非常簡單，且和html的組織方式非常不友好，它要求java程式員首先得懂html開發，於是後來出現了JSP類庫。

JSP可以簡單的將java代碼嵌入在html文檔中，它們能夠很友好地結合，結合後的文檔類型為.jsp文件。當客戶端請求應用程式資源時，JSP類庫負責解析.jsp文件中的jsp部分並通過jasper組件將其翻譯成servlet代碼，然後再交由servlet來編譯並交給JVM來執行。實際上，jsp和servlet本質上是一樣的，jsp類只不過是繼承於servlet類並添加了一些和html友好結合的特性，最終它還是要翻譯成servlet代碼。

事實上，JSP是Servlet的一種特殊形式，每個JSP頁面就是一個Servlet實例，Servlet再負責響應用戶請求。JSP其實也是Servlet的一種簡化，使用JSP時，其實還是使用Servlet，因為Web應用中的每個JSP頁面都會由Servlet容器生成對應的Servlet。對於Tomcat而言，JSP頁面生成的Servlet放在work路徑對應的Web應用下。

1.3 web伺服器、web容器、應用程式伺服器

web伺服器用於提供web服務，要求能解析http協議，通常認為提供靜態內容的伺服器是web伺服器。如apache httpd、nginx等。

對於java而言，web容器是能提供servlet容器的伺服器，它們是等價的概念。常見的有tomcat、weblogic、websphere、jboss。其中tomcat只提供servlet容器，它們在功能上是等價的。除tomcat外，後面3種web容器還提供除servlet容器外的EJB容器，專用於大型分散式程式開發。

應用程式伺服器是用於提供應用服務的伺服器。這是業務邏輯上的概念劃分。更具體一點的說，它提供WEB容器(servlet容器)、EJB容器以及其他功能。

它們之間的關係和功能大致如下：web伺服器提供web服務，主要處理http請求並響應給客戶端，並可以將動態請求委托給其他程式，如cgi腳本、jsp腳本、asp腳本等進行處理；web容器即servlet容器主要負責處理基於http請求的動態jsp內容；EJB容器主要提供和後端資料庫服務、其他服務進行交互的功能；應用伺服器通常來說包括servlet容器或EJB容器，它們都運行於支持Java的應用伺服器中，因此tomcat/weblogic/websphere/jboss都算是應用伺服器。

1.4 tomcat體繫結構

tomcat是jdk+servlet(嚴格地說是+jsp)實現的精簡版的java ee，由於它只在jdk的基礎上附加了jsp和servlet類庫，所以它的應用範圍主要是web應用。tomcat項目目前由apache軟體基金會維護。

它是一種應用程式伺服器，只提供servlet容器，同時還提供apache解析靜態HTML，只不過之它的處理能力不如獨立的apache伺服器。類似的應用程式服務還有websphere/weblogic/jetty/resin/jboss等，它們都是在jdk基礎上附加各種類庫實現不同程度的java ee(tomcat=jdk+servlet)。

對於tomcat來說，它高度模塊化，通過各個組件實現各種功能。它的體繫結構如下圖所示：

其中：

  • server是頂級類，一個server算是一個tomcat實例，在此層次中可定義tomcat服務的監聽埠。
  • service是server下的子組件，用於封裝綁定connector和containor，併為它們提供一個名稱屬性。有了service就可以提供相關的服務，如監聽TCP連接請求、處理http請求。註意server是管理整個tomcat實例的層次，它和提供服務沒有關係。
  • connector是連接器，定義http協議(預設)以及該協議的監聽埠。連接器用於接收客戶端請求並將containor處理的數據返回給客戶端。
  • containor稱為容器，它和connector連接器進行綁定。該容器內有4個子容器，包括：engine容器、host容器、context容器、Wrapper容器。容器用於分析、處理請求，並構建響應給connector以發送給客戶端。它和connector是tomcat的心臟組件。
  • engine容器定義servlet引擎，用於定義引擎的名稱、預設的虛擬主機。引擎用於分析http請求並將請求轉發給對應的虛擬主機。
  • host容器用於定義虛擬主機。
  • context容器用於定義webapp，一個context定義一個webapp。它是真正管理servlet容器的層次。
  • wrapper容器對應的是真正的servlet容器，一個wrapper代表一個servlet，它負責管理一個Servlet，包括的Servlet的裝載、初始化、執行以及資源回收。Wrapper是最底層的容器，一個context只能包含一個wrapper。在配置文件中，無法配置該容器的屬性。

