一步步实现WebServer中间件——系统基本架构

本文深入探讨了Tomcat的容器结构,包括Server、Engine、Host和Context,以及它们之间的关系和作用。重点讲解了Container的监控机制,通过事件回调(观察者模式)实现组件间的交互。此外,还介绍了服务器的启动流程,从Bootstrap开始,加载配置,初始化Connector和Context,到处理客户端请求,分发给Servlet,并通过Filter处理。文章强调了Filter在处理请求中的灵活性,并对比了Struts2和Spring MVC的工作方式。最后提到了如何通过监听器实现自定义业务逻辑,并预告了下一篇文章将详细解析Http服务器的实现。

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用过Tomcat的小伙伴们都知道,和jetty不同,jetty是基于Handler容器工作的,而Tomcat是基于一系列容器的,从最外层的Server容器,Server是Tomcat的顶级容器,控制着整个Tomcat的生命周期;然后是Engine容器,Engine会接收Connector请求,再往里面是Host容器,一个Host表示一个虚拟主机,可以运行多个应用,每个虚拟主机对应一个域名,不同的Host可以接收处理不同域名的请求;其中最重要是Host里的Context,一个Context表示一个Web应用,Context中含有多个Wrapper,每个Wrapper代表一个Servelet,负责管理Servelet,包括Servlet的装载、初始化、执行、回收,Wrapper是Servlet的包装,Wrapper是最底层的容器,不能再添加子容器。

Tomcat对容器的监控是通过事件回调机制,也就是观察者模式,给每个容器添加一系列的监听器,在容器执行相应的操作的操作的时候就会触发相应的事件,回调相应的监听方法,这样外部就可以感知容器的活动。


这是项目结构,其中annotation是一系列注解,config是相关的配置类,connector是一系列的连接器,比如http连接器,连接器会接收客户端传入的请求,根据相应的协议选择不同的连接器,连接器会处理请求的主机名和端口号,把请求分发给相应的Host服务,container是容器包,里面有很多相关容器,比如Server容器,Servlet容器。core包中是启动器,类加载器,资源加载器等,exception包中是相关的异常类,最后的listener是前面说的事件监听的Listener类,再下面的server.xml文件是系统的配置文件,配置有Server容器中有哪些应用,每个应用监听的ip和端口是多少等等配置信息。

整个服务器执行过程是:

Bootstrap启动服务,ServerConfigLoader会去加载server配置信息,比如默认地会去加载server.xml文件,解析出其中的host信息和connector信息,紧接着会初始化相关的连接器、开启host容器,然后初始化Context容器,客户端请求到来时根据相应的请求协议分发给不同的connnector,connector解析出相应的信息后分发到相应应用容器Context,context容器根据请求路径会调用相应的Servlet,在真正doService前会先经过一系列的filter,这些过滤器会处理一些请求,比如编码过滤器会进行编码转换,安全过滤器会过滤掉不合法的请求,其实filter比Servlet更灵活,Struts2不是基于Filter来工作的,因此在配置Struts2的时候我们是在web.xml中配置Struts2实现的Filter,而Spring MVC是通过实现一个Servlet来接收所有的请求,根据Spring MVC Controller的配置来分发不同的请求给Spring MVC的相应Controller。Request和Response到达Servlet,在doPost、doGet等方法中执行我们自己的业务操作,将请求的返回结果放入Response中,同请求到来时一样,相应的容器会解析Response,把解析结果还原成一个http响应通过网络通信发送给客户端,客户端接收到数据后做相应的客户端解析。在这整个过程中,相应的组件在接口定义下在特定的情况下会触发相应的监听事件,我们通过一些配置可以将我们自己实现的监听器添加到组件监听器列表中去,这样就可以回调我们自己的业务逻辑了。

下一篇将从细节来实现Http服务器

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