Apache Tomcat 8.0.38：轻量级Java Web服务器

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简介：Apache Tomcat 8.0.38是一个开源的Java Web应用服务器，遵循Servlet和JSP规范。该版本是轻量级且易于使用的，适合开发和部署中小型Java Web应用。包含所有必要组件的免安装绿色压缩包，使得部署和移动服务器变得非常方便。核心组件包括启动脚本、配置文件、库文件、日志文件、临时文件目录、Web应用部署目录和工作目录。通过简单的解压和命令行操作，用户可以快速启动和访问Tomcat服务器，同时需要进行配置文件的个性化设置以满足特定需求。

1. Apache Tomcat 8.0.38简介

Apache Tomcat是一个开源的Web服务器和Servlet容器，它是Apache Jakarta项目的一部分。它提供了运行Java代码的能力，使得Java代码可以处理诸如HTTP请求这样的网络请求。Tomcat 8.0.38版本在性能、安全性和稳定性方面进行了改进，适用于需要Java Servlet和JavaServer Pages (JSP)技术的企业级应用。

对于IT领域的从业者来说，了解和掌握Apache Tomcat是必备技能之一。本章节旨在为读者提供一个关于Tomcat 8.0.38的基础介绍，概述其核心功能和用途，并为进一步深入学习和应用打下基础。

接下来的章节将详细介绍免安装绿色版Tomcat的特点，指导如何有效部署Web应用，并探讨配置文件的个性化设置以及JDK环境依赖说明。通过这些内容，我们将逐步揭示Tomcat作为一款轻量级应用服务器的全方位知识。

2. 免安装绿色版特点

2.1 绿色版的概念和优势

2.1.1 什么是绿色版Tomcat

绿色版Tomcat是指无需通过传统的安装过程即可运行的版本，它避免了复杂的安装步骤，例如注册服务、创建系统服务等。绿色版通常包括了所有必要的运行库和组件，用户只需解压缩到指定目录即可使用。这种便捷性使得Tomcat的部署和迁移变得异常简单，特别适合测试、开发环境或者那些不希望在系统上留下大量安装痕迹的场景。

2.1.2 绿色版与传统安装版的对比

传统安装版需要通过官方的安装向导或者包管理器进行安装，并会涉及到系统级的配置和注册，例如Windows上的 .msi 安装程序和Linux上的 apt 、 yum 等包管理工具。与之相比，绿色版Tomcat的优点主要包括：
1. 安装简便 ：无需管理员权限，直接解压使用。
2. 便携性强 ：可在多个系统间轻松迁移。
3. 无系统污染 ：不会在系统中留下额外的配置文件和注册信息。
4. 版本控制 ：方便进行不同版本的快速切换。
5. 学习测试 ：非常适合学习和测试环境，因为它的设置和启动过程更为直观。

2.2 绿色版的文件结构解析

2.2.1 主要目录和文件的作用

绿色版Tomcat的目录结构和传统安装版大体一致，核心目录和文件的作用包括：

• bin ：存放启动脚本和命令工具，包括Windows下的 *.bat 文件和Unix/Linux下的 *.sh 文件。
• lib ：包含Tomcat运行所需的所有库文件（jar包）。
• webapps ：默认存放Web应用的目录。
• conf ：配置文件夹，主要包含 server.xml 、 web.xml 、 context.xml 等重要配置文件。
• logs ：存放Tomcat运行日志的目录。
• temp ：用于存放Tomcat运行时产生的临时文件。
• work ：存放JSP编译后产生的class文件。

2.2.2 如何配置和优化绿色版Tomcat

为了使用绿色版Tomcat，你可能需要进行以下配置：

1. 设置环境变量 ：为Tomcat的启动脚本配置正确的 JAVA_HOME 环境变量，确保能够找到Java运行环境。
   以Unix/Linux为例，在 bin 目录下创建一个 setenv.sh 文件，并添加以下内容（替换 <java-home> 为实际的Java安装路径）：
   sh export JAVA_HOME=<java-home> export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
   然后给予执行权限：
   sh chmod +x setenv.sh

2. 修改端口号 ：如果需要更改Tomcat默认的HTTP端口号（默认为8080），可以修改 conf/server.xml 中的 <Connector> 配置。
   示例配置：
   xml <Connector port="8888" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />

