Tomcat主要结构和启动流程_tomcat工作流程-优快云博客

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Tomcat最重要的两部分——连接器（Connector）、容器（Container）。连接器负责对外交流，容器负责内部处理。

单独的连接器或者容器都不能对外提供服务，需要把它们组装起来才能工作，组装后这个整体叫作Service组件。Service本身没有做什么重要的事情，只是在连接器和容器外面多包了一层，把它们组装在一起。Tomcat内可能有多个Service，通过在配置多个Service，可以实现通过不同的端口号来访问同一台机器上部署的不同应用。Tomcat为了实现支持多种I/O模型和应用层协议，一个容器可能对接多个连接器。

连接器负责外部交流，容器负责内部处理，连接器与容器之间通过标准的ServletRequest和ServletResponse通信。连接器处理Socket通信和应用层协议的解析，得到Servlet请求，而容器则负责处理Servlet请求。

1.连接器内部细节

1）连接器对Servlet容器屏蔽了协议及I/O模型等的区别，无论是HTTP还是AJP，在容器中获取到的都是一个标准的ServletRequest对象。连接器模块用三个核心接口：EndPoint（负责网络通信，提供字节流给Processor）、Processor（负责应用层协议解析，提供Tomcat Request对象给Adaptor）、Adaptor（负责提供ServletRequest对象给容器）

2）由于I/O模型和应用层协议可以自由组合，比如NIO + HTTP或者NIO2 + AJP。设计者将网络通信和应用层协议解析放在一起考虑，设计了ProtocolHandler接口来封装这两种变化点。各种协议和通信模型的组合有相应的具体实现类，比如：Http11NioProtocol和AjpNioProtocol。

EndPoint

EndPoint是一个接口，它的抽象实现类AbstractEndpoint里面定义了两个内部类：Acceptor和SocketProcessor。

其中Acceptor用于监听Socket连接请求。SocketProcessor用于处理接收到的Socket请求，它实现Runnable接口，在Run方法里调用协议处理组件Processor进行处理。为了提高处理能力，SocketProcessor被提交到线程池来执行。而这个线程池叫作执行器（Executor)，我在后面的专栏会详细介绍Tomcat如何扩展原生的Java线程池。

Processor

如果说EndPoint是用来实现TCP/IP协议的，那么Processor用来实现HTTP协议，Processor接收来自EndPoint的Socket，读取字节流解析成Tomcat Request和Response对象，并通过Adapter将其提交到容器处理，Processor是对应用层协议的抽象。

Processor是一个接口，定义了请求的处理等方法。它的抽象实现类AbstractProcessor对一些协议共有的属性进行封装，没有对方法进行实现。具体的实现有AJPProcessor、HTTP11Processor等，这些具体实现类实现了特定协议的解析方法和请求处理方式。

Adaptor

由于协议不同，客户端发过来的请求信息也不尽相同，Tomcat定义了自己的Request类来“存放”这些请求信息。ProtocolHandler接口负责解析请求并生成Tomcat Request类。但是这个Request对象不是标准的ServletRequest，也就意味着，不能用Tomcat Request作为参数来调用容器。Tomcat设计者的解决方案是引入CoyoteAdapter，这是适配器模式的经典运用，连接器调用CoyoteAdapter的Sevice方法，传入的是Tomcat Request对象，CoyoteAdapter负责将Tomcat Request转成ServletRequest，再调用容器的Service方法。

2.容器内部细节

Tomcat设计了4种容器，分别是Engine、Host、Context和Wrapper，所有容器组件都实现了Container接口。这4种容器不是平行关系，而是父子关系，形成一个树形结构。

