• 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 server 有多個 service，一個 service 有多個連接器和一個容器，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 實現(xiàn) LifeCycle 接口，把公共的邏輯，生命周期狀態(tài)轉(zhuǎn)變和維護、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)容器組件的具體實現(xiàn)類，因為它們都是容器，所以繼承了 ContainerBase 抽象基類，而 ContainerBase 實現(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

• 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；

• 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，抽象實現(xiàn)類是 AbstractEndpoint，具體子類在 NioEndpoint 和 Nio2Endpoint，其中兩個重要組件：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 的具體實現(xiàn)類 AjpProcessor、Http11Processor 實現(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 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 wrapper，host 也有多個 context。

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

容器通過 Pipeline-Valve 責(zé)任鏈，對請求一次處理，invoke 處理方法，每個容器都有一個 Pipeline，觸發(fā)第一個 Valve，這個容器的 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 Valve。

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

1//?Calling?the?container
2connector.getService().getContainer().getPipeline().getFirst().invoke(request,?response);

wrapper 容器的最后一個 valve 創(chuàng)建一個 filter 鏈，并調(diào)用 doFilter 方法，最終會調(diào)用到 servlet 的 service 方法。

 1final?class?StandardWrapperValve
 2????extends?ValveBase?{
 3
 4???@Override
 5??????public?final?void?invoke(Request?request,?Response?response)
 6??????????throws?IOException,?ServletException?{
 7??????????//?...
 8
 9??????????ApplicationFilterChain?filterChain?=
10????????????????ApplicationFilterFactory.createFilterChain(request,?wrapper,?servlet);
11
12????????//?Call?the?filter?chain?for?this?request
13????????//?NOTE:?This?also?calls?the?servlet's?service()?method
14????????Container?container?=?this.container;
15????????try?{
16????????????if?((servlet?!=?null)?&&?(filterChain?!=?null))?{
17????????????????//?Swallow?output?if?needed
18????????????????if?(context.getSwallowOutput())?{
19????????????????????try?{
20????????????????????????SystemLogHandler.startCapture();
21????????????????????????if?(request.isAsyncDispatching())?{
22????????????????????????????request.getAsyncContextInternal().doInternalDispatch();
23????????????????????????}?else?{
24
25????????????????????????//?dofilter
26????????????????????????????filterChain.doFilter(request.getRequest(),
27????????????????????????????????????response.getResponse());
28????????????????????????}
29????????????????????}?finally?{
30????????????????????????String?log?=?SystemLogHandler.stopCapture();
31????????????????????????if?(log?!=?null?&&?log.length()?>?0)?{
32????????????????????????????context.getLogger().info(log);
33????????????????????????}
34????????????????????}
35????????????????}?else?{
36????????????????????if?(request.isAsyncDispatching())?{
37????????????????????????request.getAsyncContextInternal().doInternalDispatch();
38????????????????????}?else?{
39????????????????????????//?dofilter
40????????????????????????filterChain.doFilter
41????????????????????????????(request.getRequest(),?response.getResponse());
42????????????????????}
43????????????????}
44
45????????????}
46????????}?catch()?{
47????????//?...
48????????}
49????}
50}

ServletContext 是 tomcat 中的一個成員變量，spring 中的 ApplicationContext 是 servlet 規(guī)范中的 ServletContext 屬性。

作者：rhsphere

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