Tomcat9源码解析--tomcat框架设计
Tomcat整体架构与重要组件
1.Tomcat整体架构
如果你浏览过Tomcat源码相关⽂章，你⼀定对此图不陌⽣.
Tomcat即是⼀个HTTP服务器，也是⼀个servlet容器，主要⽬的就是包装servlet，并对请求响应相应的servlet，纯servlet的web应⽤似乎很好理解Tomcat是如何装载servlet的，但，当使⽤⼀些MVC框架时，如spring MVC、strusts2，可能就不出servlet在哪⾥？其实spring MVC框架就是⼀整个servlet，在l中配置如下：
<!-- Spring MVC servlet -->
<servlet>
<servlet-name>SpringMVC</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>l</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
<async-supported>true</async-supported>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>SpringMVC</servlet-name>
<!-- 此处可以可以配置成*.do，对应struts的后缀习惯 -->
<url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>
他的总体结构⽤下图来表⽰。
如上图所⽰，tomcat由Server、Service、Engine、Connerctor、Host、Context组件组成，
其中带有s的代表在⼀个tomcat实例上可以存在多个组件，⽐如Context(s)，
tomcat允许我们部署多个应⽤，每个应⽤对应⼀个Context。
这些组件在tomcat的l⽂件中可以到，对tomcat的调优需要改动该⽂件
<Service name="Catalina">
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
<Realm className="org.alm.LockOutRealm">
<Realm className="org.alm.UserDatabaseRealm"
resourceName="UserDatabase"/>
</Realm>
<Host name="localhost"  appBase="webapps"
unpackWARs="true" autoDeploy="true">
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
</Host>
</Engine>
</Service>
更细致⼀点的图形表⽰：
1. Tomcat主要有两个组件，连接器【Connector】和容器【Container】，所谓连接器就是⼀个http请求过来了，连接器负责接收
这个请求，然后转发给容器。容器即servlet容器，容器有很多层，分别是Engine，
Host，Context，Wrapper。最⼤的容器Engine，代表⼀个servlet引擎，接下来是Host，代表⼀个虚拟机，然后是Context，代表⼀个应⽤，Wrapper对应⼀个servlet。从连接器
传过来连接后，容器便会顺序经过上⾯的容器，最后到达特定的servlet。要说明的是Engine，Host两种容器在不是必须的。实际上⼀个简单的tomcat只要连接器和容器就可以了，
但tomcat的实现为了统⼀管理连接器和容器等组件，额外添加了服务器组件（server）和服务组件（service），添加这两个东西的原因我个⼈觉得就是为了⽅便统⼀管理连接器和
容器等各种组件。⼀个server可以有多个service，⼀个service包含多个连接器和⼀个容器，当然还有⼀些其他的东西，看下⾯的图就很容易理解Tomcat的架构了：
1.
