四张图带你了解Tomcat系统架构
作者介绍
徐刘根，偶尔分享技术⼲货，致⼒于Java全栈开发。本⽂已经作者授权转载。
俗话说，站在巨⼈的肩膀上看世界。⼀般学习的时候，我们总是先总览⼀下整体，然后逐个部分击破，最后形成思路、了解具体细节。
Tomcat的结构很复杂，但它⾮常的模块化，到Tomcat最核⼼的模块，问题就可以游刃⽽解。了解Tomcat的整体架构对⽇后深⼊了解Tomcat来说⾄关重要！
⼀、Tomcat顶层架构
先上⼀张Tomcat的顶层结构图（图A），如下：
（图A）
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⽤于处理连接相关的事情，并提供Socket与Request和Response相关的转化；
Container⽤于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求。
⼀个Tomcat中只有⼀个Server，⼀个Server可以包含多个Service，⼀个Service只有⼀个Container，但是可以有多个Connectors，这是因为⼀个服务可以有多个连接，如同时提供Http和Https链接，也可以提供向相同协议不同端⼝的连接，⽰意图如下（Engine、Host、Context下边会说到）：
多个 Connector 和⼀个 Container 就形成了⼀个 Service，有了 Service 就可以对外提供服务了。但 Service 还要⼀个⽣存的环境，必须要有⼈能够给它⽣命、掌握其⽣死⼤权，⽽这就⾮ Server 莫属。所以，整个 Tomcat 的⽣命周期由Server 控制。
另外，上述的包含关系或者说是⽗⼦关系，都可以在Tomcat的conf⽬录下的l配置⽂件中看出，下图是删除了注释内容之后的⼀个完整的l配置⽂件（Tomcat版本为8.0）
上边的配置⽂件，还可以通过下⾯这张结构图更清楚地理解：
Server标签设置的端⼝号为8005，shutdown=”SHUTDOWN” ，表⽰在8005端⼝监听“SHUTDOWN”命令，如果接收到了就会关闭Tomcat。
⼀个Server有⼀个Service，当然还可以进⾏配置，⼀个Service有多个，Service左边的内容都属于Container
的，Service下边是Connector。
⼆、Tomcat顶层架构⼩结
Tomcat中只有⼀个Server，⼀个Server可以有多个Service，⼀个Service可以有多个Connector和⼀个Container；
Server掌管着整个Tomcat的⽣死⼤权；
Service 是对外提供服务的；
Connector⽤于接受请求并将请求封装成Request和Response来具体处理；
Container⽤于封装和管理Servlet，以及具体处理request请求。
以上是整个Tomcat顶层的分层架构和各个组件之间的关系以及作⽤，对于绝⼤多数的开发⼈员来说，Server和Service 对我们来说确实很远，⽽开发中绝⼤部分进⾏配置的内容是属于Connector和Container的，所以接下来介绍⼀下Connector和Container。
三、Connector和Container的微妙关系
由上述内容我们⼤致可以知道：
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。
四、Connector架构分析
Connector⽤于接受请求并将请求封装成Request和Response，然后交给Container进⾏处理，Container处理完之后在交给Connector返回给客户端。因此，我们可以把Connector分为四个⽅⾯进⾏理解：
（1）Connector如何接受请求的？
（2）如何将请求封装成Request和Response的？servlet和tomcat的关系
（3）封装完之后的Request和Response如何交给Container进⾏处理的？
（4）Container处理完之后如何交给Connector并返回给客户端的？
⾸先看⼀下Connector的结构图（图B）：
（图B）
Connector就是使⽤ProtocolHandler来处理请求的，不同的ProtocolHandler代表不同的连接类型，⽐如：
Http11Protocol使⽤的是普通Socket来连接的，Http11NioProtocol使⽤的是NioSocket来连接的。
其中ProtocolHandler由包含了三个部件：Endpoint、Processor、Adapter。
Endpoint⽤来处理底层Socket的⽹络连接，Processor⽤于将Endpoint接收到的Socket封装成Request，Adapter⽤于将Request交给Container进⾏具体的处理。
Endpoint由于是处理底层的Socket⽹络连接，因此Endpoint是⽤来实现TCP/IP协议的，⽽Processor⽤来实现HTTP协议的，Adapter将请求适配到Servlet容器进⾏具体的处理。
议的，Adapter将请求适配到Servlet容器进⾏具体的处理。
