深入解读Tomcat (一)



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*作者:annegu
*日期:2009-06-16
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出处：http://annegu.iteye.com/blog/409176 

首先搞清楚几个概念：Servlet容器与web容器。Servlet容器的主要任务是管理servlet的生命周期，而web容器更准确的说应该叫web服务器，它是来管理和部署web应用的。还有一种服务器叫做应用服务器，它的功能比web服务器要强大的多，它可以部署EJB应用，可以实现容器管理的事务，一般的应用服务器有weblogic和websphere等，它们都是商业服务器，功能强大但都是收费的。web容器最典型的就是tomcat，apache了。

Tomcat是一个免费的开源的Serlvet容器，也就是说它可以处理servlet请求。但它也不仅仅是一个servlet容器，它也是一个web容器，具有传统web服务器的功能，比如处理html页面等。但是它处理静态html，css，js的能力不如Apache，Apache只是web容器，不能用来处理jsp和servlet请求，但是它在对文字，图片，js，css等内容的请求有自己的一套管理方法，非常优秀，因此一般用来处理对这类静态资源的请求。因此，我们可以在部署应用的时候把tomcat和apache结合起来，让apache来负责处理静态资源的请求，而tomcat用来负责解析动态的jsp和servlet的请求。

在 Tomcat中，应用程序的部署很简单，只要讲应用打成WAR包，放到Tomcat的webapp目录下，Tomcat会自动检测到这个文件，并将其解压。通常在浏览器中第一次访问某个应用的jsp时，速度都会比较慢，这是因为Tomcat要将jsp解析成servlet文件，然后进行编译。编译过一次之后，以后再次访问这个页面，速度就会很快了。另外 Tomcat也提供了一个应用：manager，访问这个应用需要用户名和密码，用户名和密码存储在一个xml文件中。通过这个应用，辅助于Ftp，可以在远程通过Web部署和撤销应用。当然本地也可以。

在了解tomcat是如何工作的之前，先了解一下tomcat server的组成（为了对层次结构理解的更清晰，我们结合着下图来看）：



① Server
一个server代表了整个catalina servlet容器，其实就是BackGroud程序，在Tomcat里面的Server的用处是启动和监听服务端事件（诸如重启、关闭等命令）。

② Service
Service是由一个或多个Connector与一个Engine的组合。这些Connector共享一个Engine来处理请求。

③ Connector
Connector将在某个指定的端口上来监听客户的请求，把从socket传递过来的数据，封装成Request，传递给Engine来处理，并从Engine处获得响应并返回给客户。
Tomcat通常会用到两种Connector：
a) Http Connector 在端口8080处侦听来自客户browser的http请求。
b) AJP Connector 在端口8009处侦听来自其它WebServer(Apache)的servlet/jsp代理请求。

④ Engine
负责处理来自相关联的service的所有请求，处理后，将结果返回给service，而connector是作为service与engine的中间媒介出现的。
一个engine下可以配置多个虚拟主机，每个虚拟主机都有一个域名。当engine获得一个请求时，它把该请求匹配到某个虚拟主机(host)上，然后把请求交给该主机来处理。
Engine有一个默认主机，当请求无法匹配到任何一个虚拟主机时，将交给默认host来处理。

⑤ Host
代表一个虚拟主机，每个虚拟主机和某个网络域名（Domain Name）相匹配。
每个虚拟主机下都可以部署一个或多个web应用，每个web应用对应于一个context，有一个context path。
当Host获得一个请求时，将把该请求匹配到某个Context上，然后把该请求交给该Context来处理匹配的方法是“最长匹配”，所以一个path==””的Context将成为该Host的默认Context所有无法和其它Context的路径名匹配的请求都将最终和该默认Context匹配。

⑥ Context
一个Context对应于一个Web应用，一个Web应用由一个或者多个Servlet组成Context在创建的时候将根据配置文件$CATALINA_HOME/conf/web.xml和$WEBAPP_HOME/WEB-INF/web.xml载入Servlet类。当Context获得请求时，将在自己的映射表(mapping table)中寻找相匹配的Servlet类，如果找到，则执行该类，获得请求的回应，并返回。


