第1章  Tomcat的安装与配置
Tomcat可以运行Servlet和JSP，是一个小型的轻量级应用服务器，它性能稳定、扩展性好、源码开放，是开发中小型Web应用系统的首选。本章首先介绍Tomcat服务器特点、层次结构、应用处理流程及发展史，然后讲述Tomcat的安装、设置和测试，接着介绍Tomcat目录结构、常用配置平台、控制和管理程序等，最后设计一个不需数据库支持的简单聊天室。
1.1  Tomcat简介
Tomcat是Sun的JSWDK（Java Server Web Development Kit）中的Servlet容器，属于Apache软件基金会（Apache Software Foundation）的Jakarta项目中的一个核心项目，由Apache、Sun和其他一些公司和个人共同开发而成。Tomcat既是一个开放源码、免费支持JSP和Servlet技术的容器，同时又是一个Web服务器软件，受到了Sun公司的大力推荐和支持。因此，Servlet和JSP的最新规范都可以在Tomcat的新版本中得到实现。
与传统桌面应用程序不同，Tomcat中的应用程序是一个WAR（Web Archive）文件，它是许多文件构成的一个压缩包，包中的文件按照一定目录结构来组织，不同目录中的文件也具有
不同的功能。部署应用程序时，只需要把WAR文件放到Tomcat的webapp目录下，Tomcat会自动检测和解压该文件。JSP文件第一次执行时，要先由Tomcat将其转化为Servlet文件，然后编译，所以速度会慢一些，但后继执行时速度会很快。
Tomcat既是一个Servlet容器，又是一个独立运行的服务器，像IIS、Apache等Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能。但它处理静态HTML文件的能力并不是太强，所以一般都是把它当作JSP/Servlet引擎，通过适配器（Adapter）与其他Web服务器软件（如Apache）配合使用。此外，Tomcat还可与其他一些软件集成起来实现更多功能，例如，与JBoss集成起来开发EJB、与OpenJMS集成起来开发JMS应用、与Cocoon（Apache的另外一个项目）集成起来开发基于XML的应用等。
Tomcat是一个小型的轻量级应用服务器，运行时占用系统资源小、扩展性好、支持负载平衡与邮件服务等开发应用系统中的常用功能，并且不断改进和完善。Tomcat适用于中小型系统和并发访问用户不太多的场合，是开发和调试JSP程序的首选。先进的技术、稳定的性能、源码开放和免费获取的机制，使得Tomcat深受Java爱好者的喜爱并得到了许多软件开发商的认可，成为目前相当流行的Web应用服务器。
1.1.1  Servlet简述
谈起Tomcat，就不能不说Servlet，如果没有Servlet的应用需求，就没有Tomcat的产生。Servlet（小服务程序）是一个与协议无关的、跨平台的Web组件，它基于Java技术开发，由下载apacheServlet容器所管理。和运行在客户端浏览器中的Applet（小应用程序）相似，Servlet运行在服务器端，可以动态地扩展服务器的功能，并采用“请求—响应”模式提供Web服务。Servlet的主要功能是交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容。
Servlet是平台独立的Java类，即按照Servlet规范编写的Java类，所以具有Java语言的所有优点，如良好的可移植性及安全性等。Servlet被编译为平台中立的字节码，可以被动态地加载到支持Java技术的Web服务器中运行，就如同Applet对客户端一样，区别在于Servlet运行并不需要图形用户界面。
Java Servlet具有如下优点：
（1）Servlet可以和其他资源（数据库、文件、Applet和Java应用程序等）交互，把生成的响应内容返回给客户端。如果需要，还可以保存“请求—响应”过程中的信息。
（2）服务器采用Servlet可以完全授权对本地资源的访问，Servlet自身也会控制外部  用户的访问数量及访问性质。
（3）Servlet可以从本地硬盘，或者通过网络从远端硬盘来激活。
（4）通过Servlet Tag技术，可以在HTML页面中动态调用Servlet。
（5）Servlet可以是其他服务的客户端程序。
（6）通过链接技术，一个Servlet可以调用另一个或一系列Servlet来成为它的客户端。
（7）Servlet API与协议无关。
1.1.2  Tomcat与Servlet之间的关系
当初在Apache开发时还未出现Servlet的概念，所以Apache不能内置支持Servlet。实际上，除了Apache，其他许多Web服务器软件都不能直接支持Servlet。为了支持Servlet，通常要单独开发程序，这种程序一般称为服务器小程序容器（Servlet Container），有时也叫做服务器小程序引擎（Servlet Engine）。它是Web服务器或应用程序服务器的一部分，
用于在发送的请求和响应之上提供网络服务，解码基于MIME的请求，格式化基于MIME的响应，它在Servlet的生命周期内包容和管理Servlet，是一个实时运行的外壳程序。运行时由Web服务器软件处理一般请求，并把Servlet调用传递给“容器”来处理。Tomcat就是满足这种需要的JSP/Servlet引擎，是Sun公司的JSP/Servlet的官方实现。
按照工作模式的不同，Servlet容器可以分为以下3类：
