一，Tomcat介绍
1，Tomcat官网：https://tomcat.apache.org
The Apache Tomcat® software is an open source implementation of the Java Servlet, JavaServer Pages, Java Expression Language and Java WebSocket technologies.
Tomcat可以称为Web容器或Servlet容器。
2，怎么让Tomcat具有Servlet容器的功能呢？
tomcat的lib包中有servlet-api.jar包，对servlet规范进行了了实现。进而封装一个个的Servlet，实现方式如下：
public interface Servlet {
void init(ServletConfig config) throws ServletException;
ServletConfig getServletConfig();
void service(ServletRequest req, ServletResponse res）throws ServletException, IOException;
String getServletInfo(); void destroy();
}
自定义servlet举例：
class LoginServlet extends HttpServlet{
doGet(request,response){};
doPost(request,response){};
}
web.xml中的配置
<servlet>
<servlet-name>LoginServlet</servlet-name>
<servlet-class>com.xxx.web.servlet.LoginServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>LoginServlet</servlet-name>
<url-pattern>/login</url-pattern>
</servlet-mapping>
3，Tomcat的代码原理：
class MyTomcat{
List list=new ArrayList();
//监听端口
ServerSocket server=new ServerSocket(8080);
//接收请求
Socket socket=server.accept();
// 把请求和响应都封装在业务代码中的servlet
// 只要把业务代码中一个个servlets添加到tomcat中即可
list.add(servlets);
}
二，Tomcat源码
1，源码下载：https://archive.apache.org/dist/tomcat/tomcat-8/v8.0.11/src/
2，产品目录文件含义
- bin：主要用来存放命令，.bat是windows下，.sh是Linux下
- conf：用来存放tomcat的一些配置文件
- lib：存放tomcat依赖的一些jar包
- log：存放tomcat在运行时产生的日志文件
- temp：存放运行时产生的临时文件
- webapps：存放应用程序
- work：存放tomcat运行时编译后的文件，比如JSP编译后的文件
3，源码导入与调试
(1) 根据上面的链接下载对应的tomcat源码
(2) 创建pom.xml文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>org.apache.tomcat</groupId>
<artifactId>Tomcat8.0</artifactId>
<name>Tomcat8.0</name>
<version>8.0</version>
<build>
<finalName>Tomcat8.0</finalName>
<sourceDirectory>java</sourceDirectory>
<testSourceDirectory>test</testSourceDirectory>
<resources>
<resource>
<directory>java</directory>
</resource>
</resources>
<testResources>
<testResource>
<directory>test</directory>
</testResource>
</testResources>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<version>2.3</version>
<configuration>
<encoding>UTF-8</encoding>
<source>1.8</source>
<target>1.8</target>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.12</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.easymock</groupId>
<artifactId>easymock</artifactId>
<version>3.4</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>ant</groupId>
<artifactId>ant</artifactId>
<version>1.7.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>wsdl4j</groupId>
<artifactId>wsdl4j</artifactId>
<version>1.6.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>javax.xml</groupId>
<artifactId>jaxrpc</artifactId>
<version>1.1</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.eclipse.jdt.core.compiler</groupId>
<artifactId>ecj</artifactId>
<version>4.5.1</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
(3) 将源码导入到idea中
(4) 创建application，并填写name， Main class，VM options信息：
(5) 在当前源码目录创建apache-tomcat-8.0.11文件夹，并将一些文件拷贝到该目录下，如bin、conf、lib、logs、temp、webapps、work
(6) 启动，发现报错，找不到CookieFileter，直接删除
(7) 打开浏览器访问：localhost:8080
4，web端口监听验证
org.apache.catalina.connector.Connector#initInternal()--- org.apache.coyote.ProtocolHandler#init---org.apache.coyote.AbstractProtocol#init---org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint#init
--- org.apache.tomcat.util.net.JIoEndpoint#bind
--- org.apache.tomcat.util.net.DefaultServerSocketFactory#createSocket(int)
@Override
public ServerSocket createSocket (int port, int backlog)
throws IOException {
//Java IO | Socket
return new ServerSocket (port, backlog);
}
5，servlets容器验证
Context标签就是代表一个web项目。http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/architecture/overview.html
A Context represents a web application.
