how tomcat works中文版

### Tomcat工作原理详解 #### 一、简介与概览 Tomcat作为一款开源的Servlet容器，被广泛应用于Java Web应用的开发与部署之中。它不仅支持Servlet规范，还支持JSP规范，使得开发者能够更加便捷地进行Web应用的开发。本文档将深入探讨Tomcat的工作原理，并通过具体示例来帮助读者理解其内部机制。 **适合读者**：对Java Web应用有一定了解的开发人员，特别是希望深入了解Tomcat内部工作原理的技术人员。 **Servlet容器是如何工作的**：Tomcat作为Servlet容器，主要负责接收客户端请求，并根据配置信息选择合适的Servlet进行处理。处理完成后，再将响应结果返回给客户端。 **Catalina结构图**：Catalina是Tomcat的核心组件，用于实现Servlet容器功能。它主要包括以下部分： - **Connector**：负责接收客户端请求并将请求分发给合适的Engine。 - **Engine**：Tomcat的核心组件之一，包含多个Host。 - **Host**：对应虚拟主机的概念，每个Host可以包含多个Context。 - **Context**：代表Web应用的上下文环境，每个Context包含一组Servlet和资源。 **Tomcat的版本**：本文档基于Tomcat 4及版本5进行讲解。 #### 二、一个简单的Web服务器 **1.1 The Hypertext Transfer Protocol (HTTP)**：HTTP是一种应用层协议，用于在客户端和服务器之间传输超文本文档，如HTML文档等。 **1.2 HTTP Request**：HTTP请求通常包括请求方法（GET、POST等）、请求URL以及HTTP版本号。 **1.3 HTTP Response**：HTTP响应包括状态码、响应头和响应体。状态码表示请求的结果，常见的有200（成功）、404（未找到）等。 **1.4 Socket类**：在Java中，`Socket`类用于建立客户端与服务器之间的通信连接。它提供了发送和接收数据的方法。 **1.5 ServerSocket类**：`ServerSocket`类用于监听特定端口上的客户端连接请求，并为每个请求创建一个新的`Socket`对象。 **1.6 应用举例**：创建一个简单的Web服务器，监听8080端口，当接收到请求时返回一个固定的HTML页面。 #### 三、一个简单的Servlet容器 **2.1 简述**：Servlet容器负责管理Servlet的生命周期，并将HTTP请求转发给相应的Servlet处理。 **2.2 javax.servlet.Servlet接口**：所有Servlet都必须实现`javax.servlet.Servlet`接口，该接口定义了`init()`、`service()`和`destroy()`三个方法，分别用于初始化Servlet、处理HTTP请求以及销毁Servlet。 **2.3 Application1** - **HttpServer1类**：用于创建HTTP服务器并监听客户端请求。 - **Request类**：封装了HTTP请求信息。 - **Response类**：封装了HTTP响应信息。 - **StaticResourceProcessor类**：处理静态资源请求。 - **ServletProcessor1类**：处理动态资源（Servlet）请求。 **2.4 Application2**：在此基础上进一步扩展，例如支持更多的HTTP方法或增加更复杂的逻辑。 #### 四、连接器（Connector） **3.1 概述**：Connector组件负责接收来自客户端的HTTP请求，并将其转换成可以被Servlet容器处理的格式。 **3.2 StringManager类**：用于管理字符串资源，便于国际化。 **3.3 Application**：展示如何使用Connector构建一个简单的Web服务器。 - **3.3.1 启动**：介绍如何启动服务器。 - **3.3.2 connector**：解释Connector的基本概念和配置。 - **3.3.3 创建HttpRequest对象** - **3.3.3.1 SocketInputStream类**：用于读取客户端请求数据。 - **3.3.3.2 解析请求行（request line）**：解析请求方法、请求URL和HTTP版本。 - **3.3.3.3 解析请求头（request header）**：解析请求中的各种头部信息。 - **3.3.3.4 解析cookie**：从请求头中提取cookie信息。 - **3.3.3.5 获取参数**：从请求体中获取POST参数。 - **3.3.3.6 创建HttpResponse对象**：封装HTTP响应信息。 - **3.3.3.7 静态资源处理器和servlet处理器**：分别处理静态资源和动态资源请求。 #### 五、Tomcat的默认连接器 **4.1 简介**：介绍Tomcat使用的默认Connector组件。 **4.2 HTTP1.1的新特性** - **4.2.1 持久化连接**：允许客户端与服务器保持长时间连接，提高性能。 - **4.2.2 编码**：支持多种字符编码，确保数据正确传输。 - **4.2.3 状态码100的使用**：用于告知客户端服务器已经接收到请求的一部分，并将继续处理。 **4.3 Connector接口**：定义了Connector的基本行为。 **4.4 HttpConnector类** - **4.4.1 创建ServerSocket**：创建监听特定端口的ServerSocket。 - **4.4.2 维护HttpProcessor对象池**：为了提高性能，维护一个可重用的HttpProcessor对象池。 - **4.4.3 提供Http请求服务**：处理客户端请求并返回响应。 **4.5 HttpProcessor类**：负责处理具体的HTTP请求。 **4.6 request对象**：封装了客户端发送的HTTP请求信息。 **4.7 response对象**：封装了服务器发送的HTTP响应信息。 **4.8 处理request对象** - **4.8.1 解析连接**：识别连接类型（新连接或持久连接）。 - **4.8.2 解析request**：提取请求中的关键信息。 - **4.8.3 解析请求头**：分析请求头部信息。 #### 六、Container **5.1 Container接口**：定义了Tomcat容器的基本行为。 **5.2 流水线（pipeline）任务** - **5.2.1 Pipeline**：定义了一组Valve的执行顺序。 - **5.2.2 Valve接口**：定义了可以插入到Pipeline中的组件。 - **5.2.3 ValveContext接口**：为Valve提供了执行上下文。 - **5.2.4 Contained接口**：定义了可以被包含在Container中的组件。 **5.3 Wrapper应用程序** - **5.5.1 ex05.pyrmont.core.SimpleLoader**：加载Servlet类。 - **5.5.2 ex05.pyrmont.core.SimplePipeline**：定义处理请求的流水线。 - **5.5.3 ex05.pyrmont.core.SimpleWrapper**：实现了Wrapper接口，封装了Servlet。 - **5.5.4 ex05.pyrmont.core.SimpleWrapperValve**：实现了Valve接口，处理特定的请求。 - **5.5.5 ex05.pyrmont.valves.ClientIPLoggerValve**：记录客户端IP地址。 - **5.5.6 ex05.pyrmont.valves.HeaderLoggerValve**：记录HTTP头部信息。 - **5.5.7 ex05.pyrmont.startup.Bootstrap1**：启动Wrapper实例。 **5.6 Context程序实例** - **5.6.1 ex05.pyrmont.core.SimpleContextValve**：处理特定的请求。 - **5.6.2 ex05.pyrmont.core.SimpleContextMapper**：映射请求到特定的Wrapper。 - **5.6.3 ex05.pyrmont.core.SimpleContext**：实现了Context接口，管理Web应用。 - **5.6.4 ex05.pyrmont.startup.Bootstrap2**：启动Context实例。 #### 七、生命周期（Lifecycle） **6.1 概述**：介绍了Tomcat中组件的生命周期管理机制。 **6.2 Lifecycle接口**：定义了组件生命周期的基本行为。 **6.3 LifecycleEvent类**：代表了组件生命周期中的某个事件。 **6.4 LifecycleListener接口**：定义了监听组件生命周期事件的行为。 **6.5 LifecycleSupport类**：提供了对组件生命周期的支持。 通过以上内容的学习，我们不仅了解了Tomcat的基本架构，还深入理解了其核心组件的工作原理。这对于开发者来说是非常宝贵的资源，有助于更好地优化和调试自己的Java Web应用。