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阅读How Tomcat Works笔记_how tomcat works 笔记

作者：小小林熬夜学编程 | 2024-03-08 14:46:36

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how tomcat works 笔记

一 概述

1 Servlet容器

Servlet容器为一个Servlet请求提供服务基本要做三件事

  1. 创建request对象填充可能被servlet使用的信息，如参数、头部、cookies。一个request对象是javax.servlet.ServletRequest或javax.servlet.http.ServletRequest接口的实例
  2. 创建一个response对象给客户端发送响应，一个response对象是javax.servlet.ServletResponse或javax.servlet.http.ServletResponse接口的实例
  3. 调用servlet的service方法，传入request和response对象，servlet会从request中取值，给response写值

2 Catalina

Catalina架构

2.1 Connector

连接器连接容器中的请求，为接收到的每一个HTTP请求构造一个request和response对象，然后把流程传递给容器

2.2 Container

容器接收到request和response对象调用servlet的service方法进行响应。容器还要做相当多的事情，比如加载servlet、验证用户、更新会话等

3 Tomcat4和Tomcat5

Tomcat4

  • 每一个组件有自己的后台处理线程
  • 使用Servlet2.3和JSP1.2规范

Tomcat5

  • 使用Servlet2.4和JSP2.0规范
  • 更有效率的默认连接器
  • 所有组件共享一个后台处理线程，占有更少的资源
  • 简化了代码，不需要一个映射组件(mapper component)查找子组件

二 一个简单的Web服务器

1 超文本传输协议

HTTP协议是一种请求和响应协议，使用可靠的TCP连接，TCP连接默认80端口。允许Web服务器和浏览器通过互联网发送和接受数据。再HTTP中，始终是客户端通过建立连接和发送请求来开启一个事务

1.1 HTTP请求

HTTP请求包括四部分

  • 请求方式 统一资源标识符URI 协议/版本号
    统一资源标识符相对于服务器的根目录解释，始终用/开头
  • 请求头
    请求头包括客户端环境和请求主体的有用信息
  • 请求空行
  • 请求主体(GET请求没有、POST请求有)

1.2 HTTP响应

  • 请求方式 统一资源标识符URI 协议/版本号
  • 响应的头
  • 响应空行
  • 响应主体

2 Socket

Socket是网络连接的端点，使一个应用可以从网络中读取和写入数据，使两台不同计算机上的不同应用通过连接发送和接收字节流。向一个应用发送信息需要知道应用的IP地址和套接字端口。Socket代表一个客户端套接字。

2.1 使用Socket访问Tomcat主页

public class TestSocket {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建套接字
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8080);
            //OutPutStream发送字节流
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //PrintWriter发送文本到远程应用
            PrintWriter writer = new PrintWriter(out, true);
            //访问Tomcat主页
            writer.println("GET /index.jsp HTTP/1.1");
            writer.println("host:localhost:8080");
            writer.println("Connection:close");
            writer.println();
            //缓冲字符输入流，获得请求结果
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
            boolean loop = true;
            while (loop){
                if (bufferedReader.ready()){
                    int i = 0;
                    while (i != -1){
                        //读取单个字符，读到流的末尾返回-1
                        i = bufferedReader.read();
                        stringBuffer.append((char)i);
                    }
                    loop = false;
                }
                try {
                    Thread.sleep(50);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(stringBuffer.toString());
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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启动本地Tomcat，运行程序在浏览器访问localhost:8080

3 ServerSocket

ServerSocket代表一个服务端套接字。服务端套接字等待来自客户端的连接请求，当获得一个请求时，创建一个Socket对象与客户端进行通信。构建ServerSocket的三个参数分别是port（监听端口），backlog（可接受的连接的队列的最大长度），bindAddr（服务器将绑定的本地的InetAddress，通常使用InetAddress.geBytName(host)获得）。