所以web项目的加载是从Context开始的。
org.apache.catalina.core.StandardContext#loadOnStartup
读取配置：org.apache.catalina.startup.ContextConfig#configureContext
for (ServletDef servlet : webxml.getServlets().values()) {
Wrapper wrapper = context.createWrapper();
// Description is ignored
// Display name is ignored
// Icons are ignored
if (servlet.getLoadOnStartup() != null) {
wrapper.setLoadOnStartup(servlet.getLoadOnStartup().intValue());
}
.....
context.addChild(wrapper);
}
读取web.xml:
org.apache.catalina.startup.ContextConfig#createWebXml
private static final StringManager sm =
StringManager.getManager(Constants.PACKAGE_NAME);
public class Constants {
public static final String PACKAGE_NAME =
Constants.class.getPackage().getName();
public static final String WEB_XML_LOCATION = "/WEB-INF/web.xml";
}
三，Tomcat架构分析
1，tomcat核心架构图：
架构图----源码----server.xml 一一对应的关系：
http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/architecture/overview.html
- Server：代表整个容器
- Service：是一个中间的桥梁，用于连接server和一个或多个Connector。
- Connector：处理和客户端交互的请求。
- Executor：代表一个线程池
- Engine：作为pipeline，管理多个虚拟主机
- Host：代表一个域名，可以支持多个虚拟主机。
- Cluster：用于管理集群
- Manager：用于管理session。
Tomcat两个核心组件：
对外：Connector
对内：Containner，源码中的关系：Container--Engine--Host--Context--Wrapper
SpringBoot内置的tomcat：
也有Connector，去掉了JIO的绑定。内置tomcat的源码和tomcat的架构基本一致。
2，Connector：
<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
<Connector port="8481" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
(1)，EndPoint：监听通信端口，是对传输层的抽象，用来实现TCP/IP协议的。
对应的抽象类为AbstractEndPoint，有很多实现类，如NioEndPoint，JIoEndPoint。在其中有2个组件，一个是Acceptor，另一个是SocketProcessor。
Acceptor用来监听Socket连接请求，SocketProcessor用来处理接收到的Socket请求。
- BIO/JIO：同步阻塞的IO，针对并发量较大的时候，效率很低，一个连接一个线程
- NIO：同步非阻塞IO，并发量比较大的时候，比较占优势，单独一个线程，处理并发
- Apr：与本地方法库进行交互
Tomcat8默认使用NIO的方式，Tomcat默认使用BIO的方式。
org.apache.catalina.connector.Connector#setProtocol
public void setProtocol(String protocol) {
if ("HTTP/1.1".equals(protocol)) {
setProtocolHandlerClassName ("org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol");
} else if ("AJP/1.3".equals(protocol)) {
setProtocolHandlerClassName("org.apache.coyote.ajp.AjpNioProtocol");
} else if (protocol != null) {
setProtocolHandlerClassName(protocol);
}
}
(2)，Processor：Processor是用于实现HTTP协议的，也就是说Processor是针对应用层协议的抽象。Processor接受来自EndPoint的Socket，然后解析成Tomcat Request和Tomcat Response对象，最后通过Adapter提交给容器。
对应的抽象类为AbstractProcessor，有很多实现类，比如AjpProcessor、Http11Processor等。
(3)，Adapter：ProtocolHandeler接口负责解析请求并生成Tomcat Request类。需要把这个Requert对象转换成ServletRequest。 Tomcat引入CoyoteAdapert，这是适配器模式的应用，连接器调用CoyoteAdapter的service方法，传入的是Tomcat Request对象，CoyoteAdapert负责将Tomcat Request转成ServletRequest，再调用容器的service方法。
3，request请求
UML图：http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/architecture/requestProcess/request-process.png
四，Tomcat启动流程
1，BootStrap：
BootStrap是Tomcat的入口类：org.apache.catalina.startup.Bootstrap#main
//bootstrap.inin()
initClassLoaders(); //初始化自定义的类加载器
Thread.currentThread().setContextClassLoader(catalinaLoader); //启动线程
SecurityClassLoad.securityClassLoad(catalinaLoader); //安全相关
//初始化组件，并进行协同工作
daemon.load(args);
daemon.start();
2，Catalina：
解析server.xml文件
创建server组件，并且调用其init和start方法
3，Lifecycle：
用于管理各组件的生命周期，包含init、start、stop、destroy方法
LifecycleBase实现了Lifecycle，利用的是模板设计模式
4，Server：
管理Service组件，并用调用其init和start方法
5，Service：
管理连接器和Engine
启动全流程：http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/architecture/startup.html
启动流程的UML：http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/architecture/startup/serverStartup.pdf
