Tomcat架构解析

1 Tomcat总体架构

Tomcat作为Servlet服务器，其结构非常复杂，但是Tomcat设计的非常的模块化，从总体理解Tomcat的架构不难。

一个Server实例就表示一个Tomcat。一个Server可以包含至少一个Service，用于提供服务。

Service主要包含两个部分：Connector和Container。一个Service可以包含多个Connector，但是只能包含一个Container。

Connector用于处理Socket连接，将Socket与Request和Response进行转换。Tomcat提供了Http和AJP（用于与Apache服务器通信）等协议实现多个Connector。

Container是用于处理具体的业务容器，Tomcat提供了如下四种Container：

• Engine： 表示整个Servlet引擎，Engine为最高级别的容器。尽管Engine不是直接处理请求的容器却是获得目标容器的入口。

• Host：表示Engine中的虚拟主机，与一个服务器的网络名有关，如域名等。客户端可以使用这个网络名连接服务器，这个名称必须要在DNS服务器上注册。

• Context：用于表示ServletContext，在Servlet规范中，一个ServletContext表示一个Web应用。

• Wrapper：表示Web应用中定义的Servlet。

通过下面这张图展示了Tomcat中核心组件的关系：

使用Container代表容器，Engine、Host、Context、Wrapper都是Container的子容器，Container可以维护子容器。backgroundProcess()方法针对后台处理，并且其基础抽象类(ContainerBase)确保在启动组件的同时，异步启动后台处理。

Tomcat还包含其他一些辅助的组件，如下：

• manager： 用于管理session组件， Context中的Session就是通过Manager管理。

• logger：日志组件。默认使用JUL日志框架。

• loader： Context用于管理和加载应用的资源。

• pipline：Tomcat采用管道的形式在Container之间实现调用。

• valve：管道中的阀门，判断是否继续向下执行。

• realm：用于实现Tomcat中的权限管理。

• Cluster：实现Tomcat集群管理，Session的复制。

• Listener：Tomcat中用于实现监听的组件，在Tomcat中大量存在。

另外Tomcat还实现了JNDI和JMX。Tomcat中几乎所有的组件都通过JMX管理。

2 Connector架构分析

Connector用于接受请求并将请求封装成Request和Response，然后交给Container进行处理，Container处理完之后在交给Connector返回给客户端。

Connector就是使用ProtocolHandler来处理请求的，不同的ProtocolHandler代表不同的连接类型，比如：Http11Protocol使用的是普通Socket来连接的，Http11NioProtocol使用的是NioSocket来连接的。

其中ProtocolHandler由包含了三个部件：Endpoint、Processor、Adapter。

1. Endpoint用来处理底层Socket的网络连接，Processor用于将Endpoint接收到的Socket封装成Request，Adapter用于将Request交给Container进行具体的处理。

2. Endpoint由于是处理底层的Socket网络连接，因此Endpoint是用来实现TCP/IP协议的，而Processor用来实现HTTP协议的，Adapter将请求适配到Servlet容器进行具体的处理。

3. Endpoint的抽象实现AbstractEndpoint里面定义的Acceptor和AsyncTimeout两个内部类和一个Handler接口。Acceptor用于监听请求，AsyncTimeout用于检查异步Request的超时，Handler用于处理接收到的Socket，在内部调用Processor进行处理。

3 Container架构分析

Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求。Container通过pipeline处理请求。每个Pipeline都有特定的Valve，而且是在管道的最后一个执行，这个Valve叫做BaseValve，BaseValve是不可删除的。在上层容器的管道的BaseValue中会调用下层容器的管道。

Container容器对应的BaseValve分别是：StandardEngineValve，StandardHostValve，StandardContextValve，StandardWrapperValve。

Pipeline调用流程：

1. Connector在接收到请求后会首先调用最顶层容器的Pipeline来处理，这里的最顶层容器的Pipeline就是EnginePipeline（Engine的管道）；

2. 在Engine的管道中依次会执行EngineValve1、EngineValve2等等，最后会执行StandardEngineValve，在StandardEngineValve中会调用Host管道，然后再依次执行Host的HostValve1、HostValve2等，最后在执行StandardHostValve，然后再依次调用Context的管道和Wrapper的管道，最后执行到StandardWrapperValve；

3. 当执行到StandardWrapperValve的时候，会在StandardWrapperValve中创建FilterChain，并调用其doFilter方法来处理请求，这个FilterChain包含着我们配置的与请求相匹配的Filter和Servlet，其doFilter方法会依次调用所有的Filter的doFilter方法和Servlet的service方法；

4. 当所有的Pipeline-Valve都执行完之后，并且处理完了具体的请求，这个时候就可以将返回的结果交给Connector了，Connector在通过Socket的方式将结果返回给客户端。

四张图带你了解Tomcat系统架构_阿雨的博客-CSDN博客_tomcat架构