3. 优化内存分配 ：通过修改 bin/catalina.sh （Linux/Unix）或 bin/catalina.bat （Windows）文件中的 JAVA_OPTS 来调整JVM的内存设置，提高Tomcat的性能。
   示例配置：
   sh JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx1024m -XX:MaxPermSize=256m"
   这里 -Xms 设置初始堆大小， -Xmx 设置最大堆大小， -XX:MaxPermSize 设置永久代（PermGen）的最大大小。

4. 自定义日志配置 ：根据需要修改 conf/logging.properties 文件来定制日志输出格式和路径。

示例配置：
properties handlers=java.util.logging.ConsoleHandler, java.util.logging.FileHandler .level=INFO java.util.logging.ConsoleHandler.level=INFO java.util.logging.FileHandler.pattern=/path/to/tomcat/logs/tomcat.%u.%g.log java.util.logging.FileHandler.count=10 java.util.logging.FileHandler限额=50000

以上步骤能够帮助你更好地配置和优化你的绿色版Tomcat服务器以满足特定需求。

3. 核心组件目录概述

3.1 Tomcat目录结构详解

Apache Tomcat是一个开源的Web服务器，它的目录结构设计得非常直观，可以让用户容易地理解和使用。接下来，我们将深入分析Tomcat的目录结构，并详细讲解其主要目录和文件的作用。

3.1.1 server.xml的配置与作用

server.xml 是Tomcat的核心配置文件，位于 $CATALINA_HOME/conf 目录下。它的主要作用是定义Tomcat的全局配置和容器结构。在该文件中，可以配置以下几个主要部分：

• GlobalNamingResources : 定义全局的JNDI资源。
• Service : 定义Tomcat的Service组件，它是连接Connector和Container的桥梁。
• Connector : 定义连接外部客户端和Tomcat内部服务的组件，常见的有HTTP Connector和AJP Connector。
• Engine : 定义处理请求的引擎，它能处理一种或多种连接器的请求。
• Host : 定义虚拟主机，用于管理一个或多个Context（Web应用）。
• Context : 定义Web应用，它可以被部署在特定的Host之下。

接下来是具体的配置实例代码块：

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
    <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
    <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
    <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
    <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
    <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />

    <GlobalNamingResources>
        <!-- Global Naming Resources configuration -->
    </GlobalNamingResources>

    <Service name="Catalina">
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
                   connectionTimeout="20000"
                   redirectPort="8443" />
        <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
            <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
                <!-- This Realm uses the UserDatabase configured in the global JNDI resources under the key "UserDatabase".  Any edits
                     that are performed against this UserDatabase are immediately available for use by the Realm.  -->
                <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
                       resourceName="UserDatabase"/>
            </Realm>

            <Host name="localhost"  appBase="webapps"
                  unpackWARs="true" autoDeploy="true">
                <!-- SingleSignOn valve, share authentication between web applications
                     Documentation at: /docs/config/valve.html -->
                <!--
                <Valve className="org.apache.catalina.authenticator.SingleSignOn" />
                -->

                <Context path="/examples" docBase="examples"
                         reloadable="true" />
                <!-- Normally this would be your application -->
                <Context path="/" docBase="myapp"
                         reloadable="true" />
            </Host>
        </Engine>
    </Service>
</Server>

在上面的 server.xml 配置片段中，我们可以看到定义了一个监听8080端口的HTTP连接器和一个监听8009端口的AJP连接器。在Engine元素内，我们配置了一个默认的Host，并在这个Host下部署了一个名为 examples 的Web应用和一个名为 myapp 的应用。

3.1.2 webapps目录与应用部署

webapps 目录位于 $CATALINA_HOME 目录下，用于存放部署在Tomcat上的Web应用。每一个Web应用通常包括以下几个部分：

• WEB-INF : 包含了应用的类文件、lib库和配置文件，如 web.xml 。
• context.xml : 可选的XML文件，用于配置特定于应用的资源和参数。
• classes : 存放编译后的Java类文件。
• lib : 存放应用的第三方jar库文件。

一个典型的Web应用目录结构如下所示：

webapp
│
├── WEB-INF
│   ├── classes
│   │   ├── com
│   │   │   └── myapp
│   │   │       └── MyServlet.class
│   │   └── ...
│   ├── lib
│   │   └── ...
│   └── web.xml
│
└── index.html