图⼀：
1. Server掌管着整个Tomcat的⽣死⼤权；
2. Service 是对外提供服务的；
3. Connector⽤于接受请求并将请求封装成Request和Response来具体处理；
4. Container⽤于封装和管理Servlet，以及具体处理request请求。
Tomcat中最顶层的容器是Server，代表着整个服务器，从上图中可以看出，⼀个Server可以包含⾄少⼀个Service，⽤于具体提供服务。
Service主要包含两个部分：Connector和Container。从上图中可以看出 Tomcat 的⼼脏就是这两个组件，它们的作⽤如下： Connector
由上⾯的图我们可以看出来⼀个Service服务可以包含多个Connector，实际上Tomcat中包含了3个Connector，分别对应HTTP请
求，HTTPS请求以及AJP请求。那么Connector在Tomcat中到底扮演了什么样的⾓⾊呢？Tomcat中的Connector负责的任务就是接受请求，创建request和response，解析请求中数据，将数据封装到request中，最后将request和response作为参数传递给Container对象！
由于不同协议规则不同，解析起来也是不⼀样的，所以需要多个Connector。
Container
（ContainerBase、StandardServer、StandardService、WebappLoader、Connector、StandardContext、StandardEngine、StandardHost、StandardWrapper等容器都继承了LifecycleMBeanBase，因此这些容器都具有了同样的⽣命周期并可以通过JMX进⾏管理）
Container实际上只是容器的概称。⽽Tomcat中包含有多个Container。那么Container的作⽤是什么呢？
Container的作⽤就是接收Connector传递的request和response，对request和response进⾏了⼀些过滤封装，同时调⽤对应的Servlet 去处理该request，最后将处理完成后的结果封装到response中返回给客户端！
每个Container从⼤到⼩分别为Engine-->Host-->Context-->Wrapper
1. Engine容器代表整个Catalina servlet引擎
2. Host容器表⽰⼀个虚拟主机，Tomcat⾃带的是⼀个叫localhost的主机
3. Context容器表⽰⼀个WEB应⽤程序
4. Wrapper表⽰⼀个独⽴的Servlet
对于⼀个Engine可以包含多个Host，Tomcat⾃带了⼀个叫做localhost的Host容器，⼀个Host容器可以包含多个Context，⼀个Context可以包含多个Wrapper。
是不是感觉这⼏个单词很熟悉，是的！在Tomcat中我们可以使⽤Tomcat默认提供的这些容器，也可以在CATALINA_HOME/conf下的l中配置，⽽这⼏个单词正是对应l中的各个配置选项的名称！
Connector和Container的微妙关系
⼀个请求发送到Tomcat之后，⾸先经过Service然后会交给我们的Connector，Connector⽤于接收请求，并将接收的请求封装为Request和Response来具体处理。Request和Response封装完之后再交由Container进⾏处理，Container处理完请求之后再返回给Connector，最后在由Connector通过Socket将处理的结果返回给客户端，这样整个请求的就处理完了！
Connector最底层使⽤的是Socket来进⾏连接的，Request和Response是按照HTTP协议来封装的，所以Connector同时需要实现TCP/IP协议和HTTP协议。
Tomcat既然处理请求，那么肯定需要先接收到这个请求，⽽想要接收请求这个东西，我们⾸先就需要看⼀下Connector。
Connector架构分析
connector类继承关系：
Http11NioProtocol类继承关系：
Endpont的继承关系 以及 类中定义的属性    ：
servlet和tomcat的关系NioEndpoint
这个NioEndpoint作为Tomcat NIO的IO处理策略，主要提供⼯作线程和线程池：
Socket接收者Acceptor
Socket轮询者Poller
⼯作线程池
主要包含 LimitLatch、Acceptor、Poller、SocketProcessor、Excutor  5个部分：
LimitLatch 是⼀个连接控制器，负责连接限制，nio模式下默认10000，达到阈值则拒绝连接请求。 (AbstractEndpoint 类中的属性connectionLimitLatch )
当⼀个请求进⼊到Tomcat的时候，就会调⽤ AbstractEndpoint # countUpOrAwaitConnectio()
Acceptor 负责接收请求，默认由1个线程负责，将请求的事件注册到事件列表中。
Poller 负责轮询上述产⽣的事件，将就绪的事件⽣成  SokcetProcessor  ，交给Excutor去执⾏。
SocketProcessor ⾥⾯的doRun⽅法，封装了Socket的读写，完成Container调⽤逻辑。
看到 Endpoint 的属性中出现了很多 SynchronizedStack ，这个数据结构为Tomcat量⾝定做，是ConcurrentLinkedQueue⼀个GC-free的轻量级替代⽅案，
提供扩容⽅案，最⼤128，但没有提供减少容量的⽅法。减少容量必然带来数组对象的回收，适⽤于数据量⽐较固定的场景，另外这个数据结构本⾝由数组维护，
减少了维护节点的开销。
⽽另⼀个 SynchronizedQueue 则是⼀个GC-free的容器，只不过这个是⼀个FIFO⽆界容器。

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