(二)Tomcat实现JavaWeb的原理

一、Java Web
    在实际Java Web开发领域中，为了能让Web服务器与Web应用这两个不同的软件系统协作，首先应该由一个中介方制定Web应用与web服务器进行协作的标准接口，Servlet就是其中最主要的一个接口。中介方规定：
    1）web服务器可以访问任意一个Web应用中实现Servlet接口的类。
    2）Web应用中用于被Web服务器动态调用的程序代码位于Servlet接口的实现类中。

在java中由语言的创始者SUN公司来制定以上标准接口，这一系列标准的Java接口（java Servlet API）称为Servlet规范。所以Tomcat与JavaWeb应用的关系如下图：

二、Tomcat作为Servlet容器的基本功能

    Servlet，顾名思义，是一种运行在服务器上的小插件。Servlet最常见的用途是扩展Web服务器的功能，它可作为非常安全的、可移植的、易于使用的CGI替代品。

    servlet具有以下特点：

    1）提供了可被服务器动态加载并执行的程序代码，为来自客户的请求提供相应服务。

    2）Servlet完全用Java语言编写，因此要求运行Servlet的服务器必须支持Java语言。

    3）Servlet完全在服务器端运行，因此它的运行不依赖浏览器。不管浏览器是否支持Java语言，都能请求访问服务器端的Servlet。

相应的具体流程：

（1）客户发出要求访问特定Servlet的请求

（2）Servlet容器接收到客户的请求，对其解析

（3）Servlet容器创建一个ServletRequest对象，在ServetRequset对象中包含了客户请求信息及其他关于客户的信息，如请求头、请求正文，以及客户机的IP地址等。

（4）Servlet容器创建一个ServletResponse对象。

（5）Servlet容器调用客户所请求的Servlet的service()服务方法，并且把ServletRequest对象和ServletResponse对象作为参数传给该服务方法。

（6）Servlet从ServletRequest对象中可获取客户的请求信息。

（7）Servlet利用ServletResponse对象来生成响应结果。

（8）Servlet容器把Servlet生成的响应结果发给客户

三、Tomcat的组成结构

Tomcat的各个组件在<CATALINA_HOME>/conf/server.xml文件中进行配置，每个Tomcat组件在servler.xml文件中对应一种配置元素。

组件可分为四类：
顶层类元素：包括Server元素和Service元素
连接器类元素：为connector元素代表介于客户与服务器之间的通信接口，负责服务器和客户之间的请求和响应
容器类元素：代表处理客户请求并生成响应结果的组件，有4种容器类元素，分别为engine,host,context,cluster
                    engine为特定的service处理所有客户请求，host组件为特定的虚拟主机处理所有客户请求，context为特定的web应                      用处理所有的客户请求，cluster组件负责为tomcat集群系统进行会话复制context组件属性的复制，以及集群范围内                      WAR文件的发布。嵌套类元素：代表可以嵌入到容器内的组件，如<Value>和<Realm>元素

<Server>//代表整个Servlet容器组件，是Tomcat的顶层元素一个server可包含多个service
    <Service>//包含一个engine，以及一个或多个connector,这些connector共享一个engine
            <Connnector />//代表和客程序实际交互的组件，负责接收客户请求，以及向客户返回响应结果
            <Engine>每个sevice包含一个engine,engine处理同一个service中所有connector接收的客户请求
                <Host>每个engine包含多个host，每个host定义一个虚拟主机，它可以包含一个或多个web应用
                        <Context>//使用最频繁的元素。每个context代表运行在虚拟主机上的单个web应用。
                                //一个host可以包含多个context元素    
                        </Context>
                </Host>
            </Engine>
    </Service>
</Server>

四、Tomcat的工作模式

Tomcat作为Servlet容器，有以下三种工作模式

（1）独立的Servlet容器

    在这种模式下，Tomcat是一个独立运行的Java程序。和运行其他Java程序一样，运行Tomcat需要启动一个Java虚拟机（JVM）进程

（2）其他Web服务器进程内的Servlet容器

    在这种模式下，Tomcat分为Web服务器插件和Servlet容器组件两部分。web服务器插件在其他Web服务器进程的内部地址空间启动一个Java虚拟机，Servlet容器组件在此虚拟机中运行。web组件和容器组件通过JNI（java本地调用接口）通信。

（3）其他Web服务器进程外的Servlet容器

    在这种模式下，Tomcat分为web服务器插件和Servlet容器组件，web服务器插件在其他web服务器的外部地址空间启动一个Java虚拟机进程，servlet在此虚拟机中运行，web服务器插件和servlet容器组件通过IPC（进程间通信机制）通信