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Tomcat体系结构图



图1



图2

Server(服务器)是Tomcat构成的顶级构成元素，所有一切均包含在Server中，Server的实现类StandardServer可以包含一个到多个Services;

次顶级元素Service的实现类为StandardService调用了容器(Container)接口，其实是调用了Servlet Engine(引擎)，而且StandardService类中也指明了该Service归属的Server；

接下来次级的构成元素就是容器(Container)，主机(Host)、上下文(Context)和引擎(Engine)均继承自Container接口，所以它们都是容器。但是，它们是有父子关系的，在主机(Host)、上下文(Context)和引擎(Engine)这三类容器中，引擎是顶级容器，直接包含是主机容器，而主机容器又包含上下文容器，所以引擎、主机和上下文从大小上来说又构成父子关系，虽然它们都继承自Container接口。

连接器(Connector)将Service和Container连接起来，首先它需要注册到一个Service，它的作用就是把来自客户端的请求转发到Container(容器)，这就是它为什么称作连接器的原因。

故我们从功能的角度将Tomcat源代码分成5个子模块，它们分别是：
1. Jsper子模块：这个子模块负责jsp页面的解析、jsp属性的验证，同时也负责将jsp页面动态转换为java代码并编译成class文件。在Tomcat源代码中，凡是属于org.apache.jasper包及其子包中的源代码都属于这个子模块；
2. Servlet和Jsp规范的实现模块：这个子模块的源代码属于javax.servlet包及其子包，如我们非常熟悉的javax.servlet.Servlet接口、javax.servet.http.HttpServlet类及javax.servlet.jsp.HttpJspPage就位于这个子模块中；
3. Catalina子模块：这个子模块包含了所有以org.apache.catalina开头的java源代码。该子模块的任务是规范了Tomcat的总体架构，定义了Server、Service、Host、Connector、Context、Session及Cluster等关键组件及这些组件的实现，这个子模块大量运用了Composite设计模式。同时也规范了Catalina的启动及停止等事件的执行流程。从代码阅读的角度看，这个子模块应该是我们阅读和学习的重点。
4. Connectors子模块：如果说上面三个子模块实现了Tomcat应用服务器的话，那么这个子模块就是Web服务器的实现。所谓连接器(Connector)就是一个连接客户和应用服务器的桥梁，它接收用户的请求，并把用户请求包装成标准的Http请求(包含协议名称，请求头Head，请求方法是Get还是Post等等)。同时，这个子模块还按照标准的Http协议，负责给客户端发送响应页面，比如在请求页面未发现时，connector就会给客户端浏览器发送标准的Http 404错误响应页面。
Resource子模块：这个子模块包含一些资源文件，如Server.xml及Web.xml配置文件。严格说来，这个子模块不包含java源代码，但是它还是Tomcat编译运行所必需的。
Tomcat的基本框架， 分为4个层次。

Top Level Elements:

Server

Service

Connector

HTTP

AJP

Container

Engine

Host

Context

Component

manager

logger

loader

pipeline

valve

...

站在框架的顶层的是Server和Service

Server: 其实就是BackGroud程序， 在Tomcat里面的Server的用处是启动和监听服务端事件（诸如重启、关闭等命令。 在tomcat的标准配置文件：server.xml里面， 我们可以看到“<Server port="8005" shutdown= "SHUTDOWN" debug="0">”这里的"SHUTDOWN"就是server在监听服务端事件的时候所使用的命令字）

Service： 在tomcat里面， service是指一类问题的解决方案。 通常我们会默认使用tomcat提供的：Tomcat- Standalone 模式的service。 在这种方式下的service既给我们提供解析jsp和servlet的服务， 同时也提供给我们解析静态文本的服务。

Connector: Tomcat都是在容器里面处理问题的， 而容器又到哪里去取得输入信息呢？

Connector就是专干这个的。 他会把从socket传递过来的数据， 封装成Request, 传递给容器来处理。

通常我们会用到两种Connector,一种叫http connectoer， 用来传递http需求的。 另一种叫AJP， 在我们整合 apache与tomcat工作的时候， apache与tomcat之间就是通过这个协议来互动的。 （说到apache与tomcat的整合工作， 通常我们的目的是为了让apache 获取静态资源， 而让tomcat来解析动态的jsp或者servlet。）

Container: 当http connector把需求传递给顶级的container: Engin的时候， 我们的视线就应该移动到Container这个层面来了。

在Container这个层， 我们包含了3种容器： Engin, Host, Context.

Engin: 收到service传递过来的需求， 处理后， 将结果返回给service( service 是通过 connector 这个媒介来和Engin互动的 ).

Host: Engin收到service传递过来的需求后，不会自己处理， 而是交给合适的Host来处理。

Host在这里就是虚拟主机的意思， 通常我们都只会使用一个主机，既“localhost”本地机来处理。

Context: Host接到了从Host传过来的需求后， 也不会自己处理， 而是交给合适的Context来处理。

比如： <http://127.0.0.1:8080/foo/index.jsp>

<http://127.0.1:8080/bar/index.jsp>

前者交给foo这个Context来处理， 后者交给bar这个Context来处理。

很明显吧！ context的意思其实就是一个web app的意思。

我们通常都会在server.xml里面做这样的配置

<Context path="/foo" docBase="D:/project/foo/web" />

这个context容器，就是用来干我们该干的事儿的地方的。

Compenent: 接下来， 我们继续讲讲component是干什么用的。

我们得先理解一下容器和组件的关系。

需求被传递到了容器里面， 在合适的时候， 会传递给下一个容器处理。

而容器里面又盛装着各种各样的组件， 我们可以理解为提供各种各样的增值服务。

manager: 当一个容器里面装了manager组件后，这个容器就支持session管理了， 事实上在tomcat里面的session管理， 就是靠的在context里面装的manager component.

logger: 当一个容器里面装了logger组件后， 这个容器里所发生的事情， 就被该组件记录下来啦！ 我们通常会在logs/ 这个目录下看见 catalina_log.time.txt 以及 localhost.time.txt 和 localhost_examples_log.time.txt。 这就是因为我们分别为：engin, host以及context (examples)这三个容器安装了logger组件， 这也是默认安装， 又叫做标配 ：）

loader: loader这个组件通常只会给我们的context容器使用， loader是用来启动context以及管理这个context的classloader用的。

pipline: pipeline是这样一个东西， 当一个容器决定了要把从上级传递过来的需求交给子容器的时候， 他就把这个需求放进容器的管道(pipeline)里面去。 而需求傻呼呼得在管道里面流动的时候， 就会被管道里面的各个阀门拦截下来。 比如管道里面放了两个阀门。 第一个阀门叫做“access_allow_vavle”， 也就是说需求流过来的时候，它会看这个需求是哪个IP过来的， 如果这个IP已经在黑名单里面了， sure, 杀！ 第二个阀门叫做“defaul_access_valve”它会做例行的检查， 如果通过的话，OK， 把需求传递给当前容器的子容器。 就是通过这种方式， 需求就在各个容器里面传递，流动， 最后抵达目的地的了。

valve: 就是上面所说的阀门啦。

Tomcat里面大概就是这么些东西， 我们可以简单地这么理解tomcat的框架，它是一种自上而下， 容器里又包含子容器的这样一种结构。

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