Tomcat系列（一）- 整體架構

整體架構

　　我們想要瞭解一個框架，首先要瞭解它是乾什麼的，Tomcat我們都知道，是用於處理連接過來的Socket請求的。那麼Tomcat就會有兩個功能：

• • 對外處理連接，將收到的位元組流轉化為自己想要的Request和Response對象
  • 對內處理Servlet，將對應的Request請求分發到相應的Servlet中

　　那麼我們整體的骨架就出來了，Tomcat其實就分為兩大部分，一部分是連接器(Connnector)處理對外連接和容器(Container)管理對內的Servelet。

　　大體的關係圖如下：

　　描述：

　　　　最外層的大框就是代表一個Tomcat服務，一個Tomcat服務可以對應多個Service。每個Service都有連接器和容器。

　　　　這些對應的關係我們也可以打開在Tomcat目錄配置文件中 server.xml中看出來。

<Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN">  
    <Service name ="Catalina">    
        <Connector port ="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443"/>     
        <Connector port="8010" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443"/>
        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
            <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">            
                <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm" resourceName="UserDatabase"/>
            </Realm>          
            <Host name="localhost" appBase="webapps"></Host>
        </Engine>
    </Service>    
</Server>

　　這裡我們可以看到連接器其實就是 Connector，一個Service中可以有多個連接器，容器其實對應的就是 Engine。

　　Tomcat的整體架構簡單來說就是這樣的對應關係。接下來我們簡單的介紹連接器的整體架構和容器的整體架構。

連接器

　　我們可以看到上圖中連接器傳給容器的是 ServletRequest對象，而容器傳給連接器的是 ServletResponse對象，這些在網路傳輸過程中是肯定不行的，因為網路傳輸中傳送的位元組流。

　　所以連接器的功能需求我們大概能總結出來以下幾點。

• • Socket連接
  • 讀取請求網路中的位元組流
  • 根據相應的協議(Http/AJP)解析位元組流，生成統一的 TomcatRequestt對象
  • 將 TomcatReques傳給容器
  • 容器返回 TomcatResponse對象
  • 將 TomcatResponse對象轉換為位元組流
  • 將位元組流返回給客戶端

　　其實上面的細分都能總結為以下的三點

• • 網路通信
  • 應用層協議的解析
  • Tomcat的 Request/Response與 ServletRequest/ServletResponse對象的轉化

　　而在Tomcat中它也用了三個類來實現上面的三個功能，分別對應如下

• • EndPoint
  • Processor
  • Adapter

　　用圖表示他們的關係的話就是這樣

容器

　　容器，顧名思義就是裝東西的器具，那麼這個Tomcat容器是裝什麼的呢？其實主要的就是裝了Servlet的。

　　那麼容器是如何設計的呢？Tomcat的容器設計其實是用了組合設計模式（不瞭解組合設計模式的可以看我之前的文章不學無數——組合模式）。

　　其實從 Server.xml中我們也能看到其關係了。

<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
    <Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true"></Host>
</Engine>

　　在這裡面我們只能看到容器中的兩個模塊，一個是頂層模塊 Engine，另一個是 Host，

　　其實還有兩個模塊：

　　　　一個是 Context對應的是我們webapp裡面的每個應用文件夾，每個文件夾就是對應一個 Context，

　　　　還有一個模塊 Wrapper對應的是我們 Context中的所有servlet， Wrapper管理了訪問關係與具體的Servlet的對應。圖表示就是下麵這樣。

　　Tomcat中容器所有模塊都實現了 Container介面，而組合模式的意義就是使得用戶對於單個對象和組合對象的使用具有一致性，

　　即無論添加多少個 Context其使用就是為了找到其下麵的Servlet，而無論添加多少個Host也是為了找個下麵的Servlet。

　　而在容器中設計了這麼多的模塊，一個請求過來Tomcat如何找到對應的Servlet進行處理呢？

請求如何定位

　　我們就舉個最簡單的例子，我們本機應用上啟動了一個Tomcat，webapp下有我們部署的一個應用 buxuewushu。

　　我們在瀏覽器上輸入 http://localhost:8080/buxuewushu/add.do是如何找到對應Servlet進行處理呢？

　　在我們啟動Tomcat的時候，連接器就會進行初始化監聽所配置的埠號，這裡我們配置的是8080埠對應的協議是HTTP。

• • 請求發送到本機的8080埠，被在那裡監聽的HTTP/1.1的連接器Connector獲得
  • 連接器Connector將位元組流轉換為容器所需要的 ServletRequest對象給同級 Service下的容器模塊Engine進行處理
  • Engine獲得地址 http://localhost:8080/buxuewushu/add。匹配他下麵的Host主機
  • 匹配到名為localhost的Host（就算此時請求為具體的ip，沒有配置相應的Host，也會交給名為localhost的Host進行處理，因為他是預設的主機）
  • Host匹配到路徑為 /buxuewushu的Context，即在webapp下麵找到相應的文件夾
  • Context匹配到URL規則為*.do的servlet，對應為某個Servlet類
  • 調用其 doGet或者 doPost方法
  • Servlet執行完以後將對象返回給Context
  • Context返回給Host
  • Host返回給Engine
  • Engine返回給連接器Connector
  • 連接器Connector將對象解析為位元組流發送給客戶端