在 web.xml 配置文件中，我们可以定义Servlet映射、初始化参数、监听器、过滤器等Web应用的配置信息。

3.2 核心组件的作用与配置

3.2.1 Connector和Engine组件的配置

Connector组件作为Tomcat与客户端通信的桥梁，负责接收客户端的请求并将其转发到Engine组件进行处理。Engine组件作为请求处理的核心，它包含了一个或多个Host组件，每个Host代表一个虚拟主机，它们共同构成了一个完整的请求处理流程。

Connector与Engine的配置在 server.xml 中进行。下面是一个典型的配置样例：

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

在这个配置中，我们定义了一个HTTP协议的Connector，监听8080端口，并设置了连接超时时间和重定向端口。Engine组件通常不需要特别配置，因为它会在定义Host时自动创建。

3.2.2 Host和Context组件的应用实例

Host组件代表一个虚拟主机，它定义了在Tomcat中的一个Web应用的宿主环境。一个Host下可以有多个Context，每个Context代表一个Web应用。接下来，我们将通过一个实例来展示如何在Host下部署一个Web应用。

首先，定义一个Host，这个Host是Engine的一部分，如下：

<Host name="localhost"  appBase="webapps"
      unpackWARs="true" autoDeploy="true">
    <!-- Context for myapp -->
    <Context path="/" docBase="myapp" reloadable="true" />
</Host>

上述配置中， myapp 是Web应用的上下文路径， docBase 指定了应用的物理路径。 reloadable 属性设置为 true 意味着Tomcat会监控 WEB-INF/classes 和 WEB-INF/lib 目录中的更改，从而实现应用热部署。

每个Web应用还可以有自己的 context.xml 文件，用于定义特定于应用的配置信息，例如JNDI资源绑定、数据源配置等。

3.2.3 配置实例表格解析

下面的表格是对Host和Context组件进行配置时可能会用到的一些属性的说明：

属性名	说明	示例值
name	虚拟主机名称	localhost
appBase	存放应用的目录	webapps
unpackWARs	是否自动解压缩WAR文件	true
autoDeploy	是否自动部署新应用	true
path	Web应用的上下文路径	/myapp
docBase	Web应用的物理路径	webapps/myapp 或是一个绝对路径
reloadable	是否监控应用更改，以便动态重载	true
sessionTimeout	会话超时时间（单位：分钟）	30
useNaming	是否启用JNDI资源	true

通过正确配置Host和Context组件，我们可以灵活地管理Tomcat中的Web应用。这些组件的合理设置是保证Web应用正常运行的关键。

至此，我们已经对Tomcat的核心组件目录进行了详细解读，了解到这些组件的具体作用及其配置方法。希望这些信息能对您深入了解Tomcat的架构和部署有所帮助。在下一章中，我们将介绍如何快速部署Web应用到Tomcat服务器中，并讲解如何启动与关闭Tomcat服务。

4. 快速部署与启动步骤

在这个章节中，我们将深入了解如何快速将Web应用程序部署到Tomcat服务器，并介绍启动和关闭Tomcat服务的步骤与最佳实践。这一过程对于确保应用程序的高效运行至关重要，同时也有助于理解Tomcat的生命周期管理。

4.1 快速部署Web应用

4.1.1 将WAR文件部署到Tomcat

部署Web应用程序到Tomcat是一个简单却至关重要的步骤。Tomcat通过部署WAR文件的方式来托管Web应用。WAR（Web Application Archive）文件是一个包含了所有Web应用资源的压缩包，包括HTML、JSP、Servlet、class文件等。

1. 准备工作 ：确保你拥有一个有效的WAR文件。通常情况下，这个文件可以通过你的IDE工具打包生成，或者从开发团队获取。

2. 部署位置 ：找到Tomcat的 webapps 目录。这是Tomcat用来存放WAR文件和展开后应用文件的默认目录。

3. 部署过程 ：将WAR文件复制到 webapps 目录下。你可以选择以下几种方式部署WAR文件：
   - 手动复制WAR文件到 webapps 目录下。
   - 使用Tomcat的管理界面进行部署。
   - 如果你有Tomcat Manager或Admin Web应用的访问权限，可以通过WEB管理界面上传WAR文件。

