【深入揭秘Tomcat服务器底层原理】扒下这只又爱又恨的“Tom猫”

Tomcat是开源的 Java Web 应用服务器，实现了 Java EE 的部分技术规范，比如 Java Servlet、Java Server Page、JSTL、Java WebSocket。Java EE 是 Sun 公 司为企业级应用推出的标准平台，定义了一系列用于企业级开发的技术规范。除了上述的之外，还有 EJB、Java Mail、JPA、JTA、JMS 等，而这些都依赖具体容器的实现。

上图对比了 Java EE 容器的实现情况，Tomcat 和 Jetty 都只提供了 Java Web 容器必需的 Servlet 和 JSP 规范，开发者要想实现其他的功能，需要自己依赖其他开源实现。

Glassfish 是由 sun 公司推出，Java EE 最新规范出来之后，首先会在 Glassfish 上进行实现，所以是研究 Java EE 最新技术的首选。

最常见的情况是使用 Tomcat 作为 Java Web 服务器，使用 Spring 提供的开箱即用的强大功能，并依赖其他开源库来完成负责的业务功能实现。

Servlet容器

Tomcat 组成

如下图所示，主要有 Container 和 Connector 以及相关组件构成。

Server：指的就是整个 Tomcat 服 务器，包含多组服务，负责管理和 启动各个 Service，同时监听 8005 端口发过来的 shutdown 命令，用 于关闭整个容器 ;

Service：Tomcat 封装的、对外提 供完整的、基于组件的 web 服务， 包含 Connectors、Container 两个 核心组件，以及多个功能组件，各 个 Service 之间是独立的，但是共享 同一 JVM 的资源 ;

Connector：Tomcat 与外部世界的连接器，监听固定端口接收外部请求，传递给 Container，并 将 Container 处理的结果返回给外部

Container：Catalina，Servlet 容器，内部有多层容器组成，用于管理 Servlet 生命周期，调用 servlet 相关方法

Loader：封装了 Java ClassLoader，用于 Container 加载类文件;Realm：Tomcat 中为 web 应用程序提供访问认证和角色管理的机制;

JMX：Java SE 中定义技术规范，是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架，通过 JMX 可以远程监控 Tomcat 的运行状态

Jasper：Tomcat 的 Jsp 解析引擎，用于将 Jsp 转换成 Java 文件，并编译成 class 文件。Session：负责管理和创建 session，以及 Session 的持久化(可自定义)，支持 session 的集群。

Pipeline：在容器中充当管道的作用，管道中可以设置各种 valve(阀门)，请求和响应在经由管 道中各个阀门处理，提供了一种灵活可配置的处理请求和响应的机制。

Naming：命名服务，JNDI， Java 命名和目录接口，是一组在 Java 应用中访问命名和目录服务的 API。命名服务将名称和对象联系起来，使得我们可以用名称访问对象，目录服务也是一种命名 服务，对象不但有名称，还有属性。Tomcat 中可以使用 JNDI 定义数据源、配置信息，用于开发 与部署的分离。

Container组成

Engine：Servlet 的顶层容器，包含一 个或多个 Host 子容器;

Host：虚拟主机，负责 web 应用的部 署和 Context 的创建;

Context：Web 应用上下文，包含多个 Wrapper，负责 web 配置的解析、管 理所有的 Web 资源;

Wrapper：最底层的容器，是对 Servlet 的封装，负责 Servlet 实例的创 建、执行和销毁。

生命周期管理

Tomcat 为了方便管理组件和容器的生命周期，定义了从创建、启动、到停止、销毁共 12 种状态。

tomcat 生命周期管理了内部状态变化的规则控制，组件和容器只需实现相应的生命周期方法，即可完成各生命周期内的操作(initInternal、startInternal、stopInternal、 destroyInternal);

比如执行初始化操作时，会判断当前状态是否 New，如果不是则抛出生命周期异常;是的话则设置当前状态为 Initializing，并执行 initInternal 方法，由子类实现，方法执行成功则设置当前状态为 Initialized，执行失败则设置为 Failed 状态;

Tomcat 的生命周期管理引入了事件机制，在组件或容器的生命周期状态发生变化时会通知事件监听器，监听器通过判断事件的类型来进行相应的操作。事件监听器的添加可以在 server.xml 文件中进行配置;

Tomcat 各类容器的配置过程是通过添加 listener 的方式来进行的，从而达到配置逻辑与容器的解耦。如 EngineConfig、HostConfig、ContextConfig。

EngineConfig：主要打印启动和停止日志

HostConfig：主要处理部署应用，解析应用 META-INF/context.xml 并创建应用

Context ContextConfig：主要解析并合并 web.xml，扫描应用的各类 web 资源 (filter、servlet、listener)

Tomcat 的启动过程

（编辑：核心网）

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