Tomcat处理HTTP请求原理

分手后的思念是犯贱 2022-03-11 15:44 1098阅读 0赞

#### 一、Tomcat简介 ####

**Tomcat**是一个Web应用服务器，同时也是一个Servlet/JSP容器。Tomcat作为Servlet容器，负责处理客户端请求，把请求传送给Servlet，并将Servlet的响应返回给客户端。

#### 二、Tomcat的体系结构 ####

Tomcat是一个基于组件的服务器，它的构成组件都是可配置的。其各个组件都在Tomcat安装目录下的`../conf/server.xml`文件中配置。

**server.xml文件源代码如下：**

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    
    <Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">  
      <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
      <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
      <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
      <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
      <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />
      <GlobalNamingResources>
        <Resource name="UserDatabase" auth="Container" type="org.apache.catalina.UserDatabase" description="User database that can be updated and saved" factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory" pathname="conf/tomcat-users.xml" />
      </GlobalNamingResources>
      
      <Service name="Catalina">
      
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
        <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
        
        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
            <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm" resourceName="UserDatabase"/>
            </Realm>
            
          <Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
            <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs" prefix="localhost_access_log" suffix=".txt" pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
          </Host>
        </Engine>
      </Service>
    </Server>

由上面的源码中可得出Tomcat的体系结构如下：  
![Tomcat][]  
由上图可以看出Tomcat的心脏是两个核心组件：Connector和Container，其中一个Container可以选择多个Connector。

#### 三、Tomcat的两个核心组件之一：Connector ####

一个Connector组件将在某个指定的端口上侦听客户请求，接收浏览器发过来的Tcp连接请求，创建一个Request和一个Response对象分别用于和Container去端交换数据，然后会产生一个线程来处理这个请求并把产生的Request和Response对象传给Engine，从Engine中获得响应并返回给客户端。  
　　Tomcat有两个经典的Connector，一个直接侦听来自浏览器的HTTP请求，另外一个侦听来自其他的WebServer的请求。Coyote HTTP/1.1 Connector在端口8080处侦听来自客户浏览器的HTTP请求，Coyote JK2 Connector在端口8009处侦听其他WebServer的Servlet/JSP请求。 Connector 最重要的功能就是接收连接请求然后分配线程让 Container来处理这个请求，所以这必然是多线程的，多线程的处理是 Connector 设计的核心。

#### 四、Tomcat的两个核心组件之一：Container ####

Container组件的体系结构如下：  
![Container][]

**1. Container**  
Container是容器的父接口，该容器的设计使用的是典型的责任链的设计模式。它由四个自容器组件构成，分别是Engine、Host、Context、Wrapper，这四个组件是负责关系，存在包含关系。通常一个Servlet class对应一个Wrapper，如果有多个Servlet则定义多个Wrapper，如果有多个Wrapper就要定义一个更高的Container，如Context。 Context定义在父容器 Host 中，其中Host 不是必须的，但是要运行 war 程序，就必须要 Host，因为 war 中必有 web.xml 文件，这个文件的解析就需要 Host 了，如果要有多个 Host 就要定义一个 top 容器 Engine 了。而 Engine 没有父容器了，一个 Engine 代表一个完整的 Servlet 引擎。

**2. Engine**  
Engine 容器比较简单，它只定义了一些基本的关联关系的Host 容器。

**3. Host**  
Host 是 Engine 的字容器，一个 Host 在 Engine 中代表一个虚拟主机，这个虚拟主机的作用就是运行多个应用，它负责安装和展开这些应用，并且标识这个应用以便能够区分它们。它的子容器通常是 Context，它除了关联子容器外，还有就是保存一个主机应该有的信息。

**4. Context**  
Context 代表 Servlet 的 Context，它具备了 Servlet 运行的基本环境，理论上只要有 Context 就能运行 Servlet 了。简单的 Tomcat 可以没有 Engine 和 Host。Context 最重要的功能就是管理它里面的 Servlet 实例，Servlet 实例在 Context 中是以 Wrapper 出现的，还有一点就是 Context 如何才能找到正确的 Servlet 来执行它呢？ Tomcat5 以前是通过一个 Mapper 类来管理的，Tomcat5 以后这个功能被移到了 request 中，在前面的时序图中就可以发现获取子容器都是通过 request 来分配的。

**5、Wrapper**  
Wrapper 代表一个 Servlet，它负责管理一个 Servlet，包括Servlet 的装载、初始化、执行以及资源回收。Wrapper 是最底层的容器，它没有子容器，所以调用它的 `addChild()` 将会报错。 Wrapper 的实现类是 StandardWrapper，StandardWrapper 还实现了拥有一个 Servlet 初始化信息的 ServletConfig，即StandardWrapper 将直接和 Servlet 的各种信息打交道。

说明：除了上述组件外，Tomcat中还有其他重要的组件，如安全组件security、logger日志组件、session、mbeans、naming等其他组件。这些组件共同为Connector和Container提供必要的服务。

#### 五、Tomcat 处理一个HTTP请求的过程 ####

Tomcat处理一个HTTP请求的过程如下图所示：  
![Tomcat处理Http请求][Tomcat_Http]

1.用户在浏览器中输入网址`localhost:8080/test/index.jsp`，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的Coyote HTTP/1.1 **Connector**获得；

2.Connector把该请求交给它所在的Service的 **Engine（Container）** 来处理，并等待Engine的回应；

3.Engine获得请求`localhost/test/index.jsp`，匹配所有的虚拟主机**Host**；

4.匹配到名为localhost的Host（即使没匹配到也把请求交给该Host处理，因为该Host被定义为该Engine的默认主机），名为localhost的Host获得请求`/test/index.jsp`，匹配它所拥有的所有**Context**。Host匹配到路径为/test的Context（如果匹配不到就把该请求交给路径名为" "的Context去处理）；

5.path="/test"的Context获得请求`/index.jsp`，在它的mapping table中寻找出对应的**Servlet**。Context匹配到URL Pattern为 `*.jsp` 的Servlet，对应于JspServlet类；

6.构造**HttpServletRequest**对象和**HttpServletResponse**对象，作为参数调用JspServlet的doGet()或doPost(),执行业务逻辑、数据存储等；

7.Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host；

8.Host把HttpServletResponse对象返回给Engine；

9.Engine把HttpServletResponse对象返回Connector；

10.Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser。

转载文章：[https://www.cnblogs.com/small-boy/p/8042860.html][https_www.cnblogs.com_small-boy_p_8042860.html]

[Tomcat]: /images/20220311/340a660373404c90b28fae5c2d0d74bd.png
[Container]: /images/20220311/2a124062376842a0b4a661f03b7d3a1a.png
[Tomcat_Http]: /images/20220311/d20a0d73d4414a9a88c3b47788c46cbe.png
[https_www.cnblogs.com_small-boy_p_8042860.html]: https://www.cnblogs.com/small-boy/p/8042860.html