在Container这层，包含了3种容器：Engine，Host，Context。容器里面又盛装着各种各样的组件，可以理解为提供各种各样的增值服务。
Manager：当一个容器里面装了manager组件后，这个容器就支持session管理了， 事实上在tomcat里面的session管理，就是靠的在context里面装的manager component。
Logger：当一个容器里面装了logger组件后，这个容器里所发生的事情，就被该组件记录下来了。我们通常会在logs/这个目录下看见catalina_log.time.txt以及localhost.time.txt和localhost_examples_log.time.txt。这就是因为我们分别为：engine，host以及context(examples)这三个容器安装了logger组件，这也是默认安装，又叫做标配。

下面我们来了解一下tomcat中的主要的配置文件：
① Server.xml
这个文件描述了如何启动tomcat server。

a) 在这个文件的开头我们就可以看到“<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN" debug="0">”，前面说到Tomcat里的Server的用处是启动和监听服务端事件，这里的“SHUTDOWN”就是server在监听服务端事件的时候所使用的命令字，server在端口8005处等待关闭命令，如果接收到”SHUTDOWN”字符串则关闭服务器。

b) 下面看一下connector的配置：

Java代码  

1. <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" URIEncoding="GBK"  
2. maxThreads="150"      
3.           minSpareThreads="25"      
4.           maxSpareThreads="75"    
5.           acceptCount="100"  
6.           connectionTimeout="20000"   
7.           redirectPort="8443" />  

    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" URIEncoding="GBK"   maxThreads="150"                   minSpareThreads="25"                   maxSpareThreads="75"                 acceptCount="100"               connectionTimeout="20000"                redirectPort="8443" />

        
port：表示在端口号8080处侦听来自客户browser的HTTP1.1请求。
minProcessors ：该Connector先创建5个线程放入线程池中等待客户请求，每个客户请求由一个线程负责。
minSpareThreads：表示线程池中将始终保持有这么多个线程，即使没有人用也将开这么多空线程等待。
maxSpareThreads：表示线程池中最多可以保留的空闲线程数，例如maxSpareThreads=75，某时刻有80个请求在访问服务器，然后访问结束，这80个空闲的线程不会都保留下来，tomcat会关闭5个空闲线程，最多只保留75个空闲的线程。
maxThreads：线程池中的最大线程数量，表示服务器可以最多同时处理这么多个连接请求。当线程池中现有的线程不够服务客户请求时，若线程总数不足maxThreads，则创建新线程来处理请求。
acceptCount ：当现有线程已经达到最大数maxThreads时，接下来的客户请求将进入请求队列中进行排队，当排队队列中请求数超过acceptCount时，后来的请求将对其返回Connection refused错误。
redirectport ：当客户请求是https时，把该请求转发到端口8443去。

c) Engine的配置
Engine用来处理Connector收到的http请求，它将请求匹配到自己的某个虚拟主机上，并把请求转交给对应的host来处理。默认的虚拟主机是localhost。

Java代码  

1. <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">  

<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">

d) 虚拟主机host的配置

Java代码  

1. <Host name="localhost"  appBase="webapps"  
2.       unpackWARs="true" autoDeploy="true"  
3.       xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">  

      <Host name="localhost"  appBase="webapps"            unpackWARs="true" autoDeploy="true"            xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">

appBase表示了该虚拟主机localhost的根目录是webapps/，虚拟主机会将请求匹配到自己的context路径上，并把请求转交给对应的context来处理。

e) Context的配置

Java代码  

1. <Context path="/adv" reloadable="false" docBase="E:\workspace\addataextract" />  

<Context path="/adv" reloadable="false" docBase="E:\workspace\addataextract" />

一个Context就代表了一个web应用，path表示该web应用的路径，docBase指定了该应用的根目录所在。

② Web.xml
前面说过了一个Context对应于一个Web App，每个Web App是由一个或者多个servlet组成的，而web.xml就是web app的部署配置文件。当一个Web App被初始化的时候，它将用自己的ClassLoader对象载入web.xml中定义的每个servlet类。

