5分钟了解Tomcat的组成和工作原理

　　Tomcat组件Server和Service

　　Server是Tomcat中的顶级组件，它代表了Tomcat的运行实例，一个JVM只包含一个Server。为便于扩展，Server中引入了监听器Listener组件;GlobalNamingResources组件被引入，以方便集成JNDI。Server中最重要的组件是Service。

　　一个Server包括多个Serviceer

　　在Tomcat中，Service组件是服务的抽象，一个Server可以包含多个Service。Service组件负责从接收客户端请求到处理请求的整个过程，包含多个客户端消息 Connector 组件和处理请求 Engine 组件。

　　此外，Service组件还包含Executor组件，每个Executor都是一个线程池，可以为Service中的其他组件提供执行任务的线程资源。Connector

　　Tomcat的核心可以认为主要由连接器组成(Connector)组件和容器(Container)其中，Conector负责处理客户端连接，而Container负责逻辑处理请求，并将结果返回客户端。

　　不同的Connect对应不同的通信协议

　　Conector的主要职责是接收客户端连接和接收消息报告，分析后发送到容器中。因为Tomcat支持不同的通信协议，如HTTP协议AJP(Apache JServ Protocol)协议等，因此需要不同的Conector组件，每个协议对应一个Conector组件。

　　此外，不同类型的网络I/O，Conector组件的内部实现也不同，可分为阻塞I/O和非阻塞I/O。以HTTP协议为例，看看阻塞I/O和非阻塞I/OConector内部实现的区别。

　　BIO Connector

　　BIO Conector组件

　　Connector主要由三个组件组成： HTTP11Protocol组件是HTTP协议1.1版本的抽象组件，主要包括JIOEndpoint组件和HTTP11Procesor组件。当Tomcat启动时，JIoEndpoint内部的Acceptor开始监控某个端口。当一个请求到来时，它将被扔进线程池Executor，任务将由线程池处理。处理过程主要是通过HTTP11Procesor组件对HTTP协议进行分析并传输到Engine容器。 Mapper组件负责路由客户端请求，即通过请求地址找到相应的servlet。 Conector和Container适配Conector组件。

　　NIO Connector

　　Connector的非阻塞I/O结构类似于BIOO Connector，主要区别在于： Htttp11Protocol组件改为Http11NioProtocol组件;Jioendpoint组件改为Nioendpoint;Http11Procesor组件改为Http11NioProcesor组件，功能基本相似。 增加了一个Poller组件，负责轮流询问多个客户端连接，并不断检测每个连接是否有可读数据。如果有客户端可读，请尝试阅读和分析消息报告。 Container

　　Tomcat内部有四个级别的容器，即Enginee、Host、Context和Wrapper。Engine代表全球Servlet发动机，每个Service组件只能包含一个Engine容器组件，但Engine组件可以包含多个Host 容器组件。

　　Tomcat容器

　　Engine

　　除Host外，Engine容器还包括Engine容器级Listener组件(监听器)、Accesslog组件(日志)、Cluster组件(集群功能)、Pipeline组件(请求管道处理)、Realm组件(用户权限)。

　　Host

　　Host组件代表虚拟主机的抽象，可以存储在虚拟主机中一个Host可以包含多个Context容器，放置多个Web应用程序的抽象。

　　类似于Engine，Host容器也包含Listener。、AccessLog、Cluster、Pipeline、Realm这些组件，但这些组件都是Host容器级别。

　　Context

　　Context组件是Web应用程序的抽象，当我们开发的Web应用程序部署到Tomcat后运行时，将生成Context对象。

　　Context包含应用级Listener、AccessLog、Pipeline、Realm组件还包括Loader组件(加载web应用资源)、Manager组件(会话管理)、NamingResource住院(命名资源)、Mapper组件(Servlet映射器)和Wrapper容器。

　　Wrapper

　　Wrapper容器是Tomcat四级容器中最小的，对应Servlet，一个Wrapper对应Servlet。

　　Wraper中包含的组件有Servlet、ServletPool(Servlet对象池)和Pipeline组件(处理管道)。Tomcat的请求处理过程

　　客户端到达Tomcat后请求的处理流程如上图所示： 当Tomcat启动时，Conector的接收器Acceptor将监控是否有客户端连接。 一旦听到客户端连接，将连接交给线程池Executor，并开始执行请求响应任务。 Http11Procesor负责从客户端连接中读取Http报文并进行分析，分析后的报文包装成Request对象。 根据Http协议要求的URL值和Host属性，Maper匹配哪个Host?、处理请求的Context和Wraper容器。 Coyoteadaptor负责将Conector组件与Engine容器连接起来，将Request对象和Response对象传输到Engine容器中。 Engine容器的请求处理管道开始工作，管道中包含了几个Valve，每个Valve都负责一些处理逻辑。 Engine容器要求处理管道完成后，依次交给Host容器处理管、Context容器处理管和Wraper容器处理管。最后，将结果输出到客户端。