牛逼！硬核圖解 Tomcat 整體架構(gòu)

時(shí)間：2023-07-12 09:03:02 | 來源：網(wǎng)站運(yùn)營

時(shí)間：2023-07-12 09:03:02 來源：網(wǎng)站運(yùn)營

牛逼！硬核圖解 Tomcat 整體架構(gòu)：

總體架構(gòu)

核心功能：

• 處理 socket 連接，負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流與 Request 和 Response 對象的轉(zhuǎn)化；
• 加載和管理 Servlet，以及具體處理 Request 請求；

Tomcat 支持的 io 模型有 NIO、NIO2、APR，Tomcat 支持的應(yīng)用層協(xié)議有 http1.1 ajp http2.0。

Tomcat 最頂層是 server，一個(gè) server 有多個(gè) service，一個(gè) service 有多個(gè)連接器和一個(gè)容器，連接器和容器之間通過 ServletRequest 和 ServletResponse 通信。

通過組合模式、模板方法、觀察者模式和骨架抽象類，tomcat 定義了基類 LifeCycleBean 實(shí)現(xiàn) LifeCycle 接口，把公共的邏輯，生命周期狀態(tài)轉(zhuǎn)變和維護(hù)、生命事件的觸發(fā)和監(jiān)聽器的添加刪除，子類負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)自己的 init、stop 和 start 等方法。

• tomcat 自定義了監(jiān)聽器；
• @WebListener 注解，定義自己的監(jiān)聽器；

StandardServer、StandardService 等是 Server 和 Service 組件的具體實(shí)現(xiàn)類，它們都繼承了 LifecycleBase。

StandardEngine、StandardHost、StandardContext 和 StandardWrapper 是相應(yīng)容器組件的具體實(shí)現(xiàn)類，因?yàn)樗鼈兌际侨萜?，所以繼承了 ContainerBase 抽象基類，而 ContainerBase 實(shí)現(xiàn)了 Container 接口，也繼承了 LifecycleBase 類，它們的生命周期管理接口和功能接口是分開的。

連接器 Connector

連接器進(jìn)一步細(xì)化：

• 監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)端口；
• 接受網(wǎng)絡(luò)請求；
• 讀取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流；
• 根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議解析字節(jié)流，生成統(tǒng)一的 tomcat request 和 tomcat response 對象；
• 將 tomcat request 對象轉(zhuǎn)成 servletRequest；
• 調(diào)用 servlet 容器，得到 servletResponse；
• 將 servletResponse 轉(zhuǎn)成 tomcat response；
• 將 tomcat response 轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流；
• 將響應(yīng)字節(jié)流寫回給瀏覽器；

按照高內(nèi)聚的功能劃分：

• 網(wǎng)絡(luò)通信；
• 應(yīng)用層協(xié)議解析；
• tomcat request/response 與 servlet request/response 的轉(zhuǎn)換；

組件通過接口交互，好處是封裝變化。Endpoint 負(fù)責(zé)提供字節(jié)流給 Processor，Processor 負(fù)責(zé)提供 tomcat request 對象給 Adapter，Adapter負(fù)責(zé)提供 Servlet Request 給容器。

其中 Endpoint 和 Processor 抽象組裝在一起形成了 ProtocolHandler 組件。

ProtocolHandler

Endpoint

接口，抽象實(shí)現(xiàn)類是 AbstractEndpoint，具體子類在 NioEndpoint 和 Nio2Endpoint，其中兩個(gè)重要組件：Acceptor 和 SocketProcessor。

Acceptor 用于監(jiān)聽 Socket 連接請求，SocketProcessor 用于處理收到的 Socket 請求，提交到線程池 Executor 處理。

Processor

接收 Endpoint 的 socket，讀取字節(jié)流解析成 tomcat request 和 response，通過 adapter 將其提交到容器處理。Processor 的具體實(shí)現(xiàn)類 AjpProcessor、Http11Processor 實(shí)現(xiàn)了特定協(xié)議的解析方法和請求處理方式。

Endpoint 接收到 socket 連接后，生成一個(gè) socketProcessor 交給線程池處理，run 方法會調(diào)用 Processor 解析應(yīng)用層協(xié)議，生成 tomcat request 后，調(diào)用 adapter 的 service 方法。

Adapter

ProtocolHandler 接口負(fù)責(zé)解析請求生成 tomcat requst，CoyoteAdapter 的 service 方法，將 Tomcat Request 對象，轉(zhuǎn)成 ServletRequest，再調(diào)用 service 方法。

容器 Container

容器的層次結(jié)構(gòu)

父子關(guān)系的 Engine、Host、Context、Wrapper 和 Servlet。Context 表示 web 應(yīng)用程序、wrapper 表示 servlet、context 有多個(gè) wrapper，host 也有多個(gè) context。

Host 代表的是一個(gè)虛擬主機(jī)，或者說一個(gè)站點(diǎn)，可以給 Tomcat 配置多個(gè)虛擬主機(jī)地址，而一個(gè)虛擬主機(jī)下可以部署多個(gè) Web 應(yīng)用程序；Engine 表示引擎，用來管理多個(gè)虛擬站點(diǎn)，一個(gè) Service 最多只能有一個(gè) Engine。

容器通過 Pipeline-Valve 責(zé)任鏈，對請求一次處理，invoke 處理方法，每個(gè)容器都有一個(gè) Pipeline，觸發(fā)第一個(gè) Valve，這個(gè)容器的 valve 都會被調(diào)到，不同容器之間通過 Pipeline 的 getBasic 方法，負(fù)責(zé)調(diào)用下層容器的第一個(gè) Valve。

整個(gè)調(diào)用連由連接器中的 adapter 觸發(fā)，調(diào)用 engine 中的第一個(gè) Valve。

// Calling the containerconnector.getService().getContainer().getPipeline().getFirst().invoke(request, response);wrapper 容器的最后一個(gè) valve 創(chuàng)建一個(gè) filter 鏈，并調(diào)用 doFilter 方法，最終會調(diào)用到 servlet 的 service 方法。

final class StandardWrapperValve extends ValveBase { @Override public final void invoke(Request request, Response response) throws IOException, ServletException { // ... ApplicationFilterChain filterChain = ApplicationFilterFactory.createFilterChain(request, wrapper, servlet); // Call the filter chain for this request // NOTE: This also calls the servlet's service() method Container container = this.container; try { if ((servlet != null) && (filterChain != null)) { // Swallow output if needed if (context.getSwallowOutput()) { try { SystemLogHandler.startCapture(); if (request.isAsyncDispatching()) { request.getAsyncContextInternal().doInternalDispatch(); } else { // dofilter filterChain.doFilter(request.getRequest(), response.getResponse()); } } finally { String log = SystemLogHandler.stopCapture(); if (log != null && log.length() > 0) { context.getLogger().info(log); } } } else { if (request.isAsyncDispatching()) { request.getAsyncContextInternal().doInternalDispatch(); } else { // dofilter filterChain.doFilter (request.getRequest(), response.getResponse()); } } } } catch() { // ... } }}ServletContext 是 tomcat 中的一個(gè)成員變量，spring 中的 ApplicationContext 是 servlet 規(guī)范中的 ServletContext 屬性。

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原作者：rhspher
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原出處：碼農(nóng)code之路
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