Tomcat模型结构
一、请求过程
Tomca的两大组件:Connecter和Container
Connecter组件
1、Connecter将在某个指定的端口上侦听客户请求,接收浏览器的发过来的 tcp 连接请求,创建一个 Request 和 Response 对象分别用于和请求端交换数据,然后会产生一个线程来处理这个请求并把产生的 Request 和 Response 对象传给处理Engine(Container中的一部分),从Engine出获得响应并返回客户。
Tomcat中有两个经典的Connector,一个直接侦听来自Browser的HTTP请求,另外一个来自其他的WebServer请求。Cotote HTTP/1.1 Connector在端口8080处侦听来自客户Browser的HTTP请求,Coyote JK2 Connector在端口8009处侦听其他Web Server的Servlet/JSP请求。
Connector 最重要的功能就是接收连接请求然后分配线程让 Container 来处理这个请求,所以这必然是多线程的,多线程的处理是 Connector 设计的核心。
Container组件
2、Container是容器的父接口,该容器的设计用的是典型的责任链的设计模式,它由四个自容器组件构成,分别是Engine、Host、Context、Wrapper。这四个组件是负责关系,存在包含关系。通常一个Servlet class对应一个Wrapper,如果有多个Servlet定义多个Wrapper,如果有多个Wrapper就要定义一个更高的Container,如Context。
Context 还可以定义在父容器 Host 中,Host 不是必须的,但是要运行 war 程序,就必须要 Host,因为 war 中必有 web.xml 文件,这个文件的解析就需要 Host 了,如果要有多个 Host 就要定义一个 top 容器 Engine 了。而 Engine 没有父容器了,一个 Engine 代表一个完整的 Servlet 引擎。
及其他容器:
- Engine 容器
Engine 容器比较简单,它只定义了一些基本的关联关系 - Host 容器
Host 是 Engine 的字容器,一个 Host 在 Engine 中代表一个虚拟主机,这个虚拟主机的作用就是运行多个应用,它负责安装和展开这些应用,并且标识这个应用以便能够区分它们。它的子容器通常是 Context,它除了关联子容器外,还有就是保存一个主机应该有的信息。 - Context 容器
Context 代表 Servlet 的 Context,它具备了 Servlet 运行的基本环境,理论上只要有 Context 就能运行 Servlet 了。简单的 Tomcat 可以没有 Engine 和 Host。Context 最重要的功能就是管理它里面的 Servlet 实例,Servlet 实例在 Context 中是以 Wrapper 出现的,还有一点就是 Context 如何才能找到正确的 Servlet 来执行它呢? Tomcat5 以前是通过一个 Mapper 类来管理的,Tomcat5 以后这个功能被移到了 request 中,在前面的时序图中就可以发现获取子容器都是通过 request 来分配的。 - Wrapper 容器
Wrapper 代表一个 Servlet,它负责管理一个 Servlet,包括的 Servlet 的装载、初始化、执行以及资源回收。Wrapper 是最底层的容器,它没有子容器了,所以调用它的 addChild 将会报错。
Wrapper 的实现类是 StandardWrapper,StandardWrapper 还实现了拥有一个 Servlet 初始化信息的 ServletConfig,由此看出 StandardWrapper 将直接和 Servlet 的各种信息打交道。
Tomcat Server处理一个HTTP请求的过程
1、用户点击网页内容,请求被发送到本机端口8080,被在那里监听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得。
2、Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理,并等待Engine的回应。
3、Engine获得请求localhost/test/index.jsp,匹配所有的虚拟主机Host。
4、Engine匹配到名为localhost的Host(即使匹配不到也把请求交给该Host处理,因为该Host被定义为该Engine的默认主机),名为localhost的Host获得请求/test/index.jsp,匹配它所拥有的所有的Context。Host匹配到路径为/test的Context(如果匹配不到就把该请求交给路径名为“ ”的Context去处理)。
5、path=“/test”的Context获得请求/index.jsp,在它的mapping table中寻找出对应的Servlet。Context匹配到URL PATTERN为*.jsp的Servlet,对应于JspServlet类。
6、构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象,作为参数调用JspServlet的doGet()或doPost().执行业务逻辑、数据存储等程序。
7、Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host。
8、Host把HttpServletResponse对象返回给Engine。
9、Engine把HttpServletResponse对象返回Connector。
10、Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser。
二、类加载器流程
在tomcat中类的加载稍有不同,如下图:
当tomcat启动时,会创建几种类加载器:
1 Bootstrap 引导类加载器
加载JVM启动所需的类,以及标准扩展类(位于jre/lib/ext下)
2 System 系统类加载器
加载tomcat启动的类,比如bootstrap.jar,通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位于CATALINA_HOME/bin下。
3 Common 通用类加载器
加载tomcat使用以及应用通用的一些类,位于CATALINA_HOME/lib下,比如servlet-api.jar
4 webapp 应用类加载器
每个应用在部署后,都会创建一个唯一的类加载器。该类加载器会加载位于 WEB-INF/lib下的jar文件中的class 和 WEB-INF/classes下的class文件。
当应用需要到某个类时,则会按照下面的顺序进行类加载:
1 使用bootstrap引导类加载器加载
2 使用system系统类加载器加载
3 使用应用类加载器在WEB-INF/classes中加载
4 使用应用类加载器在WEB-INF/lib中加载
5 使用common类加载器在CATALINA_HOME/lib中加载
问题扩展
通过对上面tomcat类加载机制的理解,就不难明白 为什么java文件放在Eclipse中的src文件夹下会优先jar包中的class?
这是因为Eclipse中的src文件夹中的文件java以及webContent中的JSP都会在tomcat启动时,被编译成class文件放在 WEB-INF/class 中。
而Eclipse外部引用的jar包,则相当于放在 WEB-INF/lib 中。
因此肯定是 java文件或者JSP文件编译出的class优先加载。
通过这样,我们就可以简单的把java文件放置在src文件夹中,通过对该java文件的修改以及调试,便于学习拥有源码java文件、却没有打包成xxx-source的jar包。
另外呢,开发者也会因为粗心而犯下面的错误。
在 CATALINA_HOME/lib 以及 WEB-INF/lib 中放置了 不同版本的jar包,此时就会导致某些情况下报加载不到类的错误。
还有如果多个应用使用同一jar包文件,当放置了多份,就可能导致 多个应用间 出现类加载不到的错误。
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