部署过程完成后，Tomcat会自动检测到 webapps 目录下的新WAR文件，并将其展开部署到服务器上。这个过程通常需要几秒钟的时间，具体时间取决于WAR文件的大小和服务器性能。

4.1.2 监控和管理部署的应用

部署Web应用后，我们可能需要监控应用的状态，以及进行一些管理操作。例如，检查应用是否正常运行，查看日志文件，配置特定的应用设置等。

1. 查看应用状态 ：访问Tomcat的Manager应用。通常这个应用可以通过 http://localhost:8080/manager 地址访问（假设Tomcat默认端口是8080）。

2. 查看日志 ：Tomcat将生成与应用相关的日志文件，这些文件通常位于Tomcat的 logs 目录下。通过查看这些日志文件，可以获得关于应用运行的详细信息。

3. 应用管理 ：在Manager应用中，你可以执行如启动、停止和重新加载应用等操作。这在进行应用维护时非常有用。

4.2 启动与关闭Tomcat服务

了解如何正确地启动和关闭Tomcat服务是任何Tomcat管理员的基本技能。错误的启动和关闭方式可能会导致应用损坏或数据丢失。

4.2.1 启动脚本的使用和注意事项

Tomcat提供了启动和关闭脚本，这些脚本在Unix/Linux系统下是 .sh 文件，在Windows系统下是 .bat 文件。通常，这些脚本位于Tomcat的 bin 目录下。

1. 启动Tomcat ：
   - 在Unix/Linux系统下，你可以通过 ./catalina.sh start 命令启动Tomcat。
   - 在Windows系统下，通过运行 catalina.bat start 命令来启动Tomcat。

这些命令会启动Tomcat的Servlet容器和默认的HTTP连接器。

2. 注意事项 ：
   - 确保 JAVA_HOME 环境变量已经正确设置，指向你的JDK安装路径。
   - 在启动之前，检查端口冲突。默认情况下，Tomcat使用8080端口。如果该端口已被其他服务占用，需要修改Tomcat的配置文件（如server.xml）来更换端口。

4.2.2 管理工具如Tomcat Manager的使用

Tomcat Manager是一个Web应用，它允许你远程管理Tomcat服务器上的Web应用。在启动和部署操作之外，Tomcat Manager提供了一种图形化的方式来执行这些任务。

1. 访问Tomcat Manager ：通过浏览器访问 http://localhost:8080/manager 。

2. 认证 ：为了安全起见，Tomcat Manager通常需要用户名和密码才能访问。这些凭证可以在Tomcat的 conf/tomcat-users.xml 文件中配置。

3. 管理功能 ：使用Tomcat Manager，你可以：
   - 部署新应用。
   - 启动、停止、重启和重新加载已部署的应用。
   - 查看服务器和应用的实时状态。
   - 查看和配置应用的环境变量。

表格形式展示各操作命令：

操作	Unix/Linux 命令	Windows 命令
启动Tomcat	./catalina.sh start	catalina.bat start
关闭Tomcat	./catalina.sh stop	catalina.bat stop
重新加载应用	./catalina.sh reload	catalina.bat reload

请注意，在执行 stop 命令之前，确保应用已经正常关闭，以避免数据损坏。如果你使用的是非默认端口或者有其他定制化配置，请根据实际情况调整启动和关闭命令。

代码块示例：使用Tomcat的 catalina.sh 脚本启动服务

# Unix/Linux 示例：启动Tomcat服务
./catalina.sh start

# 检查Tomcat服务状态
ps aux | grep 'catalina.sh start' | grep -v grep

以上命令启动了Tomcat服务，并通过查看进程列表来验证Tomcat是否已成功启动。

代码块示例：在Windows下使用批处理命令启动Tomcat

:: Windows 示例：启动Tomcat服务
catalina.bat start

以上批处理命令用于启动Tomcat服务。在实际操作中，应该先配置好环境变量，确保 JAVA_HOME 指向正确的JDK安装路径。

以上步骤和命令都是基于默认安装和配置的Tomcat服务器。对于有特殊需求的环境配置，可能需要更详细的设置和定制化操作，这将在后续章节进行详细介绍。

5. 配置文件个性化设置

5.1 server.xml文件的高级配置

Apache Tomcat的 server.xml 配置文件是Tomcat服务器的核心配置文件，它负责定义Tomcat的全局配置。其中包含了连接器（Connector）和容器（Container）的配置，其中容器可以是引擎（Engine）、主机（Host）和上下文（Context）。