Context表示一个Web应用程序；

Wrapper表示一个Servlet，一个Web应用程序中可能会有多个Servlet；

Host代表的是一个虚拟主机，或者说一个站点，可以给Tomcat配置多个虚拟主机地址，而一个虚拟主机下可以部署多个Web应用程序；

Engine表示引擎，用来管理多个虚拟站点，一个Service最多只能有一个Engine；

Mapper

Tomcat是怎么确定请求是由哪个Wrapper容器里的Servlet来处理的呢——答案是Mapper组件

Mapper组件的功能就是将用户请求的URL定位到一个Servlet，它的工作原理是：Mapper组件里保存了容器组件与访问路径的映射关系，比如Host容器里配置的域名、Context容器里配置的Web应用路径，以及Wrapper容器里Servlet映射的路径，这些配置信息就是一个多层次的Map。当一个请求到来时，Mapper组件通过解析请求URL里的域名和路径，再到自己保存的Map里去查找，就能定位到一个Servlet。一个请求URL最后只会定位到一个Wrapper容器，也就是一个Servlet。

比如请求http://test.company.com/myweb/hello

1）首先，根据协议和端口号选定Service和Engine。上面例子中的URL访问的是8080端口，Tomcat默认的HTTP连接器监听8080端口，因此这个请求会被HTTP连接器接收，而一个连接器是属于一个Service组件的，这样Service组件就确定了。一个Service组件里除了有多个连接器，还有一个Engine容器，因此Service确定了也就意味着Engine也确定了。

2）然后，根据域名选定Host。Service和Engine确定后，Mapper组件通过URL中的域名去查找相应的Host容器，比如例子中的URL访问的域名是test.company.com，因此Mapper会找到Host1这个容器。

3）接着，根据URL路径找到Context组件。Host确定以后，Mapper根据URL的路径来匹配相应的Web应用的路径，比如例子中访问的是/myweb，因此找到了Context1这个Context容器。

4）最后，根据URL路径找到Wrapper（Servlet）。Context确定后，Mapper再根据web.xml中配置的Servlet映射路径来找到具体的Wrapper和Servlet。

Pipeline-Valve

容器是如何往下调用的——Pipeline-Valve责任链模式

每一个容器都有一个Pipeline对象，Pipeline中维护了Valve链表，Valve可以插入到Pipeline中，对请求做某些处理。Valve完成自己的处理后，调用getNext.invoke()来触发下一个Valve调用。只要触发这个Pipeline的第一个Valve，这个容器里Pipeline中的Valve就都会被调用到。

1）不同容器的Pipeline是怎么链式触发的呢？

通过BasicValve，比如Engine中Pipeline需要调用下层容器Host中的Pipeline，因为Pipeline中有个getBasic方法。这个BasicValve处于Valve链表的末端，它是Pipeline中必不可少的一个Valve，负责调用下层容器的Pipeline里的第一个Valve。

2）第一次Pipeline的调用是哪里发起的？

整个调用过程由连接器中的Adapter触发的，它会调用Engine的第一个Valve：connector.getService().getContainer().getPipeline().getFirst().invoke(request, response);

3）Pipeline最后一个Value如何调用servlet？

Wrapper容器的最后一个Valve会创建一个Filter链，并调用doFilter()方法，最终会调到Servlet的service方法

扩展机制（Filter和Listener）

Filter是过滤器，这个接口允许你对请求和响应做一些统一的定制化处理，比如你可以根据请求的频率来限制访问，或者根据国家地区的不同来修改响应内容。Web应用部署完成后，Servlet容器需要实例化Filter并把Filter链接成一个FilterChain。当请求进来时，获取第一个Filter并调用doFilter方法，doFilter方法负责调用这个FilterChain中的下一个Filter。

Listener是监听器，这是另一种扩展机制。当Web应用在Servlet容器中运行时，Servlet容器内部会不断的发生各种事件，如Web应用的启动和停止、用户请求到达等。 Servlet容器提供了一些默认的监听器来监听这些事件，当事件发生时，Servlet容器会负责调用监听器的方法。你可以定义自己的监听器去监听你感兴趣的事件，将监听器配置在web.xml中。比如Spring就实现了自己的监听器，来监听ServletContext的启动事件。

Filter和Listener的区别——Filter是干预过程的，它是过程的一部分，是基于过程行为的；Listener是基于状态的，任何行为改变同一个状态，触发的事件是一致的。