Tomcat处理HTTP请求源码分析

Tomcat架构

Server(服务器)是Tomcat构成的顶级构成元素,所有一切均包含在Server中,Server的实现类StandardServer可以包含一个到多个Services;

次顶级元素Service的实现类为StandardService调用了容器(Container)接口,其实是调用了ServletEngine(引擎),而且StandardService类中也指明了该Service归属的Server;

接下来次级的构成元素就是容器(Container),主机(Host)、上下文(Context)和引擎(Engine)均继承自Container接口,所以它们都是容器。但是,它们是有父子关系的,在主机(Host)、上下文(Context)和引擎(Engine)这三类容器中,引擎是顶级容器,直接包含是主机容器,而主机容器又包含上下文容器,所以引擎、主机和上下文从大小上来说又构成父子关系,虽然它们都继承自Container接口。

连接器(Connector)将Service和Container连接起来,首先它需要注册到一个Service,它的作用就是把来自客户端的请求转发到Container(容器),这就是它为什么称作连接器的原因。

故我们从功能的角度将Tomcat源代码分成5个子模块,它们分别是:

Jsper子模块:这个子模块负责jsp页面的解析、jsp属性的验证,同时也负责将jsp页面动态转换为java代码并编译成class文件。在Tomcat源代码中,凡是属于org.apache.jasper包及其子包中的源代码都属于这个子模块;

Servlet和Jsp规范的实现模块:这个子模块的源代码属于javax.servlet包及其子包,如我们非常熟悉的javax.servlet.Servlet接口、javax.servet.http.HttpServlet类及javax.servlet.jsp.HttpJspPage就位于这个子模块中;

Catalina子模块:这个子模块包含了所有以org.apache.catalina开头的java源代码。该子模块的任务是规范了Tomcat的总体架构,定义了Server、Service、Host、Connector、Context、Session及Cluster等关键组件及这些组件的实现,这个子模块大量运用了Composite设计模式。同时也规范了Catalina的启动及停止等事件的执行流程。从代码阅读的角度看,这个子模块应该是我们阅读和学习的重点。

Connectors子模块:如果说上面三个子模块实现了Tomcat应用服务器的话,那么这个子模块就是Web服务器的实现。所谓连接器(Connector)就是一个连接客户和应用服务器的桥梁,它接收用户的请求,并把用户请求包装成标准的Http请求(包含协议名称,请求头Head,请求方法是Get还是Post等等)。同时,这个子模块还按照标准的Http协议,负责给客户端发送响应页面,比如在请求页面未发现时,connector就会给客户端浏览器发送标准的Http404错误响应页面。

Resource子模块:这个子模块包含一些资源文件,如Server.xml及Web.xml配置文件。严格说来,这个子模块不包含java源代码,但是它还是Tomcat编译运行所必需的。

Tomcat运行流程:

假设来自客户的请求为:http://localhost:8080/test/index.jsp

1:请求被发送到本机端口8080,被在那里侦听的CoyoteHTTP/1.1Connector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:8080/test/index.jsp,匹配它所有虚拟主机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)

5:localhostHost获得请求/test/index.jsp,匹配它所拥有的所有Context

6: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)

7:path="/test"的Context获得请求/index.jsp,在它的mappingtable中寻找对应的servlet

8:Context匹配到URLPATTERN为*.jsp的servlet,对应于JspServlet类

9:构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象,作为参数调用JspServlet的doGet或doPost方法

10:Context把执行完了之后的HttpServletResponse对象返回给Host

11:Host把HttpServletResponse对象返回给Engine

12:Engine把HttpServletResponse对象返回给Connector

13:Connector把HttpServletResponse对象返回给客户browser

Connector源码分析

>1Tomcat的启动分析与集成设想

我们知道,启动tomcat有两种方式:

双击bin/startup.bat

运行bin/catalina.batrun

它们对应于Bootstrap与Catalina两个类,我们现在只关心Catalina这个类,这个类使用ApacheDigester解析conf/server.xml文件生成tomcat组件,然后再调用Embedded类的start方法启动tomcat。

所以,集成Tomcat的方式就有以下两种了:

沿用tomcat自身的server.xml

自己定义一个xml格式来配置tocmat的各参数,自己再写解析这段xml,然后使用tomcat提供的API根据这些xml来生成Tomcat组件,最后调用Embedded类的start方法启动tomcat

个人觉得第一种方式要优越,给开发者比较好的用户体验,如果使用这种,直接模仿Catalina类的方法即可实现集成。

目前,JOnAS就使用了这种集成方式,JBoss、GlassFish使用的第二种自定义XML的方式。

Tomcat中有四种容器(Context、Engine、Host、Wrapper),前三者常见,第四个不常见但它也是实现了Container接口的容器

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