工作室推广网站,提供北京国互网网站建设,wordpress主题超2m,wap网站模板文章目录TomcatTomcat功能需求分析Tomcat两个非常重要的功能#xff08;身份#xff09;Tomcat的架构#xff08;设计实现#xff09;连接器的设计连接器架构分析核心功能ProtocolHandler 组件1.EndPoint组件EndPoint类结构图2.Processor组件Processor类结构图3.Adapter组件…
文章目录TomcatTomcat功能需求分析Tomcat两个非常重要的功能身份Tomcat的架构设计实现连接器的设计连接器架构分析核心功能ProtocolHandler 组件1.EndPoint组件EndPoint类结构图2.Processor组件Processor类结构图3.Adapter组件4.ProtocolHandler组件ProtocolHandler类图Connector处理流程容器容器的本质容器工作流程容器层次结构组件类图套娃式架构设计的好处Tomcat
Tomcat功能需求分析
浏览器发给服务端的是一个 HTTP 格式的请求HTTP 服务器收到这个请求后需要调用服务端程序来处理所谓的服务端程序就是你写的 Java 类一般来说不同的请求需要由不同的 Java 类来处理。那么问题来了HTTP 服务器怎么知道要调用哪个 Java 类的哪个方法呢
HTTP 服务器直接调用具体业务类它们是紧耦合的。
解决HTTP 服务器不直接调用业务类而是把请求交给容器来处理容器通过 Servlet 接口调用业务 类。因此 Servlet 接口和 Servlet 容器的出现达到了 HTTP 服务器与业务类解耦的目的。 Tomcat两个非常重要的功能身份
Http服务器功能Socket通信TCP/IP、解析Http报文Servlet容器功能有很多Servlet自带系统级Servlet自定义ServletServlet处理具体的业务逻辑
Tomcat的架构设计实现 Tomcat的需求是要实现 2 个核心功能 处理 Socket 连接负责网络字节流与 Request 和 Response 对象的转化。加载和管理 Servlet以及具体处理 Request 请求。
基于Tomcat需求所以 Tomcat 设计了两个核心组件连接器Connector和容器Container来分别做这两件事情。
连接器负责对外交流容器负责内部处理。 Tomcat中一个容器可能对接多个连接器每一个连接器都对应某种协议某种IO模型,Tomcat将多个连接器和单个容器组成一个service组件一个tomcat中可能存在多个Service组件
Connector将不同协议不同IO模型的请求转换为标准的标准的 ServletRequest 对象交给容器处理。ContainerContainer本质上是一个Servlet容器,负责servelt的加载和管理处理请求ServletRequest并返回标准的 ServletResponse 对象给连接器。
连接器的设计
铺垫Tomcat 是支持多种 I/O 模型和应用层协议的 Tomcat 支持的 I/O 模型有 NIO非阻塞 I/O采用 Java NIO 类库实现NIO.2异步 I/O采用 JDK 7 最新的 NIO.2 类库实现APR采用 Apache 可移植运行库实现是 C/C 编写的本地库 Tomcat 支持的应用层协议有 TP/1.1这是大部分 Web 应用采用的访问协议AJP用于和 Web 服务器集成如 ApacheHTTP/2HTTP 2.0 大幅度的提升了 Web 性能
连接器架构分析
Tomcat 为了实现支持多种 I/O 模型和应用层协议一个容器可能对接多个连接器就好比一个房间有多个门。但是单独的连接器或者容器都不能对外提供服务需要把它们组装起来才能工作组装后这个整体叫作 Service 组件。这里请注意Service 本身没有做什么重要的事情只是在连接器和容器外面多包了一层把它们组装在一起。Tomcat 内可能有多个 Service这样的设计也是出于灵活性的考虑。通过在 Tomcat 中配置多个 Service可以实现通过不同的端口号来访问同一台机器上部署的不同应用。
最顶层是 Server这里的 Server 指的就是一个 Tomcat 实例。一个 Server 中有一个或者多个 Service一个 Service 中有多个连接器和一个容器。连接器与容器之间通过标准的ServletRequest 和 ServletResponse 通信。
核心功能
连接器对 Servlet 容器屏蔽了协议及 I/O 模型等的区别无论是 HTTP 还是 AJP在容器中获取到的都是一个标准的 ServletRequest 对象。我们可以把连接器的功能需求进一步细化比如
监听网络端口。接受网络连接请求。读取网络请求字节流。根据具体应用层协议HTTP/AJP解析字节流生成统一的 Tomcat Request 对象。将 Tomcat Request 对象转成标准的 ServletRequest。调用 Servlet 容器得到 ServletResponse。将 ServletResponse 转成 Tomcat Response 对象。将 Tomcat Response 转成网络字节流。将响应字节流写回给浏览器。
连接器需要完成 3 个高内聚的功能
网络通信应用层协议解析Tomcat Request/Response 与 ServletRequest/ServletResponse 的转化
因此 Tomcat 的设计者设计了 3 个组件来实现这 3 个功能分别是 Endpoint、Processor 和 Adapter。
由于 I/O 模型和应用层协议可以自由组合比如 NIO HTTP 或者 NIO.2 AJP。Tomcat 的设计者将网络通信和应用层协议解析放在一起考虑设计了一个叫 ProtocolHandler 的接口来封装这两种变化点 通过图清晰地看到它们的继承和层次关系这样设计的目的是尽量将稳定的部分放到抽象基类同时每一种 I/O 模型和协议的组合都有相应的具体实现类我们在使用时可以自由选择。
ProtocolHandler 组件
1.EndPoint组件
Endpoint 翻译过来是通信端点,主要负责网络通信,这其中就包括,监听客户端连接创建与客户端连接的Socket,并负责连接Socket 接收和发送处理器。因此Endpoint是对传输层的抽象是用来实现 TCP/IP 协议的
