【JAVA开发】从0到1征服Tomcat：Java开发者的进阶秘籍

大雨淅淅

已于 2025-07-20 17:25:46 修改

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分类专栏： # Java 文章标签： java tomcat 开发语言

于 2025-07-19 22:56:30 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xiaoyingxixi1989/article/details/149472154

一、Tomcat 是什么？为何它如此重要？

（三）Connector：请求的接收者与转换器

（四）Container：Servlet 的管理者与请求处理器

四、实战演练：在 Tomcat 上部署 Web 应用

（一）Tomcat 与 Spring 集成

（二）Tomcat 与 Spring Boot 集成

（三）Tomcat 与 MySQL 集成

八、总结与展望

一、Tomcat 是什么？为何它如此重要？

在 Java Web 开发的广阔天地里，Tomcat 就像是一座坚固的桥梁，连接着开发者的代码与用户的需求。它是 Apache 软件基金会旗下的一款开源的 Servlet 容器，也是一个轻量级的 Web 服务器。说它是 Servlet 容器，是因为它能为 Servlet 和 JSP 提供运行环境，让开发者编写的 Java 代码能够高效地处理 HTTP 请求并生成响应；而作为 Web 服务器，它又能直接提供静态资源服务，像 HTML、CSS、图片等文件，都能通过 Tomcat 轻松地展示给用户。

Tomcat 之所以在 Java Web 开发中占据着举足轻重的地位，原因是多方面的。从开发角度看，它简单易用，对于初学者来说，只需简单的配置，就能快速搭建起一个开发环境，开启 Java Web 开发之旅。而且它是开源的，这意味着全球的开发者都可以对其进行研究、改进和扩展，不断为其注入新的活力。在生产环境中，Tomcat 的稳定性和可靠性经过了长时间的考验，能够承担起高并发的业务请求。同时，它还具备良好的可扩展性，可以方便地集成各种第三方组件和框架，满足不同项目的复杂需求。可以说，掌握 Tomcat 是深入学习 Java Web 开发的必经之路，无论是开发小型的个人项目，还是构建大型的企业级应用，Tomcat 都能发挥关键作用。

二、初遇 Tomcat：安装与环境搭建

在开始安装 Tomcat 之前，我们得先确保自己的电脑上已经安装并配置好了 Java 开发环境（JDK），因为 Tomcat 是基于 Java 运行的。可以在命令行中输入java -version来检查 JDK 是否安装成功，如果显示了 Java 的版本信息，那就说明 JDK 已经就绪啦。

接下来，我们就可以去 Tomcat 的官网（https://tomcat.apache .org/ ）下载安装包了。在官网的下载页面，会看到不同版本的 Tomcat 供我们选择。一般来说，选择最新的稳定版本就好，不过如果项目有特定的版本要求，那就得按照要求来下载。这里以 Windows 系统为例，下载的是压缩包形式的安装文件（.zip 格式），这种方式安装简单，而且方便后续的更新和管理。

下载完成后，我们要做的就是解压这个压缩包。解压的路径可以根据自己的喜好来选择，不过要注意，路径中最好不要包含中文和空格，以免在后续的使用过程中出现不必要的问题。比如，我把它解压到了D:\tomcat\apache-tomcat-9.0.86这个目录下。解压完成后，打开解压后的目录，会看到一系列的文件夹和文件，其中比较重要的有：

bin 目录：存放着启动和关闭 Tomcat 的脚本文件，比如startup.bat（Windows 系统下启动 Tomcat）和shutdown.bat（Windows 系统下关闭 Tomcat）。

conf 目录：包含了 Tomcat 的各种配置文件，像server.xml（这个文件非常重要，用于配置 Tomcat 的基本设置，比如端口号、虚拟主机等）和web.xml（用于配置 Web 应用的相关信息）。

lib 目录：存放着 Tomcat 运行所需的各种类库文件，这些类库是 Tomcat 能够正常工作的重要支撑。

webapps 目录：这个目录是用来部署 Web 应用的，当我们把开发好的 Web 项目打包成 war 包后，放到这个目录下，Tomcat 启动时就会自动部署并运行这个项目。

logs 目录：记录 Tomcat 运行过程中的日志信息，当 Tomcat 出现问题时，我们可以通过查看这里的日志文件来排查错误。

解压完成后，还需要配置一下环境变量，这样我们就可以在任意目录下方便地启动和使用 Tomcat 了。配置环境变量的步骤如下：

右键点击 “此电脑”，选择 “属性”，在弹出的窗口中点击 “高级系统设置”。

在 “系统属性” 窗口中，点击 “环境变量” 按钮。

在 “系统变量” 区域，点击 “新建” 按钮，添加以下三个系统变量：

- CATALINA_HOME：变量值为 Tomcat 的安装目录，比如D:\tomcat\apache-tomcat-9.0.86。

- CATALINA_BASE：变量值同样为 Tomcat 的安装目录，D:\tomcat\apache-tomcat-9.0.86 。这两个变量在很多情况下值是相同的，它们的作用是让 Tomcat 能够找到自己的相关资源和配置文件。

