Tomcat总体架构

Server

从最基本的功能讲，可以将服务器描述为一个应用，通常情况下最简单的服务器设计如下：

通过start()方法启动服务器，打开socket链接，监听服务器端口，负责再接收到客户端请求的时候进行处理并返回响应。同时提供一个stop()方法来停止服务并释放网络资源。

Connector和Container

请求监听和请求处理放到一起扩展性差，比如想适配多种网络协议但是请求处理却相同的时候。Tomcat独立部署的时，我们选择使用HTTP协议，当和apache进行集群部署的时候，使用AJP协议进行链接。如果Tomcat在两种架构进行切换的时候，应确保web应用不做任何处理，如果从面向对象的方式来解决，如图所示：

一个Server可以包含多个Connector(链接器)和Container(容器)。Connector负责开启Socket并监听客户端请求，返回响应数据；Container负责具体的请求处理。他们分别拥有自己的start()和stop()方法加载和释放资源。

既然Server可以包含多个Connector和Container，又怎么知道来自某个的Connector请求由哪个Container处理？

合理的设计如下：

一个Server包含多个Service（相互独立，只是共享一个JVM系统类库），一个Service负责维护多个Connector和一个Container，这样Connector请求就只能由它所属的Service维护的Container处理。

在Tomcat中，Container是一个通用的概念，为了与Tomcat中的组件命名一致，将Container命名为Engine，用以表示整个Servlet引擎：

以上的设计解决了网络协议和容器的解耦，我们需要在Engine容器中支持管理web应用，收到Connector请求处理时，Engine容器能够找到一个合适的web应用来处理，使用Context来表示一个web应用，一个Engine可以包含多个Context：

假如我们一台主机，承担了多个域名服务，但是我们又希望运行一个服务实例呢，又改怎么办呢？

用Host表示主机的概念，一个Host可以包含多个Context。

在Servlet规范中，在一个web应用中，可以包含多个Servlet实例，在Tomcat中，Servlet定义被称为Wrapper：

容器的含义，有时候指Context，有时候指Engine，代表了一类组件，其作用就是处理接收客户端的请求并且返回响应数据，尽管具体操作可能会委派到子组件，但是从行为定义上，它们是一致的：

容易发现，所有组件都有启动、停止等生命周期方法，针对有生命周期的特性抽象出一个Lifecycle通用接口，定义了生命周期管理的核心方法：

Init():初始化组件。

start():启动组件。

stop():停止组件。

destroy():销毁组件。

Tomcat定义了Pipeline(管道)和Valve(阀)两个接口，前者用于构造责任链，后者代表责任链上的每个处理器。

Tomcat组件的灵活之处在于，每个层级的容器（Engine、Host、Context、Wrapper）均有对应的基础Valve实现，同时维护了一个Pipeline实例，也就是说，可以在任何层级容器上针对请求处理进行扩展。

Connector设计：

要想与Container配合实现一个完成的服务器功能，Connector至少要完成如下几个功能：

1、监听服务端口，读取来自客户端的请求；

2、将请求数据按照指定协议进行解析；

3、根据请求地址匹配正确的容器进行处理；

4、将响应返回客户端；

我们知道Tomcat支持多协议，默认支持HTTP和AJP。同时还支持多种I/O方式，包括BIO、NIO、APR。而且在Tomcat8之后新增了对NIO2和HTTP/2协议的支持。

链接器的设计如下：

ProtocolHandler表示协议处理器，针对不用的协议和I/O方式，提供不同的实现，ProtocolHandler包含一个Endpoint用于启动Socket监听，该接口按照I/O方式进行分类实现；还包含一个Processor用于按照指定协议读取数据，并将请求交由容器处理。

Processor读取客户端请求后，需要按照请求地址映射到具体的容器进行处理，这个过程即为请求映射。由于Tomcat各个组件采用通用的生命周期管理，而且可以通过管理工具进行状态变更，因此请求映射除考虑映射规则的实现外，还要考虑容器组件的注册与销毁。

Tomcat通过Mapper和MapperListener两个类实现上述功能，前者用于维护容器映射信息，同时按照映射规则查找容器。后者实现了在组件状态发生变更时，注册或者取消对应的容器映射信息。

Tomcat通过适配器模式实现了Connector与Mapper、Container的解耦，Tomcat默认的Connector实现（Coyote）对应的适配器为CoyoteAdapter。

Executor

Tomcat并行执行方案，提供了Executor接口来表示一个可以在组件间共享的线程池，同样也实现了Lifecycle接口。

在Tomcat中Executor由Service维护，因此同一个Service中的组件可以共享一个线程池。

如果没有定义审核线程池，相关组件Endpoint会自动创建线程池，此时，线程池不再共享。

添加Executor之后，总体设计如下：

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/13811.html

Tomcat总体架构

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