Endpoint的抽象实现AbstractEndpoint⾥⾯定义的Acceptor和AsyncTimeout两个内部类和⼀个Handler接⼝。Acceptor ⽤于监听请求，AsyncTimeout⽤于检查异步Request的超时，Handler⽤于处理接收到的Socket，在内部调⽤Processor 进⾏处理。
⾄此，我们应该很轻松回答了（1）（2）（3）的问题，但（4）还是不知道。
接下来我们就来看⼀下Container是如何进⾏处理的，以及处理完之后是如何将处理完的结果返回给Connector的。
五、Container架构分析
Container⽤于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求，在Connector内部包含了4个⼦容器，结构图如下（图C）：
（图C）
4个⼦容器的作⽤分别是：
（1）Engine：引擎，⽤来管理多个站点，⼀个Service最多只能有⼀个Engine；
（2）Host：代表⼀个站点，也可以叫虚拟主机，通过配置Host就可以添加站点；
（3）Context：代表⼀个应⽤程序，对应着平时开发的⼀套程序，或者⼀个WEB-INF⽬录以及下⾯的l⽂件；
（4）Wrapper：每⼀Wrapper封装着⼀个Servlet。
下⾯⼀个Tomcat的⽂件⽬录对照⼀下：
Context和Host的区别是Context表⽰⼀个应⽤，我们的Tomcat中默认的配置下webapps下的每⼀个⽂件夹⽬录都是⼀个Context，其中ROOT⽬录中存放着主应⽤，其他⽬录存放着⼦应⽤，⽽整个webapps就是⼀个Host站点。
我们访问应⽤Context的时候，如果是ROOT下的则直接使⽤域名就可以访问，例如：www.ledouit，如果是
Host（webapps）下的其他应⽤，则可以使⽤www.ledouit/docs进⾏访问。当然默认指定的根应⽤（ROOT）是可以进⾏设定的，只不过Host站点下默认的主营⽤是ROOT⽬录下的。
看到这⾥我们知道Container是什么，但还是不知道Container是如何进⾏处理的，以及处理完之后是如何将处理完的结果返回给Connector的。
别急，下边就开始探讨⼀下Container是如何进⾏处理的。
六、Container如何处理请求的
Container处理请求是使⽤Pipeline-Valve管道来处理的！（Valve是阀门之意）
Pipeline-Valve是责任链模式，责任链模式是指在⼀个请求处理的过程中有很多处理者依次对请求进⾏处理，每个处理者负责做⾃⼰相应的处理，处理完之后将处理后的请求返回，再让下⼀个处理着继续处理。
但是，Pipeline-Valve使⽤的责任链模式和普通的责任链模式有些不同，区别主要有以下两点：
（1）每个Pipeline都有特定的Valve，⽽且是在管道的最后⼀个执⾏，这个Valve叫做BaseValve，BaseValve是不可删除的；
除的；
（2）在上层容器的管道的BaseValve中会调⽤下层容器的管道。
我们知道Container包含四个⼦容器，⽽这四个⼦容器对应的BaseValve分别在：
StandardEngineValve
StandardHostValve
StandardContextValve
StandardWrapperValve
Pipeline的处理流程图如下（图D）：
（图D）
（1）Connector在接收到请求后会⾸先调⽤最顶层容器的Pipeline来处理，这⾥的最顶层容器的Pipeline就是EnginePipeline（Engine的管道）。
（2）在Engine的管道中依次会执⾏EngineValve1、EngineValve2等等，最后会执⾏StandardEngineValve，在StandardEngineValve中会调⽤Host管道，然后再依次执⾏Host的HostValve1、HostValve2等，最后在执⾏StandardHostValve，然后再依次调⽤Context的管道和Wrapper的管道，最后执⾏到StandardWrapperValve。
（3）当执⾏到StandardWrapperValve的时候，会在StandardWrapperValve中创建FilterChain，并调⽤其doFilter⽅法来处理请求，这个FilterChain包含着我们配置的与请求相匹配的Filter和Servlet，其doFilter⽅法会依次调⽤所有的Filter 的doFilter⽅法和Servlet的service⽅法，这样请求就得到了处理！
（4）当所有的Pipeline-Valve都执⾏完之后，并且处理完了具体的请求，这个时候就可以将返回的结果交给Connector 了，Connector在通过Socket的⽅式将结果返回给客户端。
总结
⾄此，我们已经对Tomcat的整体架构有了⼤致的了解，从图A、B、C、D可以看出来每⼀个组件的基本要素和作⽤，各位读者在脑海⾥应该有⼀个⼤概的轮廓了。如果在⾯试的时候，能够简单地聊⼀下Tomcat，将上⾯的内容脱⼝⽽出，想必⾯试官⼀定会对你刮⽬相看的！

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