Tomcat8-架構原理解析

　　Tomcat是JavaWeb組件架構中一款apache開源的服務器軟件，通過對其的學習，總結並且分享了關於它的知識，下邊是分享ppt內容，希望對想了解tomcat人有幫助。

Tomcat歷史

• 1999年第一個版本（3.x），基於Sun貢獻代碼，實現Servlet2.2和JSP1.1
• 2001年里程碑版本4.0，實現Servlet2.3和JSP1.2規范
• 當前Tomcat存在5個主要版本：
  • 　　6.x:JDK5以上
  • 　　7.x:JDK6以上
  • 　　8.x:JDK7以上
  • 　　8.5x:JDK7以上，發布於9.0之后，用於取代8，實現了部分9特性
  • 　　9.x:JDK8以上

 Tomcat許可

 

1. 以Apache License許可方式發布
2. 免費
3. 修改並發布變更版本的用戶不必公開修改部分源碼
4. 修改tomcat的用戶不必變更捐獻給Apache軟件基金會
5. 所有包含源碼及二進制的重新發布均包含Apache許可
6. 任何重新發布的資料必須經過Apache基金會批准
7. 無Apache基金會許可並派生自Tomcat的源碼產品不能命名為Tomcat,Jakarta,Apache

 Tomcat安裝與啟動　　　

• Windows上安裝
  • 　　.zip
  • 　　.exe
• Linux上安裝
  • 　　apache-tomcat-8.5.6.tar.gz
  • 　　修改$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh修改Tomcat啟動配置：JAVA_OPTS

 

 Tomcat嵌入使用支持

• Tomcat支持嵌入到應用程序，比如：SpringBoot中的tomcat
• 使系統以安裝包形式獨立提供
• 為了滿足PAAS環境下應用研發、交付、管理。
• 綁定一個端口將HTTP導出為服務

 

 Tomcat Debug啟動

• bin>catalina jpda start
• 依賴於JDK提供的JPDA
• 默認調試端口：8000

 

 Tomcat主要目錄結構

 

 Tomcat8.5之后新特性

1. Servlet3.1、JSP2.3、EL3.0、WebSocket1.1、9.0開始支持Servlet4.0
2. Servlet4.0預覽API
3. 默認的HTTP、AJP鏈接器采用NIO,而非BIO
4. 全新的資源實現
5. 鏈接器新增支持JDK7的NIO2
6. 鏈接器新增支持HTTP/2協議
7. 默認采用異步日志處理方式
8. 大量代碼重構

 

 Tomcat總體架構設計

 

 

 Tomcat啟動流程

 

 Tomcat請求處理流程

 

 Tomcat類加載機制

1. 從緩存中加載
2. 如果沒有，從JVM的Bootstrap類加載器加載
3. 如果沒有，則從當前類加載器加載（WEB-INF/classes 、WEB-INF/lib的順序）
4. 如果沒有，則從父類加載器加載，由於父類加載器采用默認的委派模式，所以加載順序為System、Common、Shared
5. 如果啟用Java委派模式(delegate=true)：緩存-Bootstrap-從父類（System、common、shared）-當前類加載器加載

 

 組件Catalina

 

• 包含所有的容器組件
• 通過松耦合方式集成Cotoye
• 包含啟動入口以及Shell
• 使用Apache Digester解析XML配置文件並創建服務器

 

 Catalina依賴關系：

 Coyote組件：

• Tomcat鏈接器名稱
• 外部訪問接口服務
• 建立鏈接，發送請求，並接收響應
• 封裝底層網絡通信協議，為Catalina提供接口，使之與請求協議及I/O方式解耦
• 將Socket輸入轉換為Request交由Catalina處理
• 提供Response對象將Catalina的處理結果寫入輸出流
• 此處的Request與Response與Servlet還未關聯

 

 Coyote與Catalina交互關系：

 Cotoye支持的協議

 

• HTTP/1.1
• AJP
• HTTP/2.0
• 8.5/9之后移除BIO支持
• NIO java類庫實現
• NIO2 JDK7最新的NIO2
• APR(跨平台統一API工具) 采用Apache可移植運行庫實現APR是使用C/C++編寫的本地庫

 Jasper:　　

 

• 從Tomcat4.1開始重新設計了Jasper2
• 運行時編譯
• 預編譯：提供JspC用於支持JSP預編譯
• 轉換為Servlet將頁面內容輸出

 JVM配置項

 

• 例：JAVA_OPTS= “-server -Xms1024m -Xmx2048m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=512m”
• Xms:堆內存的初始大小
• Xmx:堆內存上限
• XX:PermSize:非堆內存初始大小（JDK8中改為：-XX:MetaspaceSize）
• XX:MaxPermSize:非堆內存上限，（JDK8:-XX:MaxMetaspaceSize）
• 涉及：性能、調試、JVM行為、垃圾回收、可按需添加詳見Oracle官網文檔

 

 系統屬性配置

• 通過-Dproperty命令指定系統屬性
• 涉及：屬性替換、集群、EL、Jasper、安全、規范、
• 會話、日志、jar掃描等

 

 服務器配置

• catalina.properties
• server.xml
• context.xml

 

 Web應用配置

 

• SerlverContext初始化參數
• 會話配置
• Cookie
• URL
• SSL
• Servlet聲明及映射
• 生命周期監聽器
• Filter定義及映射（比如：CorsFilter）
• MIME類型映射
• 歡迎頁列表、錯誤頁列表、本地化及編碼映射
• 安全配置
• JNDI配置以及其他配置

 

 Web服務器集成

 

• 靜態資源優化
• 多應用、虛擬機整合
• 負載均衡
• 復合場景
• Apache HTTP Server
• Ngnix(高並發、延遲處理、SSL、靜態內容壓縮緩存、請求限流、HTTP流媒體)

 

其它Tomcat內容

• 集群
  • 　　可伸縮、高可用、高性能
  • 　　使用Apache Tribes通信模塊，
  • 　　會話同步
• 安全
  • 　　server.xml移除不必要組件、修改關鍵配置如shutdown端口
  • 　　應用安全
  • 　　傳輸安全：SSL ,TLS
  • 　　catalina.opolicy
• 性能調優
  • 　　測試與診斷工具
  • 　　配置優化
  • 　　Appache Bench、JMeter
  • 　　Linux:nload、bmon slurm 套接字：iftop iptraf tcptrack pktstat netwatch等

 參考資料：

https://book.douban.com/subject/27034717/

 http://tomcat.apache.org/

 完