3.1 使用ServerSocket获得请求的资源

  • 这是我的项目工程目录
    在这里插入图片描述

  • 项目资源

  • HttpServer

    public class HttpServer {

    public static String WEB_ROOT = null;

    public static final String SHUTDOWN = "/shutdown";

    private boolean shutdown = false;

    public static void main(String[] args) {
        //获取当前类所在的模块编译之后的根路径
        File file1 = new File(HttpServer.class.getResource("/").getPath());
        String path = file1.getAbsolutePath();
        String[] split = path.split("\\\\");
        //System.getProperty("user.dir") 获得项目根路径
        //split[5] 获得模块名
        WEB_ROOT = System.getProperty("user.dir") + File.separator + split[5] + File.separator + "web";

        HttpServer httpServer = new HttpServer();
        System.out.println("启动服务器...");
        try {
            //启动服务器
            httpServer.await(WEB_ROOT);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void await(String webRoot) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = null;
        int port = 8080;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(port, 1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.exit(1);
        }
        //如果响应的资源里有图片，浏览器需要重新开启一个线程读取图片
        while (!shutdown){
            //收到请求时才往下执行，否则阻塞
            Socket socket = serverSocket.accept();;
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    OutputStream output = null;
                    InputStream input = null;
                    try {
                        System.out.println("收到请求...");
                        input = socket.getInputStream();
                        output = socket.getOutputStream();
                        Request request = new Request(input);
                        request.parse();
                        Response response = new Response(output);
                        response.setRequest(request);
                        response.getResponseOfTheRequest();
                        socket.close();
                        shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN);
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
        System.out.println("关闭服务器");
        serverSocket.close();
    }

}

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  • Request

    public class Request {
    //客服端的请求输入流，包含客户端的请求信息
    private InputStream input;

    private String uri;

    public Request(InputStream is) {
        this.input = is;
    }

    /**
     * 解析客服端发送的请求
     */
    public void parse(){
        StringBuffer request= new StringBuffer(2048);
        byte[] bytes = new byte[2048];
        int i;
        try {
            i = input.read(bytes);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            i = -1;
        }
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            request.append((char)bytes[j]);
        }
        System.out.println(request.toString());
        uri = parseUri(request.toString());
    }

    /**
     * 获得请求uri
     */
    public String parseUri(String request) {
        int index1,index2;
        index1 = request.indexOf(" ");
        if (index1 != -1){
            index2 = request.indexOf(" ", index1 + 1);
            if (index2 > index1){
                return request.substring(index1+1,index2);
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * 调用过parse方法uri才有值
     */
    public String getUri(){
        return uri;
    }

}

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  • Response

    public class Response {
    public static String WEB_ROOT = null;
    private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
    OutputStream outputStream;
    Request request;

    public Response(OutputStream outputStream){
        this.outputStream = outputStream;
    }

    public void setRequest(Request request){
        this.request = request;
    }

    /**
     * 向浏览器写出请求的响应
     */
    public void getResponseOfTheRequest(){

        File file1 = new File(HttpServer.class.getResource("/").getPath());
        String path = file1.getAbsolutePath();
        String[] split = path.split("\\\\");

        WEB_ROOT = System.getProperty("user.dir") + File.separator + split[5] + File.separator + "web";

        FileInputStream fis = null;

        byte[] bytes = new byte[BUFFER_SIZE];
        int i;
        try {
            File file = new File(WEB_ROOT, request.getUri());
            System.out.println("请求uri:"+request.getUri());
            if (file.exists()){
                fis = new FileInputStream(file);
                int ch = fis.read(bytes,0,BUFFER_SIZE);
                System.out.println("请求成功...");
                System.out.println("请求响应结果...");
                String msg = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
                        "Content-Type:text/html\r\n" +
                        "\r\n";
                outputStream.write(msg.getBytes());
                while (ch != -1){
                    outputStream.write(bytes,0,ch);
                    ch = fis.read(bytes,0,BUFFER_SIZE);
                }
            }else {
                String errorMsg = "HTTP/1.1 404 File Not Found\r\n" +
                        "Content-Type:text/html\r\n" +
                        "Content-Length:23\r\n" +
                        "\r\n" +
                        "<h1>File Not Found</h1>";
                System.out.println("请求失败...");
                System.out.println("请求响应结果...");
                outputStream.write(errorMsg.getBytes());
            }
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }finally {
            if (fis!=null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }
}

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