Tomcat总体架构
- 处理Socket连接,负责网络字节流与Request和Response对象的转化
- 加载和管理Servlet,以及具体处理Request请求
因此Tomcat设计了两个核心组件连接器(Connector)和容器(Container)来分别完成这两件事.连接器负责对外交流,容器负责内部处理
连接器和容器可以说是Tomcat架构里最重要的两部分.
Tomcat支持的IO模型和应用层协议
Tomcat支持的I/O模型
- NIO:非阻塞IO,使用Java的NIO类库实现
- NIO2:异步IO,采用JDK7的NIO2类库实现
- APR:采用Apache可移植运行库实现,是C/C++编写的本地库
Tomcat支持的应用层协议
- HTTP/1.1:大部分Web应用才用那个的访问协议
- AJP:用于和Web服务器继承
- HTTP/2:较新的Web应用协议,大幅提升Web性能
连接器与容器的关系
Tomcat为了实现多种IO模型和应用层协议,一个容器内可以对接多个连接器,连接器与容器需要组合起来,形成一个Service对外提供服务.一个Tomcat内也会有多个Service.
连接器与容器之间通过ServletRequest和ServletResponse通信
连接器
连接器对Servlet容器屏蔽了协议和IO模型,暴露出一个标准的ServletRequest对象
连接器的主要功能
- 1.监听网络端口
- 2.接受网络连接请求
- 3.读取请求网络字节流
- 4.根据具体应用层协议(HTTP/AJP)解析字节流,生成统一的Tomcat
Request对象.
org.apache.coyote.Request
- 5.将Tomcat
Request对象转换成标准的ServletRequest - 6.调用Servlet容器,得到ServletResponse
- 7.将ServletResponse转成Tomcat
Response对象
org.apache.coyote.Response
- 8.将Tomcat
Response转成网络字节流 - 9.将响应字节流写回给浏览器
对于这9个功能,其实Tomcat进行了内聚实现,主要分为3大模块
- 1.网络通信
- 2.应用层协议解析
- 3.Tomcat的
Request/Response与ServletRequest/ServletResponse的转化
对应Tomcat中的三个组件EndPoint,Processor,Adapter
三个组件之间通过抽象类和接口进行交互.
由于IO模型和应用层协议可以自由组合,比如NIO+HTTP或者NIO2+AJP.所以Tomcat通过ProtocolHandler的接口封装这种组合的变化.各种协议和通信模型都会有对应的具体实现类.如Http11NioProtocol,AjpNioProtocol
连接器的三个核心组件
- EndPoint,处理网络协议
- Processor,处理应用层协议
- Adapter,处理数据对象转换
ProtocolHandler
连接器使用ProtocolHandler处理网络连接和应用层协议,其中对应两个重要组件EndPoint和Processor
EndPoint
EndPoint是通信端点,监听通信的端口,实现TCP/IP协议.是具体Socket接收和发送处理器,对传输层的抽象.
其中抽象类AbstractEndPoint是主要的逻辑实现类,里面定义了两个重要的类Acceptor和SocketProcessorBase
Acceptor和SocketProcessorBase都实现了Runabble,证明是多线程的具体执行类.
SocketProcessor是NIO/APR EndPoint的内部类,继承自SocketProcessorBase
Acceptor用于监听Socket连接请求,SocketProcessor.在run方法中调用协议处理组件Processor进行处理.为了提高处理能力,SocketProcessor被提交到线程池中执行.
Tomcat的线程池扩展原生Java线程池,具体策略后续会继续深入了解.
Processor
Processor是用于实现HTTP/AJP协议的,Processor接收来自EndPoint的Socket,读取字节流解析成Tomcat的Request和Response对象,并通过Adapter提交到容器(Container)进行处理.
连接器完成的组件图
流程如下
- 1.EndPoint接收到Socket连接后,生成一个
SocketProcessor - 2.将SocketProcessor提交到线程池
- 3.SocketProcessor在run方法中调用Processor解析应用层协议
- 4.Processor通过解析字节流生成Request对象
- 5.Processor调用Adapter的service方法
Adapter
Tomcat通过ProtocalHandler生成了Request对象,但是这个对象并不能被Servlet容器处理,所以需要进行一层适配,而适配工作就是Adapter,具体实现为org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter,连接器调用CoyoteAdapter的Sevice方法，传入的是Tomcat Request对象，CoyoteAdapter负责将Tomcat Request转成ServletRequest，再调用容器的Service方法
