Tomcat原理剖析-Tomcat整体架构设计_tomcat设计

1.写在前面

在昨天我们对tomcat，对tomcat应用服务器设计思想，进行了相关的说明。

对tomcat的核心servlet进行一些说明，了解到Servlet容器工作流程。

相关的详情，可以查看这里： Tomcat原理剖析-Tomcat应用服务器设计思想

那么今天我们继续的深入，深入的学习Tomcat整体架构设计。

来吧，继续搬砖喽！！！

2.2 整体架构设计

1.整体介绍

刚才咱看了Web应用服务器的设计基本原理，其中有具体的HTTP服务器和Servlet容器接下来介绍，具体实现。

Tomcat整体架构总结起来就是： 2 个核心器， 8 个关键组件

设计任何系统架构首先必须了解需求。Tomcat的两个核心需求：

• 1 ） 接收客户端浏览器发送请求，处理其中Socket连接。将网络字节流与Request和Response对象的转化
• 2 ） 加载和管理Servlet，以及具体处理Request请求

基于此核心需求，Tomcat设计了两个核心组件连接器（Connector）和容器（Container）来分别实现对应功能。

由此可见这两个核心的组件，贯穿整个tomcat的核心思想设计。

Catalina大容器

1. 连接器Coyote：负责对外交流
   • ProtocolHandler
   • Endpoint
   • Processor
   • Adapter
2. Servlet容器：负责内部处理
   • Engine
   • Host
   • Context
   • Wrapper

一次请求响应，对应一次service服务

究竟什么是Coyote，那我们来学习一下？继续往下

2.核心连接器之Coyote

Coyote ：是Tomcat服务器提供的供浏览器访问的外部接口。客户端通过Coyote与服务器建立连接、发送请求并接受响应 。

Coyote 封装了底层的网络通信（Socket 请求及响应处理），将Socket 输入转换封装为 Request 对象，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 。

看到这里我们知道了Coyote的核心作用，就是将Socket 输入转换封装为 Request 对象

并能提供Response 对象将结果写入输出流

那我们来看一下Coyote，内部的结构图。

连接器组件：ProtocolHandler、EndPoint、Processor、Adapter

连接器拆解

连接器Coyote内部组件图：

对于上面这个图，我们来解析一下，相关组件：

连接器中的各个组件的作用如下：

1.EndPoint：EndPoint用来实现TCP/IP协议的，作为Coyote 通信端点，即通信监听的接口，是具体Socket接收和发送处理器，是对传输层的抽象。

2.Processor：HTTP协议处理接口 。Processor是对应用层协议的抽象。

• 如果说EndPoint是用来实现TCP/IP协议的，那么Processor类用来实现HTTP协议。
• Processor接收来自EndPoint的Socket，读取字节流解析成Tomcat Request和Response对象，并通过Adapter将其提交到容器处理。

3 、ProtocolHandler：ProtocolHandler接口通过Endpoint 和 Processor，实现针对具体协议的处理能力。Tomcat 按照协议和I/O 提供了 6 个实现类 ：

1. Ajp3个：AjpNioProtocol 、AjpAprProtocol、AjpNio2Protocol
2. HTTP3个：Http11NioProtocol、Http11Nio2Protocol、Http11AprProtocol。

4 、Adapter适配器

由于协议不同，客户端发过来的请求信息也不尽相同，Tomcat定义了自己的Request类来“存放”这些请 求信息。ProtocolHandler接口负责解析请求并生成Tomcat Request类。但是这个Request对象不是标 准的ServletRequest，也就意味着，不能用Tomcat Request作为参数来调用容器。

Tomcat设计者的解决方案是引入CoyoteAdapter，这是 适配器模式 的经典运用，连接器调用 CoyoteAdapter的Sevice方法，传入的是Tomcat Request对象，CoyoteAdapter负责将Tomcat Request转成ServletRequest，再调用容器的Service方法。

连接器的IO模型与协议

刚才看了连接器中的核心三个组件，组件中包含了IO模型和应用协议基本概念。

那么我们看一下Tomcat连接器支持的IO模型和网络应用层协议。在连接器Coyote中 ， Tomcat支持的多种I/O模型和应用层协议，具体包含哪些IO模型和应用层协议，请看下表：

支持的IO模型（自8.5/9.0 版本起，Tomcat 移除了 对 BIO 的支持）：

协议分层 ：

3.核心大容器Catalina

Tomcat是一个由一系列可配置的组件构成的Web容器，而Catalina是Tomcat的Servlet容器。

而servlet就是tomcat的核心，catalina是servlet容器，那就说明catalina，也是tomcat的一个核心内容。

Catalina大容器占的绝对C位

Tomcat 本质上就是一款 Servlet 容器， 因此Catalina 才是 Tomcat 的核心 ， 其他模块都是为Catalina提供支撑的。

Coyote连接器模块提供链接通信
Jasper 模块提供JSP引擎
Naming 模块提供JNDI 服务
Juli 提供日志服务。
复制代码

Tomcat 整体架构图：

那是不是还剩下4个组件呢？这不就来了嘛，别急，都给你讲完。

Catalina组件：Engine、Host、Context、Wrapper

4个组件，分别是Engine、Host、Context和Wrapper。这4个组件不是平行关系，而是父子关系。

Tomcat这种分层架构设计，使得Servlet容器具有很好的灵活性。

组件的关系：

• 一个Service只有一个Engine
• 一个Service有多个Connector
• 一个Engine有多个host
• 一个Host有多个Context，一个Context表示一个web应用【我们开发就写的是Context】
• 一个Context有多个Servlet

各个组件的含义 ：

• Engine：表示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：表示虚拟主机，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

好了，tomcat的2个核心，8个组件，就分享完了。

2个核心

• 核心连接器之Coyote
• 核心大容器Catalina

8个组件

连接器组件：ProtocolHandler、EndPoint、Processor、Adapter

大容器组件：Engine、Host、Context、Wrapper