還有一些其他組件，如session管理組件、JMX等。

一個server可以有多個service。一個service可以有多個connector和唯一的containor。containor是容器類，從containor層次開始，真正進入servlet容器相關的過程。它包含了唯一的engine容器，engine容器中包含了一個或多個host容器，host容器中包含了一個或多個context容器，context容器中包含了唯一的wrapper。它們的組織結構大致如下：

<server>
    <service>
        <connector />
        <engine>
            <host>
                <context />
                <context />
            </host>
            <host>
                <context />
            </host>
        </engine>
    </service>

    <service>
         ......
    </service>
</server>

2. 安裝tomcat

tomcat依賴於jdk，所以需要先安裝jdk。tomcat和jdk版本之間存在對應關係，應該考慮好要安裝哪個版本的jdk以及哪個版本的tomcat。官方給出的對應關係網址為：https://tomcat.apache.org/whichversion.html。以下是到tomcat 9.x版本和jdk的對應表。

本文jdk以jdk-8u131為例，表示版本為8的第131次更新，tomcat以apache-tomcat-8.5.14為例。

2.1 安裝jdk

下載地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

以rpm包的為例。

shell> yum localinstall -y jdk-8u131-linux-x64.rpm

安裝路徑為/usr/java。在該路徑有3個文件，其中兩個是版本號的軟鏈接。

shell> ll /usr/java
total 4
lrwxrwxrwx 1 root root   16 May  4 22:54 default -> /usr/java/latest
drwxr-xr-x 9 root root 4096 May  4 22:54 jdk1.8.0_131
lrwxrwxrwx 1 root root   22 May  4 22:54 latest -> /usr/java/jdk1.8.0_131

通過這種軟鏈接方式，以後有新版jdk要安裝，直接改latest的鏈接對象即可。

在安裝目錄的Bin目錄下，有很多可執行程式，包括javac(java編譯器)，java(java主程式，其中包括JVM)，jps(查看當前java進程及pid，所以可以查看java進程數)。

shell> ls latest/bin/
appletviewer  idlj  java  javafxpackager  javapackager  jcmd  jdb  jinfo  jmc
jrunscript  jstat  keytool  pack200  rmid  serialver  unpack200  xjc ControlPanel
jar  javac  javah  java-rmi.cgi  jconsole  jdeps  jjs  jmc.ini  jsadebugd  jstatd
native2ascii  policytool  rmiregistry  servertool  wsgen extcheck  jarsigner
javadoc  javap  javaws  jcontrol  jhat  jmap  jps  jstack  jvisualvm  orbd  rmic
schemagen  tnameserv  wsimport

執行java -version可以驗證jdk工具是否安裝成功。

[root@xuexi jdk1.8.0_131]# bin/java -version
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

然後再設置JAVA_HOME環境變數並導出java程式所在目錄的PATH環境變數。

shell> echo 'export JAVA_HOME=/usr/java/latest' > /etc/profile.d/jdk.sh
shell> echo 'export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH' >> /etc/profile.d/jdk.sh
shell> . /etc/profile.d/jdk.sh

shell> java -version
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

2.2 安裝tomcat

直接解壓即可。

shell> tar xf apache-tomcat-8.5.14.tar.gz -C /usr/local/
shell> ln -s /usr/local/apache-tomcat-8.5.14 /usr/local/tomcat

安裝完後，有以下幾個文件和目錄。

shell> cd /usr/local/tomcat

[root@xuexi tomcat]# ll -d */
drwxr-x--- 2 root root 4096 May  4 23:36 bin/
drwx------ 2 root root 4096 Apr 13 20:58 conf/
drwxr-x--- 2 root root 4096 May  4 23:36 lib/
drwxr-x--- 2 root root 4096 Apr 13 20:55 logs/
drwxr-x--- 2 root root 4096 May  4 23:36 temp/
drwxr-x--- 7 root root 4096 Apr 13 20:56 webapps/
drwxr-x--- 2 root root 4096 Apr 13 20:55 work/

logs目錄是日誌目錄。temp是臨時目錄。webapps是存放web程式的根目錄。work目錄是存放編譯後生成的class文件的目錄。bin目錄下有很多腳本文件，有.sh腳本，也有.bat腳本。

