Tomcat的工作原理和處理請(qǐng)求流程是什么

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功能組件結(jié)構(gòu)

Tomcat 連接器核心原理

Tomcat 連接器框架——Coyote

連接器核心功能

一、監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)端口，接收和響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。

二、網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流處理。將收到的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流轉(zhuǎn)換成 Tomcat Request 再轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)的 ServletRequest 給容器，同時(shí)將容器傳來的 ServletResponse 轉(zhuǎn)成 Tomcat Response 再轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流。

連接器模塊設(shè)計(jì)

為滿足連接器的兩個(gè)核心功能，我們需要一個(gè)通訊端點(diǎn)來監(jiān)聽端口；需要一個(gè)處理器來處理網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流；最后還需要一個(gè)適配器將處理后的結(jié)果轉(zhuǎn)成容器需要的結(jié)構(gòu)。

對(duì)應(yīng)的源碼包路徑 org.apache.coyote 。對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖如下

Tomcat 容器核心原理

Tomcat 容器框架——Catalina

容器結(jié)構(gòu)分析

每個(gè) Service 會(huì)包含一個(gè)容器。容器由一個(gè)引擎可以管理多個(gè)虛擬主機(jī)。每個(gè)虛擬主機(jī)可以管理多個(gè) Web 應(yīng)用。每個(gè) Web 應(yīng)用會(huì)有多個(gè) Servlet 包裝器。Engine、Host、Context 和 Wrapper，四個(gè)容器之間屬于父子關(guān)系。

對(duì)應(yīng)的源碼包路徑 org.apache.coyote 。對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖如下

容器請(qǐng)求處理

容器的請(qǐng)求處理過程就是在 Engine、Host、Context 和 Wrapper 這四個(gè)容器之間層層調(diào)用，最后在 Servlet 中執(zhí)行對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯。各容器都會(huì)有一個(gè)通道 Pipeline，每個(gè)通道上都會(huì)有一個(gè) Basic Valve（如StandardEngineValve）， 類似一個(gè)閘門用來處理 Request 和 Response 。其流程圖如下。

Tomcat 請(qǐng)求處理流程

上面的知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)零零碎碎地介紹了一個(gè) Tomcat 是如何處理一個(gè)請(qǐng)求。簡(jiǎn)單理解就是連接器的處理流程 + 容器的處理流程 = Tomcat 處理流程。哈！那么問題來了，Tomcat 是如何通過請(qǐng)求路徑找到對(duì)應(yīng)的虛擬站點(diǎn)？是如何找到對(duì)應(yīng)的 Servlet 呢？

映射器功能介紹

這里需要引入一個(gè)上面沒有介紹的組件 Mapper。顧名思義，其作用是提供請(qǐng)求路徑的路由映射。根據(jù)請(qǐng)求URL地址匹配是由哪個(gè)容器來處理。其中每個(gè)容器都會(huì)它自己對(duì)應(yīng)的Mapper，如 MappedHost。不知道大家有沒有回憶起被 Mapper class not found 支配的恐懼。在以前，每寫一個(gè)完整的功能，都需要在 web.xml 配置映射規(guī)則，當(dāng)文件越來越龐大的時(shí)候，各個(gè)問題隨著也會(huì)出現(xiàn)

HTTP請(qǐng)求流程

打開 tomcat/conf 目錄下的 server.xml 文件來分析一個(gè)http://localhost:8080/docs/api 請(qǐng)求。

第一步：連接器監(jiān)聽的端口是8080。由于請(qǐng)求的端口和監(jiān)聽的端口一致，連接器接受了該請(qǐng)求。

第二步：因?yàn)橐娴哪J(rèn)虛擬主機(jī)是 localhost，并且虛擬主機(jī)的目錄是webapps。所以請(qǐng)求找到了 tomcat/webapps 目錄。

第三步：解析的 docs 是 web 程序的應(yīng)用名，也就是 context。此時(shí)請(qǐng)求繼續(xù)從 webapps 目錄下找 docs 目錄。有的時(shí)候我們也會(huì)把應(yīng)用名省略。

第四步：解析的 api 是具體的業(yè)務(wù)邏輯地址。此時(shí)需要從 docs/WEB-INF/web.xml 中找映射關(guān)系，最后調(diào)用具體的函數(shù)。

