tomcat架构概览

https://blog.csdn.net/ldw201510803006/article/details/119880100

前言

Tomcat 要实现 2 个核心功能：

• 处理 Socket 连接，负责网络字节流与 Request 和 Response 对象的转化。
• 加载和管理 Servlet，以及具体处理 Request 请求。

因此 Tomcat 设计了两个核心组件连接器（Connector）和容器（Container）来分别做这两件事情。连接器负责对外交流，容器负责内部处理。

Tomcat 支持的 I/O 模型：

• NIO：非阻塞 I/O，采用 Java NIO 类库实现。
• NIO.2：异步 I/O，采用 JDK 7 最新的 NIO.2 类库实现。
• APR：采用 Apache 可移植运行库实现，是 C/C++ 编写的本地库。

Tomcat 支持的应用层协议有：

• HTTP/1.1：这是大部分 Web 应用采用的访问协议。
• AJP：用于和 Web 服务器集成（如 Apache）。
• HTTP/2：HTTP 2.0 大幅度的提升了 Web 性能

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，就好比一个房间有多个门。但是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，这样的设计也是出于灵活性的考虑。通过在 Tomcat 中配置多个 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。

最顶层是 Server，这里的 Server 指的就是一个 Tomcat 实例。一个 Server 中有一个或者多个 Service，一个 Service 中有多个连接器和一个容器。连接器与容器之间通过标准的 ServletRequest 和 ServletResponse 通信

Tomcat组件一览
Tomcat中的核心组件包含Connector和Engine两大类，分别负责对外 处理网络连接，对内处理业务请求

一、Tomcat核心组件
1、Server组件: Server是最顶级的组件，代表Tomcat运行的实例，在一个JVM中只会包含一个Server，包含：

• Listener组件：在Server的整个生命周期中，不同阶段会有不同的会有不同的事情要完成，为扩展方便，它因此引入了监听器方式
• GlobalNamingResources组件：方便在Tomcat中集成JNDI
• Service核心组件

2、Service组件: 一个Server组件下可以包含多个Service组件，每个Service组件包含多个接收消息的Connector组件和处理请求的Engine组件。其中，不同的Connector组件使用不同的通信协议，如HTTP协议和AJP协议

3、Connector组件
主要职责是负责接收客户端连接并接收消息报文并解析，然后交给容器处理。因为要支持不同的协议，因此需要不同的Connector组件，每种协议对应一个Connector组件；目前Tomcat包含HTTP和AJP两种协议的Connector。根据网络I/O模型的不同方式，分为阻塞I/O和非阻塞I/O

• Http11Protocal组件，是Http1.1版本的抽象，它包含接收客户端连接、接收客户端消息报文、报文解析处理、对客户端的响应等过程；主要由 JIoEndpoint组件和Http11Processor组件组成
• Mapper组件：客户端请求的路由映射组件，可以将一个完整的路由映射到对应的Servlet
• CoyoteAdaptor组件，将Connector和Container适配起来的适配器

可以发现，非阻塞模式相比阻塞模式多个一个Poller组件，该组件的职责是在非阻塞I/O方式下轮询多个客户端连接，不断检测(I/O连接是否就绪)、处理各种事件

4、Engine组件
Tomcat内部有4个级别的容器，分别是Engine、Host、Context和Wrapper。Engine代表全局Servlet引擎，每个Service组件只能包含一个Engine容器组件，但Engine组件能包含多个Host容器。除Host外，还包含一下几个组件

Listener组件：可以在Tomcat生命周期中完成某些Engine容器相关工作的监听器
AccessLog组件：客户端访问日志，所有的客户端访问都会被记录
Cluster组件：提供集群功能，可以将Engine容器需要的共享数据同步到集群中的其他Tomcat 实例上
Pipeline组件：Engine容器对请求进行处理的管道
Realm组件：安全管理器，提供了Engine容器级别的用户 - 密码 - 权限的数据对象，配合资源认证模块使用
5、Host组件
Tomcat中Host组件代表虚拟的主机，这些虚拟主机可以放在若干Web应用中的抽象(Context容器)。除了Context组件外，还包含如下组件：

Listener组件：可以在Tomcat生命周期中完成Host容器相关工作的监听器
AccessLog组件：客户端的访问日志，对该虚拟主机上所有的Web应用的访问日志都会被记录
Cluster组件：提供集群功能，可以将Host容器需要共享的数据同步到集群中的其他Tomcat实例上
Pipeline组件：Host容器对请求进行处理的管道
Realm组件：安全管理器，提供了Host级别的用户 - 密码 - 权限的数据对象，配合资源认证模块使用
6、Context组件
到Context这一级别，也就对应了我们的Web应用了。一个Context容器对应一个部署的Web应用。包含各种静态资源、若干Servlet(Wrapper容器)以及各种其他动态资源。主要包括如下组件：

Listener组件：可以在Tomcat生命周期中完成某些Context容器相关工作的监听器
AccessLog组件：客户端的访问日志，对该Web应用的访问都会被记录
Pipeline组件：Context容器对请求进行处理的管道
Realm组件：安全管理器，提供了Context容器级别的用户-密码-权限的数据对象，配合资源认证模块使用
Loader组件：Web应用加载器(这个不是类加载器，里面包含了类加载器)，用于加载Web应用的资源，它要保证不同Web应用之间的资源隔离
Manager组件：会话管理器，用于管理对应Web容器的会话，包括维护会话的生成、更新和销毁
NamingResource: 命名资源，负责Tomcat配置文件的server.xml和Web应用的context.xml资源和属性映射到内存中
Wrapper组件：Context的核心子容器，也是Servlet的包装容器
7、Wrapper组件
对Servlet做了一层包装，一个Wrapper对应一个Servlet，包含如下组件：

Servlet组件：Servlet即Web应用开发常用的Servlet，我们会在Servlet中编写好请求的逻辑处理
ServletPool组件：Servlet对象池，当Web应用的Servlet实现了SingleThreadModel接口时则会在Wrapper中产生一个Servlet对象池。线程执行时，需先从对象池中获取到一个Servlet对象，ServletPool组件能保证Servlet对象的线程安全
Pipeline组件：Wrapper容器对请求进行处理的管道