模块五_Tomcat&Nginx深度剖析及性能调优

序言:

文章内容输出来源：拉勾教育Java高薪训练营。
本篇文章是学习课程中的一部分课后笔记

一、浏览器访问服务器的流程

• 浏览器访问服务器使用的是HTTP协议，HTTP是应用层协议，用于定义数据通信的格式，具体的数据传输使用的是TCP/IP协议

HTTP请求处理过程.png

二、Tomcat 系统总体架构

流程处理.png

Tomcat 两个核⼼组件连接器（Connector）和容器（Container）来完成 Tomcat 的两⼤核⼼功能。

1）连接器 : 和客户端浏览器进⾏交互，进⾏socket通信，将字节流和Request/Response等对象进⾏转换。
2）容器 ： Servlet容器处理业务逻辑。

三、连接器组件 Coyote介绍

1、 Coyote 是Tomcat 中连接器的组件名称 , 是对外的接⼝。

客户端通过Coyote与服务器建⽴连接、发送请求并接受响应 。
（1）Coyote 封装了底层的⽹络通信（Socket 请求及响应处理）
（2）Coyote 使Catalina 容器（容器组件）与具体的请求协议及IO操作⽅式完全解耦
（3）Coyote 将Socket 输⼊转换封装为 Request 对象，进⼀步封装后交由Catalina 容器进⾏处理，处理请求完成后, Catalina 通过Coyote 提供的Response 对象将结果写⼊输出流。
（4）Coyote 负责的是具体协议（应⽤层）和IO（传输层）相关内容

Coyote 的内部组件及流程.png

2、 Coyote 负责协议：

协议&IO.png

3、 Coyote 组件及作⽤

Coyote 组件及作⽤.png

四、 Servlet 容器 Catalina

1、Tomcat 模块分层结构图

Tomcat 模块分层结构图.png

2、Tomcat/Catalina实例

Tomcat/Catalina实例.png

• Catalina
  负责解析Tomcat的配置⽂件（server.xml） , 以此来创建服务器Server组件并进⾏管理。

• Server
  服务器表示整个Catalina Servlet容器以及其它组件，负责组装并启动Servlet引擎,Tomcat连接
  器。
  Server通过实现Lifecycle接⼝，提供了⼀种优雅的启动和关闭整个系统的⽅式

• Service
  服务是Server内部的组件，⼀个Server包含多个Service。它将若⼲个Connector组件绑定到⼀个

• Container
  容器，负责处理⽤户的servlet请求，并返回对象给web⽤户的模块

3、Container 组件的具体结构

• Container组件下有⼏种具体的组件，分别是Engine、Host、Context和Wrapper。
  这4种组件（容器）是⽗⼦关系。
  Tomcat通过⼀种分层的架构，使得Servlet容器具有很好的灵活性。

• Engine
  表示整个Catalina的Servlet引擎，⽤来管理多个虚拟站点，⼀个Service最多只能有⼀个Engine，
  但是⼀个引擎可包含多个Host

• Host
  代表⼀个虚拟主机，或者说⼀个站点，可以给Tomcat配置多个虚拟主机地址，⽽⼀个虚拟主机下
  可包含多个Context

• Context
  表示⼀个Web应⽤程序， ⼀个Web应⽤可包含多个Wrapper

• Wrapper
  表示⼀个Servlet，Wrapper 作为容器中的最底层，不能包含⼦容器
  上述组件的配置都体现在conf/server.xml中。

五、 Tomcat 的类加载机制

类加载机制.png

• 1、 引导类加载器 和 扩展类加载器 的作⽤不变
• 2、系统类加载器正常情况下加载的是 CLASSPATH 下的类，但是 Tomcat 的启动脚本并未使⽤该变量，⽽是加载tomcat启动的类，⽐如bootstrap.jar，通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位于CATALINA_HOME/bin下
• 3、Common 通⽤类加载器加载Tomcat使⽤以及应⽤通⽤的⼀些类，位于CATALINA_HOME/lib下，
  ⽐如servlet-api.jar
• 4、Catalina ClassLoader ⽤于加载服务器内部可⻅类，这些类应⽤程序不能访问
• 5、Shared ClassLoader ⽤于加载应⽤程序共享类，这些类服务器不会依赖
• 6、Webapp ClassLoader，每个应⽤程序都会有⼀个独⼀⽆⼆的Webapp ClassLoader，他⽤来加载
  本应⽤程序 /WEB-INF/classes 和 /WEB-INF/lib 下的类。
  tomcat 8.5 默认改变了严格的双亲委派机制
  • ⾸先从 Bootstrap Classloader加载指定的类
  • 如果未加载到，则从 /WEB-INF/classes加载
  • 如果未加载到，则从 /WEB-INF/lib/*.jar 加载
  • 如果未加载到，则依次从 System、Common、Shared 加载（在这最后⼀步，遵从双亲委派
    机制）

六、Nginx简介

1、Nginx 到底是什么？

Nginx 是⼀个⾼性能的HTTP和反向代理web服务器，核⼼特点是占有内存少，并发能⼒强。

2、Nginx 的特点

• 跨平台：Nginx可以在⼤多数类unix操作系统上编译运⾏，⽽且也有windows版本
• Nginx的上⼿⾮常容易，配置也⽐较简单
• ⾼并发，性能好
• 稳定性也特别好，宕机概率很低

3、Nginx 应⽤场景

• Http服务器（Web服务器）
  性能⾮常⾼，⾮常注重效率，能够经受⾼负载的考验。
  ⽀持50000个并发连接数，不仅如此，CPU和内存的占⽤也⾮常的低，10000个没有活动的连
  接才占⽤2.5M的内存。
  反向代理服务器

• 正向代理
  在浏览器中配置代理服务器的相关信息，通过代理服务器访问⽬标⽹站，代理服务器收
  到⽬标⽹站的响应之后，会把响应信息返回给我们⾃⼰的浏览器客户端

正向代理.png

• 反向代理
  浏览器客户端发送请求到反向代理服务器（⽐如Nginx），由反向代理服务器选择原始
  服务器提供服务获取结果响应，最终再返回给客户端浏览器

  
  反向代理.png

• 负载均衡服务器

  • 负载均衡，当⼀个请求到来的时候（结合上图），Nginx反向代理服务器根据请求去找到⼀个
    原始服务器来处理当前请求，那么这叫做反向代理。那么，如果⽬标服务器有多台（⽐如上
    图中的tomcat1，tomcat2，tomcat3...），找哪⼀个⽬标服务器来处理当前请求呢，这样⼀
    个寻找确定的过程就叫做负载均衡。
  • ⽣活中也有很多这样的例⼦，⽐如，我们去银⾏，可以处理业务的窗⼝有多个，那么我们会
    被分配到哪个窗⼝呢到底，这样的⼀个过程就叫做负载均衡。
    负载均衡就是为了解决⾼负载的问题。

• 动静分离

动静分离.png