Java学习笔记（15）Tomcat服务器

HTTP无状态
META-INF是什么，具体位置

1.Tomcat基本概念

什么是Tomcat？

• Tomcat 是一个开源的 Java Servlet 容器，它实现了 Servlet 和 JSP 规范。Tomcat 被广泛用于 Java Web 应用程序的部署。

Tomcat 与其他 Web 服务器（如 Nginx、Apache HTTP Server）的区别

• Tomcat 专注于 Java Servlet 和 JSP 的处理，而 Nginx 和 Apache HTTP Server 更侧重于处理静态资源和 HTTP 请求
• Tomcat 是 Java EE Web 服务器，而 Nginx 和 Apache HTTP Server 更像是传统的 Web 服务器。

Tomcat 的核心组件

• Connector：负责接收客户端请求并将其转发到对应的处理器（例如 Servlet）。
• Container：Tomcat 中的容器有多个层级，主要有 Engine、Host、Context 和 Wrapper。
• Engine：负责处理和调度请求的组件，通常是一个虚拟主机（virtual host）的集合。
• Host：代表一个虚拟主机（虚拟主机对应一个域名）。
• Context：代表一个 Web 应用程序。
• Wrapper：表示一个单独的 Servlet 实例。

2.Tomcat 架构

Tomcat 的请求处理流程：

• 客户端请求到达Tomcat
• Tomcat通过Connector接收HTTP请求
• 请求被转发到Engine进行处理
• Engine根据URL定位到HOST（虚拟主机）和Context（Web应用）
• 请求最终传递到对应的 Servlet 进行处理，返回响应

Tomcat 与 Servlet 容器

• Tomcat 作为 Servlet 容器，负责处理来自客户端的请求，调度合适的 Servlet 进行请求的处理
• Servlet 容器 是 Tomcat 用于管理 Servlet 生命周期、请求/响应处理和执行的核心组件。

3.Tomcat 配置

Tomcat配置文件

• server.xml：Tomcat 的主配置文件，配置连接器、虚拟主机、线程池等
• web.xml：每个 Web 应用的配置文件，用于定义 Servlet、过滤器、监听器等组件。
• context.xml: 配置每个 Web 应用的上下文环境（可以放在 META-INF/context.xml 中）。

• context.xml 和 server.xml 的区别

  • server.xml 是 Tomcat 全局配置
  • context.xml 是特定 Web 应用的配置

Tomcat的端口配置

默认的 HTTP 端口是 8080，可以在 server.xml 中修改 <Connector> 标签中的 port 属性。

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />

4.Tomcat性能调优

• 线程池配置：可以通过 server.xml 中的 <Connector> 配置线程池参数，如 maxThreads、minSpareThreads 等来优化性能。

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" maxThreads="200" minSpareThreads="10" />

• JVM 参数优化：通过 setenv.sh 或 setenv.bat 文件设置 JVM 参数，调整堆内存大小，垃圾回收策略等。

export CATALINA_OPTS="-Xms512m -Xmx1024m -XX:+UseG1GC"

• 启用 GZIP 压缩：通过在 server.xml 中启用压缩，减少传输的网络带宽消耗。

<Connector URIEncoding="UTF-8" compression="on" compressionMinSize="2048" noCompressionUserAgents="gozilla, traviata" />

5.Tomcat部署与管理

• 部署 Web 应用：将 WAR 文件放入 Tomcat 的 webapps 目录中，Tomcat 会自动部署。
• 手动部署：可以通过 Tomcat 管理页面（http://localhost:8080/manager）手动上传并部署 WAR 文件
• Hot Deployment：Tomcat 支持自动重新加载功能，可以在 webapps 目录修改文件时自动加载变更。

6.Tomcat安全性

• 防止目录浏览：在 web.xml 中配置禁止目录浏览。
• 防止 HTTP 请求过载：通过配置 maxConnections 限制最大连接数，防止恶意请求。
• 用户权限控制：使用 Tomcat 的用户管理机制（在 tomcat-users.xml 中配置）来控制访问权限。

7.Tomcat 集群与高可用性

• 集群配置：Tomcat 支持通过配置集群实现负载均衡、会话复制等高可用性需求。
• 负载均衡：Tomcat 本身不提供负载均衡功能，但可以通过配置 mod_jk 或 mod_proxy 等方式实现。

8.常见问题与排查

• Tomcat 启动失败：

  • 常见原因包括端口占用（端口 8080 被其他程序占用）、配置错误、权限问题等。
• 内存泄漏：Tomcat 可能因为长时间运行或者错误的代码导致内存泄漏，通常通过启用 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 进行堆内存转储来分析。
• 性能瓶颈：如果 Tomcat 响应慢，可能需要检查 JVM 参数、线程池配置、数据库连接池等。

9.Tomcat 相关面试问题示例

1. Tomcat 的基本架构是什么？
2. Tomcat 如何处理 HTTP 请求？
3. Tomcat 中的 server.xml 配置文件有哪些关键部分？
4. 如何在 Tomcat 中配置数据库连接池？
5. 如何优化 Tomcat 的性能，提升吞吐量？
6. Tomcat 的 manager 应用如何配置和使用？
7. Tomcat 如何做集群配置？
8. 如何防止 Tomcat 被攻击？
9. Tomcat 的多线程处理机制是什么？
10. Tomcat 部署应用时，如果遇到 404 错误，如何排查？