Tomcat的工作原理和处理请求流程是什么
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功能组件结构
Tomcat 连接器核心原理
Tomcat 连接器框架——Coyote
连接器核心功能
一、监听网络端口,接收和响应网络请求。
二、网络字节流处理。将收到的网络字节流转换成 Tomcat Request 再转成标准的 ServletRequest 给容器,同时将容器传来的 ServletResponse 转成 Tomcat Response 再转成网络字节流。
连接器模块设计
为满足连接器的两个核心功能,我们需要一个通讯端点来监听端口;需要一个处理器来处理网络字节流;最后还需要一个适配器将处理后的结果转成容器需要的结构。
对应的源码包路径 org.apache.coyote 。对应的结构图如下
Tomcat 容器核心原理
Tomcat 容器框架——Catalina
容器结构分析
每个 Service 会包含一个容器。容器由一个引擎可以管理多个虚拟主机。每个虚拟主机可以管理多个 Web 应用。每个 Web 应用会有多个 Servlet 包装器。Engine、Host、Context 和 Wrapper,四个容器之间属于父子关系。
对应的源码包路径 org.apache.coyote 。对应的结构图如下
容器请求处理
容器的请求处理过程就是在 Engine、Host、Context 和 Wrapper 这四个容器之间层层调用,最后在 Servlet 中执行对应的业务逻辑。各容器都会有一个通道 Pipeline,每个通道上都会有一个 Basic Valve(如StandardEngineValve), 类似一个闸门用来处理 Request 和 Response 。其流程图如下。
Tomcat 请求处理流程
上面的知识点已经零零碎碎地介绍了一个 Tomcat 是如何处理一个请求。简单理解就是连接器的处理流程 + 容器的处理流程 = Tomcat 处理流程。哈!那么问题来了,Tomcat 是如何通过请求路径找到对应的虚拟站点?是如何找到对应的 Servlet 呢?
映射器功能介绍
这里需要引入一个上面没有介绍的组件 Mapper。顾名思义,其作用是提供请求路径的路由映射。根据请求URL地址匹配是由哪个容器来处理。其中每个容器都会它自己对应的Mapper,如 MappedHost。不知道大家有没有回忆起被 Mapper class not found 支配的恐惧。在以前,每写一个完整的功能,都需要在 web.xml 配置映射规则,当文件越来越庞大的时候,各个问题随着也会出现
HTTP请求流程
打开 tomcat/conf 目录下的 server.xml 文件来分析一个http://localhost:8080/docs/api 请求。
第一步:连接器监听的端口是8080。由于请求的端口和监听的端口一致,连接器接受了该请求。
第二步:因为引擎的默认虚拟主机是 localhost,并且虚拟主机的目录是webapps。所以请求找到了 tomcat/webapps 目录。
第三步:解析的 docs 是 web 程序的应用名,也就是 context。此时请求继续从 webapps 目录下找 docs 目录。有的时候我们也会把应用名省略。
第四步:解析的 api 是具体的业务逻辑地址。此时需要从 docs/WEB-INF/web.xml 中找映射关系,最后调用具体的函数。
SpringBoot 如何启动内嵌的 TomcatSpringBoot 一键启动服务的功能,让有很多刚入社会的朋友都忘记 Tomcat 是啥。随着硬件的性能越来越高,普通中小项目都可以直接用内置 Tomcat 启动。但是有些大一点的项目可能会用到 Tomcat 集群和调优,内置的 Tomcat 就不一定能满足需求了。我们先从源码中分析 SpringBoot 是如何启动 Tomcat,以下是 SpringBoot 2.x 的代码。代码从 main 方法开始,执行 run 方法启动项目。SpringApplication.run 从 run 方法点进去,找到刷新应用上下文的方法。this.prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); this.refreshContext(context); this.afterRefresh(context, applicationArguments); 从 refreshContext 方法点进去,找 refresh 方法。并一层层往上找其父类的方法。this.refresh(context); 在 AbstractApplicationContext 类的 refresh 方法中,有一行调用子容器刷新的逻辑。this.postProcessBeanFactory(beanFactory); this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); this.registerBeanPostProcessors(beanFactory); this.initMessageSource(); this.initApplicationEventMulticaster(); this.onRefresh(); this.registerListeners(); this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); this.finishRefresh(); 从 onRefresh 方法点进去,找到 ServletWebServerApplicationContext 的实现方法。在这里终于看到了希望。protected void onRefresh() { super.onRefresh(); try { this.createWebServer(); } catch (Throwable var2) { throw new ApplicationContextException("Unable to start web server", var2); } } 从 createWebServer 方法点进去,找到从工厂类中获取 WebServer的代码。if (webServer == null && servletContext == null) { ServletWebServerFactory factory = this.getWebServerFactory(); // 获取 web server this.webServer = factory.getWebServer(new ServletContextInitializer[]{this.getSelfInitializer()}); } else if (servletContext != null) { try { // 启动 web server this.getSelfInitializer().onStartup(servletContext); } catch (ServletException var4) { throw new ApplicationContextException("Cannot initialize servlet context", var4); } } 从 getWebServer 方法点进去,找到 TomcatServletWebServerFactory 的实现方法,与之对应的还有 Jetty 和 Undertow。这里配置了基本的连接器、引擎、虚拟站点等配置。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); } 服务启动后会打印日志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 我感觉我好像发现为什么比较牛的公司都会问到技术的底层源码了,因为在看源码的过程中是真的很有意思,并且能够发现很多的问题,而且真的是考验逻辑思维和耐心,我这看个tomcat源码,一天的时候就那么过去了,还没整完,这还是我以为我对tomcat已经非常熟悉的前提下了,哈哈哈哈,关注我,后面有时间再慢慢更新吧 最后给大家介绍一份文档,这也是我在解析tomcat过程中参考最多的书籍,内部的知识基本涵盖了tomcat的相关内容,从架构设计到配置到集群到性能优化和扩展等,全方位解析tomcat,有需要的朋友可以关注+转发后,私信“源码”即可查看获取方式 tomcat架构 tomcat配置管理 tomcat安全 tomcat调优 tomcat附加功能 篇幅原因,只展示这一部分,有需要更多Java相关学习文档,视频的,关注我,后台私信“资料”即可获取
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文章题目:Tomcat的工作原理和处理请求流程是什么
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