[root@xuexi tomcat]# ls bin/
bootstrap.jar  catalina.sh         commons-daemon.jar            configtest.bat  daemon.sh   digest.sh         setclasspath.sh  shutdown.sh  startup.sh       tomcat-native.tar.gz  tool-wrapper.sh  version.sh
catalina.bat   catalina-tasks.xml  commons-daemon-native.tar.gz  configtest.sh   digest.bat  setclasspath.bat  shutdown.bat     startup.bat  tomcat-juli.jar  tool-wrapper.bat      version.bat

其中：

  • catalina.sh類似於SysV服務管理腳本，支持stop、start和configtest，但不支持restart和reload，如catalina.sh start。
  • startup.sh等價於catalina.sh start。
  • shudown.sh等價於catalina.sh stop。
  • configtest.sh等價於catalina.sh configtest。
  • daemon.sh是通過指定各種PATH參數將tomcat以daemon的方式運行，要指定的參數path較多。catalina.sh執行start也是在後臺運行tomcat的，所以沒有必要使用此腳本來實現daemon模式的tomcat。

在安裝目錄下的conf目錄下有幾個配置xml格式的配置文件。

[root@xuexi tomcat]# ls conf/
catalina.policy  catalina.properties  context.xml  jaspic-providers.xml  jaspic-providers.xsd  logging.properties  server.xml  tomcat-users.xml  tomcat-users.xsd  web.xml

其中server.xml是主配置文件，tomcat-users.xml是狀態監控和gui界面管理的身份認證配置文件，後面會有相關配置說明，web.xml是為webapp提供預設屬性配置的文件，在tomcat啟動時會先載入webapp屬性的自定義配置文件/WEB-INF/web.xml，然後再載入此文件提供預設屬性，一般此文件都不用任何修改，要定義屬性時修改/WEB-INF/web.xml即可。對於此處的web.xml，唯一需要知道的是其內設置了主頁文件名。

[root@xuexi tomcat]# grep -C 1 index conf/web.xml 
    <welcome-file-list>
        <welcome-file>index.html</welcome-file>
        <welcome-file>index.htm</welcome-file>
        <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
    </welcome-file-list>

安裝後，設置環境變數。

echo "export CATALINA_HOME=/usr/local/tomcat" > /etc/profile.d/tomcat.sh
echo 'export PATH=$CATALINA_HOME/bin:$PATH' >> /etc/profile.d/tomcat.sh
. /etc/profile.d/tomcat.sh

執行bin目錄下的version.sh檢查PATH環境變數是否正確。

[root@xuexi bin]# version.sh
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr/java/latest
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Server version: Apache Tomcat/8.5.14
Server built:   Apr 13 2017 12:55:45 UTC
Server number:  8.5.14.0
OS Name:        Linux
OS Version:     2.6.32-504.el6.x86_64
Architecture:   amd64
JVM Version:    1.8.0_131-b11
JVM Vendor:     Oracle Corporation

最後啟動tomcat。

[root@xuexi tomcat]# catalina.sh start
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr/java/latest
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Tomcat started.

[root@xuexi tomcat]# netstat -tnlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address      State       PID/Program name
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*            LISTEN      1879/sshd       
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*            LISTEN      1415/master     
tcp        0      0 :::22                   :::*                 LISTEN      1879/sshd       
tcp        0      0 ::1:25                  :::*                 LISTEN      1415/master     
tcp        0      0 ::ffff:127.0.0.1:8005   :::*                 LISTEN      15212/java      
tcp        0      0 :::8009                 :::*                 LISTEN      15212/java      
tcp        0      0 :::8080                 :::*                 LISTEN      15212/java     

[root@xuexi tomcat]# curl -I http://localhost:8080
HTTP/1.1 200 
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
Transfer-Encoding: chunked
Date: Tue, 17 Oct 2017 16:49:10 GMT

 

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