- CATALINA_TMPDIR：变量值为 Tomcat 安装目录下的temp文件夹路径，即D:\tomcat\apache-tomcat-9.0.86\temp，这个变量用于指定 Tomcat 运行时的临时文件存放目录。

找到系统变量中的Path变量，点击 “编辑”，在变量值的最后添加%CATALINA_HOME%\bin;%CATALINA_HOME%\lib;，然后点击 “确定” 保存设置。这样配置好 Path 变量后，我们就可以在命令行中直接运行startup.bat和shutdown.bat等脚本文件了，而不需要每次都切换到 Tomcat 的bin目录下。

在安装和配置 Tomcat 的过程中，可能会遇到一些常见问题。比如，在启动 Tomcat 时，命令行窗口一闪而过，这通常是因为 Java 环境变量配置不正确或者 Tomcat 的某些配置文件有问题。这时，可以通过以下方法来解决：

确认JAVA_HOME环境变量是否正确配置，并且Path变量中是否包含了%JAVA_HOME%\bin 。可以在命令行中输入echo %JAVA_HOME%来检查JAVA_HOME变量的值是否正确。

检查 Tomcat 的conf目录下的server.xml文件是否有语法错误。这个文件如果被误修改，可能会导致 Tomcat 无法正常启动。

还有一种情况是端口冲突。Tomcat 默认使用 8080 端口，如果这个端口已经被其他程序占用，Tomcat 就无法启动。解决方法是修改 Tomcat 的端口号，在server.xml文件中找到如下代码：

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"

connectionTimeout="20000"

redirectPort="8443" />

将其中的port="8080"修改为其他未被占用的端口号，比如port="8081" ，然后保存文件，重新启动 Tomcat 就可以了。

三、Tomcat 核心概念与架构解析

深入了解 Tomcat 的核心概念与架构，就像是打开了一扇通往其内部运行机制的大门，能让我们更好地掌握和运用它。Tomcat 的架构设计精妙，由多个核心组件协同工作，共同完成对 Web 请求的处理。

（一）Server：掌控全局的指挥官

Server 是 Tomcat 的顶层组件，它代表着整个 Tomcat 服务器实例，就像是一个庞大军队的最高指挥官，掌控着整个 Tomcat 的生命周期。在一个 Java 虚拟机（JVM）中，只会存在一个 Server 实例。它主要负责管理和启动各个 Service 组件，同时监听特定的端口（默认是 8005 端口），等待接收 shutdown 命令，一旦接收到该命令，就会有序地关闭整个 Tomcat 容器。比如，当我们在命令行中执行关闭 Tomcat 的操作时，就是向这个监听端口发送 shutdown 命令，Server 接收到后，就会协调各个组件停止运行。在server.xml配置文件中，我们可以看到<Server>标签，它是整个配置文件的顶级标签，所有其他组件的配置都包含在它内部。

（二）Service：协调内外的桥梁

Service 是连接外部请求和内部处理的关键桥梁，它将多个 Connector 组件和一个 Container 组件组合在一起，为外部提供服务。一个 Server 中可以包含多个 Service 组件，这种设计为 Tomcat 提供了更高的灵活性，使得我们可以通过不同的端口号来访问同一台机器上部署的不同应用。例如，我们可以配置一个 Service 用于处理 HTTP 请求，另一个 Service 用于处理 HTTPS 请求，每个 Service 都有自己独立的 Connector 和 Container。Service 组件内部还包含了 Executor 组件，这是一个线程池，它为 Service 内的其他组件提供执行任务的线程资源，就像一个随时待命的士兵团队，随时准备处理各种请求任务。在server.xml中，<Service>标签包含了<Connector>和<Engine>（Container 的一种）等子标签，通过这些配置，我们可以定义 Service 的具体行为和功能。

（三）Connector：请求的接收者与转换器

Connector 是 Tomcat 与外部世界沟通的大门，它负责监听固定端口，接收外部的请求。可以把它想象成一个勤劳的门卫，时刻坚守在岗位上，等待着请求的到来。当一个请求到达时，Connector 首先会接收这个请求，然后将其封装成 Tomcat 内部的 Request 对象，并将其传递给 Container 进行处理。处理完成后，Connector 再将 Container 返回的 Response 对象返回给外部客户端。

Connector 支持多种协议和 I/O 模型，以适应不同的应用场景和性能需求。常见的协议有 HTTP 协议、AJP 协议和 WebSocket 协议。HTTP 协议是 Web 开发中最常用的协议，用于在客户端和服务器之间传输超文本，Tomcat 默认支持 HTTP/1.1 协议，并且从 Tomcat 8.5 开始支持 HTTP/2.0 协议，HTTP/2.0 相比 HTTP/1.1 在性能上有了很大的提升，比如它支持多路复用，能在一个连接上同时处理多个请求，大大提高了传输效率；AJP 协议（Apache JServ Protocol）用于处理与 Apache HTTP Server 之间的通信，它是一种优化的协议，旨在提高 Apache 服务器和 Tomcat 之间的通信效率，通常用于将 Apache 作为反向代理服务器与 Tomcat 进行集成，以便更好地处理静态资源和动态请求；WebSocket 协议则用于处理 WebSocket 请求，它允许服务器端和客户端之间进行实时通信，为开发实时交互的 Web 应用提供了支持。

