Tomcat设计剖析(一)

Tomcat整体结构及组件如下图所示

1. Server
   a.提供监听机制，用于在Tomcat整个生命周期中对不同事件进行处理。
   b.提供Tomcat容器全局的命名资源实现
   Tomcat的运行实例的抽象，包含若干个Listener组件、GlobalNamingResource组件及若干个Service组件。
2. Service
   Service组件由若干个Connector组件和Executor组件组合而成。
   Connector组件负责监听某端口的客户端请求，不同端口对应不同的Connector。
   Executor组件在Service抽象层提供了线程池，让Service下的组件可以共用线程池。
   默认情况下，不同的Connector组件会自己创建线程池来使用。其他组件也可以共享Service线程池。
3. Connector
   Connector是Tomcat最核心的两个组件之一，主要负责接收客户端连接和客户端请求的处理加工。
   每个Connector都指定一个端口进行监听，分别对请求报文解析和对响应报文组装，解析生成Request对象，组装生成Response对象，可以有多个Connector。
   Protocol组件：是协议的抽象，将不同的协议进行了封装，如：HTTP协议和AJP协议。
   EndPoint组件：是接收端的抽象，BIO模式有JioEndpoint,NIO模式有NioEndpoint和本地I/O模式的AprEndpoint。
   Acceptor组件：用于接收客户端连接的接收器。
   Executor组件：Connector自己的私有线程池。
   Processor组件：处理客户端请求的处理器，不同的协议和不同的I/O模式有不同的处理方式。
   Mapper组件：路由器，对客户端请求URL的映射，通过它可以将不同的请求转发到对应的Host组件、Context组件、Wrapper组件进行处理并响应给客户端。即将请求发送到某虚拟主机上的某个web应用的某个servlet。
   CoyoteAdapter组件：适配器，将Connector组件和Engine容器适配连接起来。把接收到的客户端的请求报文解析成请求对象和响应对象传递到Engine容器，交由容器处理。
   目前Tomcat支持两种Connector，支持HTTP协议与AJP协议的Connector，Connector组件的不同体现在其协议及I/O模式的不同。HTTP Connector所支持的协议版本为HTTP/1.1和HTTP/1.0。每个Connector实例对应一个端口，在同一个Service中可以设置若干个Connector实例，端口必须不同，协议可以相同。如Http11Protocol(BIO模式)、Http11NioProtocol(NIO模式)。
4. Engine
   全局引擎容器，标准实现是StandardEngine。
   Host组件：是Engine容器的子容器，表示一个虚拟主机，不同的域名被抽象成一个Host。
   AccessLog组件：负责记录客户端请求访问日志，Engine容器是一个全局的Servlet容器，记录的日志为所有客户端的请求，无论访问哪个虚拟主机。
   Pipeline组件：Pipeline属于一种设计模式，将不同级别的容器串联起来的通道，请求进来的时候就可以通过管道进行流转处理。
   Cluster组件：有Engine和Host两个级别的集群
   Realm组件：存储了用户、密码及权限等数据，主要是配合Tomcat实现资源认证模块
5. Host
   表示虚拟主机，一个Engine可以包含若干个Host容器，一个Host容器可以包含若干个Context容器。
6. Context
   Context容器包含若干个Wrapper组件、Realm组件、AccessLog组件、Manager组件等。
   Manager组件：维护会话的生成、更新、销毁。每个Context都有自己的会话管理器。
   Wrapper是Tomcat中最小级别的容器。其他组件不再赘述。
7. Wrapper
   包含servlet和servlet对象池
   servlet对象池是为了支持一个Servlet对象对应一个线程的SingleThreadModel接口而使用的策略，Wrapper会有一个Servlet堆，负责保存若干个Servlet对象，当需要Servlet对象时从堆中pop出一个对象，当用完之后push回堆中。Wrapper容器中最多可以有20个某servlet类对象。超过会阻塞等待，直到有可用对象为止。