EndPoint类结构图
EndPoint用基类用抽象类AbstractEndpoint来表示对于不同的Linux IO模型通过使用不同子类来实现。 Endpoint 是一个接口对应的抽象实现类是 AbstractEndpoint而 AbstractEndpoint 的具体子类比如在 NioEndpoint 和 Nio2Endpoint 中有两个重要的子组件Acceptor 和 SocketProcessor
其中 Acceptor 用于监听 Socket 连接请求。SocketProcessor 用于处理接收到的 Socket 请求它实现Runnable 接口在 run 方法里调用协议处理组件 Processor 进行处理。为了提高处理能力SocketProcessor 被提交到线程池来执行。而这个线程池叫作执行器Executor) Acceptor接收连接包装Socket 给Poller
Poller做IO事件检测有IO事件绑定到一个SocketProcessorBase提交到线程中执行
线程池中调用Processor完成协议解析解析完后将请求交给Adapter
2.Processor组件
Processor翻译过来是处理器主要负责根据具体应用层协议HTTP/AJP读取字节流解析成Tomcat Request 和 Response因此Processor是对应用层的抽象是用来实现 HTTP/AJP 协议的。
Processor类结构图 Processor 是一个接口定义了请求的处理等方法。它的抽象实现类 AbstractProcessor 对一些协议共有的属性进行封装没有对方法进行实现。具体的实现有 AjpProcessor、Http11Processor 等这些具体实现类实现了特定协议的解析方法和请求处理方式
3.Adapter组件
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/Response类。但是这个Request/Response 对象不是标准的 ServletRequest/ServletResponse也就意味着不能用TomcatRequest/Response 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负责将Tomcat Request/Response 与 ServletRequest/ServletResponse 的相互转化实现连接器Connector和容器Container的解耦。
4.ProtocolHandler组件
ProtocolHandler组件EndPoint组件Processor组件合并在一起表示协议处理器。用来处理tomcat支持多种IO模型和多种协议的组件。
ProtocolHandler类图 Connector处理流程 Endpoint内部Acceptor组件用于监听Socket 连接请求当发送客户端连接到服务端Acceptor组件负责与客户端建立连接创建Socket,每当连接客户端发起请求Endpoint会创建一个 SocketProcessor对象SocketProcessor 用于处理接收到的 Socket 请求它实现 Runnable 接口在 run 方法里调用协议处理组件 Processor 进行处理。为了提高处理能力SocketProcessor 被提交到线程池来执行。而这个线程池叫作执行器Executor) Processor 接收来自 Endpoint 的 Socket读取字节流解析成 Tomcat Request 和 Response 对象接着会调用 Adapter 的 Service 方法。并通过 Adapter 将其提交到容器处理 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。
容器
容器的本质
Tomcat 有两个核心组件连接器和容器 Container本质上是一个Servlet容器,负责servelt的加载和管理处理请求ServletRequest并返回标准的ServletResponse 对象给连接器。
容器工作流程
当客户请求某个资源时HTTP 服务器会用一个 ServletRequest 对象把客户的请求信息封装起来然后调用Servlet 容器的 service 方法Servlet 容器拿到请求后根据请求的 URL 和 Servlet 的映射关系找到相应的Servlet如果 Servlet 还没有被加载就用反射机制创建这个 Servlet并调用 Servlet 的init 方法来完成初始化接着调用 Servlet 的 service 方法来处理请求把 ServletResponse 对象返回给HTTP 服务器HTTP 服务器会把响应发送给客户端 容器层次结构
Tomcat 设计了 4 种容器组件分别是 Engine、Host、Context 和 Wrapper。这 4 种容器不是平行关系而是父子关系。
Wrapper:表示一个 ServletContext:表示一个 Web 应用程序一个 Web 应用程序中可能会有多个 ServletHost:表示的是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以部署多个 Web 应用程序Engine:表示引擎用来管理多个虚拟站点一个 Service 最多只能有一个 Engine。
可以再通过 Tomcat 的server.xml配置文件来加深对 Tomcat 容器的理解。Tomcat 采用了组件化的设计它的构成组件都是可配置的其中最外层的是 Server其他组件按照一定的格式要求配置在这个顶层容器中。 组件类图
Container容器中定义了Container 接口用来描述Container容器中所有的组件不同的子组件分别定义了不同子接口做描述。容器组件之间具有父子关系。 从接口看到了 getParent、setParent、addChild 和 removeChild 等方法。可能还注意到 Container 接口扩展了 Lifecycle 接口Lifecycle 接口用来统一管理各组件的生命周期
套娃式架构设计的好处 一层套一层的方式其实组件关系还是很清晰的也便于后期组件生命周期管理tomcat这种架构设计正好和xml配置文件中标签的包含方式对应上那么后续在解读xml以及封装对象的过程中就容易对应便于子容器继承父容器的一些配置