它首先载入在$CATALINA_HOME/conf/web.xml中部署的servlet类，然后载入在自己的Web App根目录下的WEB-INF/web.xml中部署的servlet类。

web.xml文件有两部分：servlet类定义和servlet映射定义。每个被载入的servlet类都有一个名字，且被填入该Context的映射表(mapping table)中，和某种URL PATTERN对应。当该Context获得请求时，将查询mapping table，找到被请求的servlet，并执行以获得请求回应。

下面我们来分析一下tomcat的$CATALINA_HOME/conf/web.xml，这个文件是所有web app的共用的部署配置文件。当部署一个web app时，这个文件将首先被读取处理，然后才是web app自己的在WEB-INF目录下的web.xml文件。

Java代码  

1.     <servlet>  
2.         <servlet-name>default</servlet-name>  
3.         <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>  
4.         <init-param>  
5.             <param-name>debug</param-name>  
6.             <param-value>0</param-value>  
7.         </init-param>  
8.         <init-param>  
9.             <param-name>listings</param-name>  
10.             <param-value>false</param-value>  
11.         </init-param>  
12.         <load-on-startup>1</load-on-startup>  
13. </servlet>  
14.     <servlet-mapping>  
15.         <servlet-name>default</servlet-name>  
16.         <url-pattern>/</url-pattern>  
17.     </servlet-mapping>  

    <servlet>        <servlet-name>default</servlet-name>        <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>        <init-param>            <param-name>debug</param-name>            <param-value>0</param-value>        </init-param>        <init-param>            <param-name>listings</param-name>            <param-value>false</param-value>        </init-param>        <load-on-startup>1</load-on-startup></servlet>    <servlet-mapping>        <servlet-name>default</servlet-name>        <url-pattern>/</url-pattern>    </servlet-mapping>

这个servlet是default servlet，也就是说当用户的Http请求无法匹配到任何一个servlet的时候，就执行该servlet。
这里面有个参数交listings，默认是设置为false的，因为tomcat6出于安全问题的考虑，默认是禁止目录浏览。之前版本的tomcat在访问某个目录的时候，例如test，tomcat会把test目录下的所有文件都列出来。但是这样一来的话，这个目录下的文件都变成对外可见的了。因此tomcat6默认是禁止这个功能的，当然，你可以把listings设置为true来开启这个功能。一般来说，在上到生产环境的时候，最好把listings设置为false。

Java代码  

1. <servlet>  
2.     <servlet-name>jsp</servlet-name>  
3.     <servlet-class>org.apache.jasper.servlet.JspServlet</servlet-class>  
4.     <init-param>  
5.         <param-name>fork</param-name>  
6.         <param-value>false</param-value>  
7.     </init-param>  
8.     <init-param>  
9.         <param-name>xpoweredBy</param-name>  
10.         <param-value>false</param-value>  
11.     </init-param>  
12.     <load-on-startup>3</load-on-startup>  
13. </servlet>  
14. <servlet-mapping>  
15.     <servlet-name>jsp</servlet-name>  
16.     <url-pattern>*.jsp</url-pattern>  
17. </servlet-mapping>  

    <servlet>        <servlet-name>jsp</servlet-name>        <servlet-class>org.apache.jasper.servlet.JspServlet</servlet-class>        <init-param>            <param-name>fork</param-name>            <param-value>false</param-value>        </init-param>        <init-param>            <param-name>xpoweredBy</param-name>            <param-value>false</param-value>        </init-param>        <load-on-startup>3</load-on-startup>    </servlet>    <servlet-mapping>        <servlet-name>jsp</servlet-name>        <url-pattern>*.jsp</url-pattern>    </servlet-mapping>

这个jsp servlet也是很重要的，表示当请求的是一个jsp页面的时候（即请求.jsp时），将调用该servlet，它是一个jsp编译器，用来将请求的jsp页面编译成servlet再执行。