1．独立运行的Servlet容器
在这种模式下，Servlet容器作为构成Web服务器的一部分而存在。当使用基于Java的Web服务器时，就属于这种情况。这种方式是Tomcat的默认模式，然而大多数Web服务器并不是基于Java的，所以就产生了下面的两种其他类型。
2．内置的Servlet容器
Servlet容器由Web服务器插件和Java容器两部分组成。采用这种方式时，Web服务器插件需要在某个Web服务器内部地址空间中打开一个JVM（Java虚拟机），在此JVM上加载Java容器并运行Servlet。如果客户端调用Servlet，Web服务器插件首先获得此请求的控制
并将它传递（使用JNI技术）给Java容器，然后Java容器把此请求交给Servlet来处理。这种方式运行速度较快，并且能够提供良好的性能，适用于单进程、多线程服务器，但是在伸缩性方面存在不足。
3．外置的Servlet容器
采用这种方式时，Servlet容器运行在Web服务器外部地址空间。先由Web服务器插件在某个Web服务器外部地址空间打开一个JVM（Java虚拟机），然后加载Java容器来运行Servlet。Web服务器插件和JVM之间使用IPC（进程间通信）机制（通常是TCP/IPSockets）。如果客户端调用Servlet，Web服务器插件首先获得此请求的控制并将它传递（使用IPCs技术）给Java容器，然后Java容器把此请求交给Servlet来处理。这种方式对客户端请求的处理速度不如内置Servlet那样快，但是在其他方面（如可伸缩性、稳定性等）具有优势。
Tomcat属于Servlet容器，其工作模式也分为上述3种，所以Tomcat既可被用作独立运行的Servlet引擎（便于开发和调试），又可作为一个需要增强功能的Web服务器（如当前的Apache、IIS和Netscape服务器）插件。在配置Tomcat之前，就需要确定采用哪种工作模
式，工作模式（1）比较简单，直接安装Tomcat即可，工作模式（2）和（3）有些复杂，除了安装Tomcat、Web服务器之外，还需要安装连接两者的中间连接件。
【专家提示】在本书中，如果没有特殊说明，Tomcat运行都采用独立运行的Servlet容器    方式。
Java Servlet API是Servlet容器和Servlet之间的接口，它定义了Servlet的各种方法，还定义了Servlet容器传送给Servlet的对象类，其中最重要的是请求对象ServletRequest和响应对象ServletResponse。这两个对象都是由Servlet容器在客户端调用Servlet时产生的，Servlet容器把客户请求信息封装在ServletRequest对象中，然后把这两个对象都传送给要调用的Servlet，Servlet处理完后把响应结果写入ServletResponse，然后由Servlet容器把响应结果发送到客户端。Tomcat服务器接收客户端请求并作出响应的完整过程如图1-1所示。
图1-1  Tomcat服务器响应客户请求过程
其中，①处表示Web服务器接收到客户端发出的HTTP请求后，转发给Servlet容器，同时把控制返回Servlet容器；②处表示Servlet容器把响应对象ServletResponse中的处理结果转发给Web服务器，通知Web服务器以HTTP响应的方式把结果发送到客户端，同时把控制返回Web服务器。
1.1.3  Tomcat层次结构
Tomcat服务器由一系列可配置组件构成，其中核心组件是Catalina Servlet容器，它是其他所有Tomcat组件的顶层容器。Tomcat各组件之间存在的层次关系如图1-2所示。
图1-2  Tomcat层次关系
【专家提示】Tomcat的组件可以在<TOMCAT_HOME>\l文件中进行配置，每个Tomcat组件在l文件中对应一种配置元素。
在XML文件的代码中，这些组件之间关系如下所示：
<Server>
    <Service>
        <Connector/>
        <Engine>
            <Host>
                <Context>
                </Context>
            </Host>
</Engine>
    </Service>
</Server>
上述各组件将Tomcat分成若干层（Server层、Service层、Engine层、Host层、Context层），各层通过数据管道PipeLine交互，如图1-3所示。
上述各层对应组件及其在Tomcat服务器中的作用如下：
（1）Server层
对应Server组件，逻辑上表示整个Tomcat，即整个Catalina Servlet容器。它处于Tomcat顶层，可以包含一个或多个Service层。Tomcat提供了该层接口的一个默认实现，所以通常不需要用户自己去实现。
图1-3  Tomcat的层次结构
（2）Service层
对应Service组件，是包含在Server层中的一个逻辑功能层。它包含一个Engine层，以及一个或多个连接器（Connector）。Service组件将一个或多个Connector组件绑定到Engine层上，Connector组件侦听端口，获得用户请求，并将请求交给Engine层处理，同时把处理结果发给用户，从而实现一个特定的实际功能。Tomcat提供了Service接口的默认实现，所以通常也不需要用户定制。

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