Tomcat架构全览(一)
首先,Tomcat是什么?怎么设计?工作流程又是怎样的?
带着这问题来聊一聊。
是什么?
Tomcat是一种Web容器,常见的容器还有Jetty,Undertow。
早期的 Web 应用主要用于浏览新闻等静态页面,HTTP 服务器(比如 Apache、Nginx)向浏览器返回静态 HTML,浏览器负责解析 HTML,将结果呈现给用户。
随着互联网的发展,我们已经不满足于仅仅浏览静态页面,还希望通过一些交互操作,来获取动态结果,因此也就需要一些扩展机制能够让 HTTP 服务器调用服务端程序。
于是 Sun 公司推出了 Servlet 技术。你可以把 Servlet 简单理解为运行在服务端的 Java 小程序,但是 Servlet 没有 main 方法,不能独立运行,因此必须把它部署到 Servlet 容器中,由容器来实例化并调用 Servlet。
而 Tomcat 和 Jetty 就是一个 Servlet 容器。为了方便使用,它们也具有 HTTP 服务器的功能,因此**Tomcat 或者 Jetty 就是一个“HTTP 服务器 + Servlet 容器”,我们也叫它们 Web 容器。**从这个角度看,Tomcat 和 Jetty 算是一个轻量级的应用服务器。
怎么设计Web容器?
浏览器发给服务端的是一个 HTTP 格式的请求,HTTP 服务器收到这个请求后,需要调用服务端程序来处理,所谓的服务端程序就是你写的 Java 类,一般来说不同的请求需要由不同的 Java 类来处理。
那么问题来了,HTTP 服务器怎么知道要调用哪个 Java 类的哪个方法呢。最直接的做法是在 HTTP 服务器代码里写一大堆 if else 逻辑判断:如果是 A 请求就调 X 类的 M1 方法,如果是 B 请求就调 Y 类的 M2 方法。但这样做明显有问题,因为 HTTP 服务器的代码跟业务逻辑耦合在一起了,如果新加一个业务方法还要改 HTTP 服务器的代码。
那该怎么解决这个问题呢?我们知道,面向接口编程是解决耦合问题的法宝,于是有一伙人就定义了一个接口,各种业务类都必须实现这个接口,这个接口就叫 Servlet 接口,有时我们也把实现了 Servlet 接口的业务类叫作 Servlet。
但是这里还有一个问题,对于特定的请求,HTTP 服务器如何知道由哪个 Servlet 来处理呢?Servlet 又是由谁来实例化呢?显然 HTTP 服务器不适合做这个工作,否则又和业务类耦合了。
于是,还是那伙人又发明了 Servlet 容器,Servlet 容器用来加载和管理业务类。HTTP 服务器不直接跟业务类打交道,而是把请求交给 Servlet 容器去处理,Servlet 容器会将请求转发到具体的 Servlet,如果这个 Servlet 还没创建,就加载并实例化这个 Servlet,然后调用这个 Servlet 的接口方法。因此 Servlet 接口其实是Servlet 容器跟具体业务类之间的接口。下面我们通过一张图来加深理解。
图的左边表示 HTTP 服务器直接调用具体业务类,它们是紧耦合的。再看图的右边,HTTP 服务器不直接调用业务类,而是把请求交给容器来处理,容器通过 Servlet 接口调用业务类。因此 Servlet 接口和 Servlet 容器的出现,达到了 HTTP 服务器与业务类解耦的目的。
而 Servlet 接口和 Servlet 容器这一整套规范叫作 Servlet 规范。Tomcat 和 Jetty 都按照 Servlet 规范的要求实现了 Servlet 容器,同时它们也具有 HTTP 服务器的功能。作为 Java 程序员,如果我们要实现新的业务功能,只需要实现一个 Servlet,并把它注册到 Tomcat(Servlet 容器)中,剩下的事情就由 Tomcat 帮我们处理了。
容器工作流程
我在前面提到,为了解耦,HTTP 服务器不直接调用 Servlet,而是把请求交给 Servlet 容器来处理,那 Servlet 容器又是怎么工作的呢?接下来我会介绍 Servlet 容器大体的工作流程。
工作流程
当客户请求某个资源时,HTTP 服务器会用一个 ServletRequest 对象把客户的请求信息封装起来,然后调用 Servlet 容器的 service 方法,Servlet 容器拿到请求后,根据请求的 URL 和 Servlet 的映射关系,找到相应的 Servlet,如果 Servlet 还没有被加载,就用反射机制创建这个 Servlet,并调用 Servlet 的 init 方法来完成初始化,接着调用 Servlet 的 service 方法来处理请求,把 ServletResponse 对象返回给 HTTP 服务器,HTTP 服务器会把响应发送给客户端。同样我通过一张图来帮助你理解。
总结
通过上述分析,我们了解到Tomcat,并对它的设计和工作流程有一定的认识,后面我们会详细对每一部分的源码分析??!!!!