<?xml version="1.0">  SpringBoot 如何啟動(dòng)內(nèi)嵌的 TomcatSpringBoot 一鍵啟動(dòng)服務(wù)的功能，讓有很多剛?cè)肷鐣?huì)的朋友都忘記 Tomcat 是啥。隨著硬件的性能越來越高，普通中小項(xiàng)目都可以直接用內(nèi)置 Tomcat 啟動(dòng)。但是有些大一點(diǎn)的項(xiàng)目可能會(huì)用到 Tomcat 集群和調(diào)優(yōu)，內(nèi)置的 Tomcat 就不一定能滿足需求了。我們先從源碼中分析 SpringBoot 是如何啟動(dòng) Tomcat，以下是 SpringBoot 2.x 的代碼。代碼從 main 方法開始，執(zhí)行 run 方法啟動(dòng)項(xiàng)目。SpringApplication.run 從 run 方法點(diǎn)進(jìn)去，找到刷新應(yīng)用上下文的方法。this.prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
this.refreshContext(context);
this.afterRefresh(context, applicationArguments); 從 refreshContext 方法點(diǎn)進(jìn)去，找 refresh 方法。并一層層往上找其父類的方法。this.refresh(context); 在 AbstractApplicationContext 類的 refresh 方法中，有一行調(diào)用子容器刷新的邏輯。this.postProcessBeanFactory(beanFactory);
this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);
this.initMessageSource();
this.initApplicationEventMulticaster();
this.onRefresh();
this.registerListeners();
this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
this.finishRefresh(); 從 onRefresh 方法點(diǎn)進(jìn)去，找到 ServletWebServerApplicationContext 的實(shí)現(xiàn)方法。在這里終于看到了希望。protected void onRefresh() {
    super.onRefresh();

    try {
        this.createWebServer();
    } catch (Throwable var2) {
        throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", var2);
    }
} 從 createWebServer 方法點(diǎn)進(jìn)去，找到從工廠類中獲取 WebServer的代碼。if (webServer == null && servletContext == null) {
    ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory();
    // 獲取 web server 
    this.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()});
} else if (servletContext != null) {
    try {
        // 啟動(dòng) web server
        this.getSelfInitializer().onStartup(servletContext);
    } catch (ServletException var4) {
        throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context", var4);
    }
} 從 getWebServer 方法點(diǎn)進(jìn)去，找到 TomcatServletWebServerFactory 的實(shí)現(xiàn)方法，與之對(duì)應(yīng)的還有 Jetty 和 Undertow。這里配置了基本的連接器、引擎、虛擬站點(diǎn)等配置。public WebServer getWebServer(ServletContextInitializer... initializers) {
    Tomcat tomcat = new Tomcat();
    File baseDir = this.baseDirectory != null ? this.baseDirectory : this.createTempDir("tomcat");
    tomcat.setBaseDir(baseDir.getAbsolutePath());
    Connector connector = new Connector(this.protocol);
    tomcat.getService().addConnector(connector);
    this.customizeConnector(connector);
    tomcat.setConnector(connector);
    tomcat.getHost().setAutoDeploy(false);
    this.configureEngine(tomcat.getEngine());
    Iterator var5 = this.additionalTomcatConnectors.iterator();

    while(var5.hasNext()) {
        Connector additionalConnector = (Connector)var5.next();
        tomcat.getService().addConnector(additionalConnector);
    }

    this.prepareContext(tomcat.getHost(), initializers);
    return this.getTomcatWebServer(tomcat);
} 服務(wù)啟動(dòng)后會(huì)打印日志o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port(s): 8900 (http)
o.apache.catalina.core.StandardService   : Starting service [Tomcat]
org.apache.catalina.core.StandardEngine  : Starting Servlet Engine: Apache Tomcat/8.5.34
o.a.catalina.core.AprLifecycleListener   : The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal ...
o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring embedded WebApplicationContext
o.s.web.context.ContextLoader            : Root WebApplicationContext: initialization completed in 16858 ms 我感覺我好像發(fā)現(xiàn)為什么比較牛的公司都會(huì)問到技術(shù)的底層源碼了，因?yàn)樵诳丛创a的過程中是真的很有意思，并且能夠發(fā)現(xiàn)很多的問題，而且真的是考驗(yàn)邏輯思維和耐心，我這看個(gè)tomcat源碼，一天的時(shí)候就那么過去了，還沒整完，這還是我以為我對(duì)tomcat已經(jīng)非常熟悉的前提下了，哈哈哈哈，關(guān)注我，后面有時(shí)間再慢慢更新吧 最后給大家介紹一份文檔，這也是我在解析tomcat過程中參考最多的書籍，內(nèi)部的知識(shí)基本涵蓋了tomcat的相關(guān)內(nèi)容，從架構(gòu)設(shè)計(jì)到配置到集群到性能優(yōu)化和擴(kuò)展等，全方位解析tomcat，有需要的朋友可以關(guān)注+轉(zhuǎn)發(fā)后，私信“源碼”即可查看獲取方式 tomcat架構(gòu) tomcat配置管理 tomcat安全 tomcat調(diào)優(yōu) tomcat附加功能  篇幅原因，只展示這一部分，有需要更多Java相關(guān)學(xué)習(xí)文檔，視頻的，關(guān)注我，后臺(tái)私信“資料”即可獲取

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文章標(biāo)題：Tomcat的工作原理和處理請(qǐng)求流程是什么
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