5.1.1 修改端口和连接器设置

在默认情况下，Tomcat的HTTP连接器监听端口是8080。如果你想要更改这个端口，或者需要配置额外的连接器（比如支持SSL的连接器），你可以在 server.xml 文件中对 <Connector> 元素进行编辑。

以下是一个修改HTTP连接器监听端口的例子：

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

如果你需要配置一个SSL连接器，你可以添加如下配置：

<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="150" scheme="https" secure="true" SSLEnabled="true"
           keystoreFile="conf/localhost-rsa.jks" keystorePass="changeit"
           clientAuth="false" sslProtocol="TLS"/>

在以上配置中， port 指定了SSL监听的端口， keystoreFile 和 keystorePass 指向了密钥库文件及其密码，用于SSL通信的密钥和证书存储。

5.1.2 配置虚拟主机和上下文

通过配置虚拟主机，可以让你的Tomcat服务器支持多个域名，增加应用的灵活性。 <Host> 元素代表一个虚拟主机，通常与一个域名相对应。

以下是一个配置虚拟主机的例子：

<Host name="localhost"  appBase="webapps"
      unpackWARs="true" autoDeploy="true">
    <Context path="/myapp" docBase="myapp" reloadable="true"/>
</Host>

在这里， name 属性定义了虚拟主机的域名， appBase 指定应用程序存放的目录， <Context> 元素定义了部署在这个虚拟主机上的Web应用。 docBase 指定了应用的目录路径， path 定义了URL的访问路径， reloadable 设置为 true 时，如果应用的WEB-INF/classes目录下的类文件更改，Tomcat会自动重新加载该应用。

5.2 context.xml和web.xml的应用定制

context.xml 和 web.xml 是针对特定Web应用的配置文件。 context.xml 通常位于应用的META-INF目录下，它定义了应用级别的资源和属性； web.xml 是Web应用的部署描述符，提供了URL映射、Servlet和Filter的配置。

5.2.1 如何在context.xml中配置全局资源

在 context.xml 中，你可以配置数据源、邮件会话、全局资源引用等。以下是一个配置数据源的例子：

<Resource name="jdbc/myDataSource" auth="Container"
          type="javax.sql.DataSource" driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver"
          url="jdbc:mysql://localhost:3306/mydb?useUnicode=true&amp;useJDBCCompliantTimezoneShift=true&amp;useLegacyDatetimeCode=false&amp;serverTimezone=UTC"
          username="root" password="password" maxActive="20" maxIdle="10" maxWait="-1"/>

在上述配置中， name 是资源的引用名， auth 定义了认证方式， type 定义了资源类型， driverClassName 是JDBC驱动类名， url 、 username 、 password 分别定义了数据库连接的URL、用户名和密码。 maxActive 、 maxIdle 、 maxWait 定义了连接池的最大活跃、空闲和等待连接数。

5.2.2 web.xml中的servlet和filter配置

web.xml 是Web应用的配置中心，可以定义Servlet和Filter来控制请求和响应。以下是一个配置Servlet的例子：

<servlet>
    <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.example.MyServlet</servlet-class>
    <init-param>
        <param-name>message</param-name>
        <param-value>Welcome to MyServlet!</param-value>
    </init-param>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>

<servlet-mapping>
    <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/myservlet</url-pattern>
</servlet-mapping>

在上面的配置中， <servlet> 标签定义了一个名为MyServlet的Servlet， <init-param> 为Servlet定义了一个初始化参数。 <load-on-startup> 指定了Servlet启动时加载的顺序。

下面是一个配置Filter的例子：

<filter>
    <filter-name>MyFilter</filter-name>
    <filter-class>com.example.MyFilter</filter-class>
</filter>

<filter-mapping>
    <filter-name>MyFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

这个Filter将会拦截所有到达应用的请求。 <filter-mapping> 中的 <url-pattern> 定义了Filter拦截的URL模式。

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