Tomcat处理HTTP请求原理

一.Tomcat是什么？

Tomcat是一个Web应用服务器，同时也是一个Servlet/JSP容器。Tomcat做为Servlet容器，负责处理客户端请求，把请求传送给Servlet，并将Servlet的响应返回给客户端。

二.Tomcat的体系结构

Tomcat是一个基于组件的服务器，它的构成组件都是可配置的。其各个组件都在Tomcat安装目录下的../conf/server.xml文件中配置。

server.xml文件源代码以下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!--顶层类元素，能够包含多个Service-->
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">  
  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />
  <GlobalNamingResources>
    <Resource name="UserDatabase" auth="Container"
              type="org.apache.catalina.UserDatabase"
              description="User database that can be updated and saved"
              factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"
              pathname="conf/tomcat-users.xml" />
  </GlobalNamingResources>
  <!--顶层类元素，可包含一个Engine（container），多个connector-->
  <Service name="Catalina">
  <!--链接器类元素，表明通讯接口-->
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
    <!--容器类元素，为特定的service组件处理客户请求-->
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
        <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
               resourceName="UserDatabase"/>
        </Realm>
        <!--容器类元素，为特定的虚拟主机组件处理客户请求-->
      <Host name="localhost"  appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
</Server>

由上面的源码中可得出Tomcat的体系结构以下：

由上图能够看出Tomcat的心脏是两个核心组件：Connector和Container。其中一个Container能够选择多个Connector。下面就对这两个组件进行详细讲解。

三.Tomcat的两个核心组件：Connector和Container

1.Connector组件

一个Connector组件将在某个指定的端口上侦听客户请求，接收浏览器发过来的tcp链接请求，建立一个Request和一个Response对象分别用于和其你去端交换数据，而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Engine，从Engine中得到响应并返回给客户端。 Tomcat有两个经典的Connector，一个直接侦听来自浏览器的HTTP请求，另一个侦听来自其余的WebServer的请求。Cotote HTTP/1.1 Connector在端口8080处侦听来自客户浏览器的HTTP请求，Coyote JK2 Connector在端口8009处侦听其余WebServer的Servlet/JSP请求。 Connector 最重要的功能就是接收链接请求而后分配线程让 Container来处理这个请求，因此这必然是多线程的，多线程的处理是 Connector 设计的核心。

2.Container组件

Container组件的体系结构以下：

Container

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。一般一个Servlet class对应一个Wrapper，若是有多个Servlet则定义多个Wrapper，若是有多个Wrapper就要定义一个更高的Container，如Context。 Context定义在父容器 Host 中，其中Host 不是必须的，可是要运行 war 程序，就必需要 Host，由于 war 中必有 web.xml 文件，这个文件的解析就须要 Host 了，若是要有多个 Host 就要定义一个 top 容器 Engine 了。而 Engine 没有父容器了，一个 Engine 表明一个完整的 Servlet 引擎。

Engine

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

Host 是 Engine 的字容器，一个 Host 在 Engine 中表明一个虚拟主机，这个虚拟主机的做用就是运行多个应用，它负责安装和展开这些应用，而且标识这个应用以便可以区分它们。它的子容器一般是 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

Context 表明 Servlet 的 Context，它具有了 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 能够没有 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 之前是经过一个 Mapper 类来管理的，Tomcat5 之后这个功能被移到了 request 中，在前面的时序图中就能够发现获取子容器都是经过 request 来分配的

Wrapper

Wrapper 表明一个 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，因此调用它的 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 的各类信息打交道。

说明：除了上述组件外，Tomcat中还有其余重要的组件，如安全组件security、logger日志组件、session、mbeans、naming等其余组件。这些组件共同为Connector和Container提供必要的服务。

四.Tomcat 处理一个HTTP请求的过程

Tomcat Server处理一个HTTP请求的过程以下图所示：

1.用户在浏览器中输入网址localhost:8080/test/index.jsp，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的Coyote HTTP/1.1 Connector得到；

2.Connector把该请求交给它所在的Service的Engine（Container）来处理，并等待Engine的回应；

3.Engine得到请求localhost/test/index.jsp，匹配全部的虚拟主机Host；

4.Engine匹配到名为localhost的Host（即便匹配不到也把请求交给该Host处理，由于该Host被定义为该Engine的默认主机），名为localhost的Host得到请求/test/index.jsp，匹配它所拥有的全部Context。Host匹配到路径为/test的Context（若是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得到请求/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，做为参数调用JspServlet的doGet()或doPost(),执行业务逻辑、数据存储等；

7.Context把执行完以后的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。

参考文章（http://blog.csdn.net/sky_100/article/details/77541968）。