5. Tomcat 中的 NIO 应用

5. Tomcat 中的 NIO 应用

• 5.1. Tomcat 核心架构

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Tomcat 是一个 apache 推出的一个 web 应用服务器，核心功能就是解析 Http协议，处理网络 IO 操作，执行 Servlet 对象，其简易架构如下：

其中：

• 1) Server：代表整个容器，它可能包含一个或多个 Service 和全局的对象资源；
• 2) Service：包含一个或多个 Connector 和一个 Engine，这些 Connector和 Engine 相关联；
• 3) Connector：处理与客户端的通信，网络 I/O 操作；
• 4) Engine：表示请求处理流水线（pipeline），它接收所有连接器的请求，并将响应交给适当的连接器返回给客户端；
• 5) Host：网络名称（域名）与 Tomcat 服务器的关联，默认主机名 localhost，一个 Engine 可包含多个 Host；
• 6) Context：表示一个 Web 应用程序，一个 Host 包含多个上下文。

 

• 5.2. Tomcat 中的 NIO 应用配置

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Tomcat 中的 NIO 应用要从 Connector 说起，Connector 是请求接收环节与请求处理环节的连接器。具体点说，就是 Connector 将接收到的请求传递给Tomcat 引擎(Engine)进行处理，引擎处理完成以后会交给 Connector 将其响应到客户端。但是 Connector 本身并不会读写网络中的数据，读写网络中的数据还是要基于网络 IO 进行实现。但使用哪种 IO 模型需要由 Connector 对象进
行指定。
例如：可在 tomcat 的 server.xml 进行配置，其默认配置如下：

<Connector connectionTimeout="20000"
port="8080"
protocol="HTTP/1.1"
redirectPort="8443"/>

一个 Tomcat 中可以配置多个 Connector，分别用于监听不同端口，或处理不同协议，在如上配置中 Connector 使用的协议默认为”HTTP/1.1”，系统底层会基于此配置，通过反射创建 Http11NioProtocol 对象，而此对象底层就是基于NIO 中的 IO 多路复用技术实现网路数据读写的。假如希望使用其它协议或 NIO方式可以修改其默认配置。例如：我们配置 NIO 中的异步应用模型。

<Connector connectionTimeout="20000"
port="8080"
protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
redirectPort="8443"/>

• 5.3. Tomcat 中的 NIO 应用设计

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在 tomcat 中，目前 IO 模型的最佳应用模式还是 IO 多路复用，因为 BIO 的缺点在于不管当前连接有没有数据传输，它始终阻塞占用线程池内的一个线程，而NIO 的处理方式是若通道无数据可读取，此时线程不阻塞直接返回，可用于处理其他连接，提高了线程利用率。其工作模型大致如下：

• 1) Acceptor 以阻塞模式接收 TCP 连接，然后对连接信息进行封装并以事件方式注册（register）到 Poller 上；
• 2) Poller 进行事件迭代，循环执行 selector.select(xxx)，如果有通道readable，那么在 processKey 方法中交给 worker 线程池中的线程处理。

说明:假如想在 maven 项目中想对 tomcat 的源码进行快速分析，可先添加如下依赖，基于此依赖可借助 maven 对 tomcat 源码进行组织。

<dependency>
    <groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
    <artifactId>tomcat-embed-core</artifactId>
    <version>9.0.6</version>
</dependency>

基于 tomcat 依赖编写如下代码启动 tomcat，进行 debug 分析

public static void main(String[] args)throws Exception {
    //1.构建tomcat对象
    Tomcat tomcat = new Tomcat();
    //2.构建connector对象，并指定协议
    //tomcat实用connector处理链接，一个tomcat可以配置多个connector
    Connector connector = new Connector("HTTP/1.1");
    //3.设置tomcat舰艇端口
    connector.setPort(8080);
    tomcat.setConnector(connector);
    //启动tomcat
    tomcat.start();
    tomcat.getServer().await();
}