在 I/O 模型方面，Tomcat 支持 BIO、NIO 和 APR 等模型。BIO（Blocking I/O）是阻塞 I/O 模型，在这种模型下，每个客户端请求都会占用一个线程来处理，直到响应完成。在并发量不大时，它表现良好，但在高并发场景下，会导致线程资源耗尽，从而影响性能，Tomcat 在早期版本中默认使用 BIO 模型，但随着技术的发展，在后续版本中逐渐被 NIO 和 APR 模型所取代；NIO（Non-blocking I/O）是非阻塞 I/O 模型，它基于 Java 的 NIO 库实现，采用非阻塞 IO 和选择器（Selector）机制来处理多个客户端连接。在 NIO 模型中，Tomcat 可以使用少量的线程来处理大量的并发连接，从而显著提高性能，Tomcat 从 5.x 版本开始支持 NIO 模型，并在后续版本中不断优化和完善；APR（Apache Portable Runtime）是 Tomcat 对操作系统底层 IO 操作的优化实现，它使用本地库（如 Apache 的可移植运行库）来提供高性能的 IO 处理能力。APR 模型在 Linux 等 Unix - like 操作系统上表现尤为出色，但在 Windows 等平台上可能不如 NIO 模型，并且由于它依赖于特定的本地库和操作系统特性，在跨平台部署时可能需要注意兼容性问题，在 Tomcat 的后续版本中，APR 模型逐渐被标记为过时或不再推荐使用。

（四）Container：Servlet 的管理者与请求处理器

Container 是 Tomcat 的核心组件之一，它就像是一个大型的工厂，负责管理 Servlet、JSP 和静态资源的生命周期，并且具体处理客户端的 Request 请求。Container 采用了一种分层的架构设计，包含了四个不同级别的容器，分别是 Engine、Host、Context 和 Wrapper，它们之间是父子关系，这种设计使得 Servlet 容器具有很好的灵活性和可扩展性。

Engine 是 Servlet 的顶层容器，也被称为引擎，它就像一个大型工厂的总负责人，用来管理多个虚拟站点。一个 Service 最多只能有一个 Engine，它从一个或多个 Connector 中接收请求并进行处理，然后将完成的响应返回给 Connector，最终传递给客户端。在处理请求时，Engine 会根据请求的信息，将其分配给合适的 Host 容器进行进一步处理。

Host 代表一个虚拟主机，比如我们可以在一个 Tomcat 服务器上配置多个虚拟主机，每个虚拟主机可以有不同的域名，就像一个大型工厂里的不同车间，每个车间负责生产不同的产品。一个虚拟主机中可以存放若干 Web 应用，即一个 Host 可以包含多个 Context 容器。通过配置 Host，我们可以很方便地添加不同的站点，每个站点可以有自己独立的配置和资源。

Context 代表一个 Web 应用程序，对应着我们平时开发的一套程序，或者一个 WEB - INF 目录以及下面的 web.xml 文件，它就像是车间里的一条生产线，负责处理特定的业务逻辑。每个 Context 都有一个根路径和请求 URL 路径，当我们访问一个 Web 应用时，实际上就是访问对应的 Context。Context 包含了应用级别的 Listener、AccessLog、Pipeline、Realm 组件，还包括了 Loader 组件（负责加载 web 应用资源）、Manager 组件（负责会话管理）、NamingResource 组件（负责命名资源）、Mapper 组件（负责 Servlet 映射）和 Wrapper 容器。

Wrapper 是最底层的容器，它表示一个 Servlet，就像是生产线上的具体工人，负责具体的生产操作。一个 Wrapper 对应一个 Servlet，它负责 Servlet 实例的创建、执行和销毁。Wrapper 中包含了 Servlet、ServletPool（Servlet 对象池，用于管理 Servlet 的实例，提高性能）和 Pipeline 组件（用于处理请求的管道）。

当一个请求到达 Tomcat 时，首先会被 Connector 接收并封装成 Request 对象，然后 Connector 将这个对象传递给 Container。Container 中的 Mapper 组件会根据请求的 URL 值和 Host 属性，匹配由哪个 Host、哪个 Context 和哪个 Wrapper 容器来处理请求。接着，请求会依次经过 Engine、Host、Context 和 Wrapper 容器的处理管道，每个容器的处理管道中都包含了若干 Valve，每个 Valve 都负责一些特定的处理逻辑，比如日志记录、权限验证等。最终，请求会到达对应的 Servlet 进行处理，Servlet 处理完请求后，生成 Response 对象，再通过 Container 和 Connector 将响应返回给客户端。