tomcat9.0.13，jdk1.8

Tomcat 概述
- Tomcat 结构
Tomcat 环境搭建
- Tomcat 目录结构
  - server.xml
  - webapp 结构
- 配置 WEB 应用

Tomcat 概述

Tomcat 是 Apache 基金会下的一个核心项目，是一个轻量级的 web 应用服务器，主要用于作为 JSP 应用与 Servlet 的后端服务器。最早项目名叫 catalina，后改名为 tomcat。

Tomcat 注重于 servlet 引擎，对静态页面的加载不如 apache，因此常常 tomcat 与 apache 组网，apache 用于静态页面生成，动态请求会转发给 tomcat 处理。

Tomcat 结构

Server 为 Tomcat 的一个实例，一个 JVM 只能包含一个 Tomcat 实例。Server 的端口号为 8005，监听的是 shutdown 命令，若接收到 shutdown 信息，则关闭 tomcat。可在server.xml中看到

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">

Service 包含两个部分：

Connector：处理连接相关事务，提供 socket 与（request 和 response）的转化
Container：封装和管理 servlet，具体处理 request 请求

一个 Service 只有一个 Container，可有多个 Connector。

有两个默认的 service：

一个端口为 8080，负责建立 http 连接
一个端口为 8009，负责与其他 http 服务器建立连接

Tomcat 与 HTTP 的通信方式

有两种方式：

Tomcat 提供专门的插件 JK，负责 Tomcat 与 HTTP 服务通信，把 JK 插件安装在对方 HTTP 服务器上，当 http 服务器收到请求会先通过 JK 过滤 URL，决定是否把请求发送到 Tomcat。
AJP 协议（Apache JServ Protocol）。Tomcat 为实现与 HTTP 通信而定制的协议，有很高效率。过程如下：
1. 请求到达 Tomcat，经过 Service 交给 Connector，将请求封装为 Request 和 Response 处理
2. 封装后交给 Container 处理
3. 再返回给 Container，Connector 通过 Socket 将结果返回给客户端

Connector

Connector 使用 ProtocolHandler 处理请求，不同 ProtocolHandler 代表不同连接类型

ProtocolHandler 包含三个部件：

Endpoint：处理底层 socket 连接，用来实现 TCP/IP。Endpoint 的抽象实现 AbstractEndpoint 定义了两个内部类 Acceptor 和 AsyncTimeout，以及一个接口 Handler
- Acceptor 用于监听请求
- AsyncTimeout 用于检查异步 Request 超时
- Handler 用于处理接收到的 socket，交给 Processor
Processor：将 Endpoint 收到的 socket 封装成 Request，用来实现 HTTP
Adapter：将 Request 交给 Container（Servlet 容器）进行具体处理

Container

Container 用于封装 Servlet 以及具体处理 Request 请求

Container 包含四个子容器：

Engine：用于管理多个站点，一个 Service 最多一个 Engine
Host：站点，每个 Host 代表一个虚拟主机，可通过配置 Host 添加站点
Context：应用，对应程序或一个（WEB-INF 目录以及下面的 web.xml 文件）
Wrapper：Servlet

webapps
|-- ROOT
|-- docs
|-- examples
|-- host-manager
`-- manager

webapps 目录下每个文件夹都是一个 context，ROOT 存放主应用，其他目录存放子应用，整个 webaapps 就是一个 Host 站点。
ROOT 下可直接通过域名访问，其他子应用通过域名+路径访问

Container 使用的 pipeline-valve 处理请求。Pipeline-Valve 是责任链模式

责任链模式：在一个请求处理过程中有很多处理者（handler）依次对请求处理，每个处理者负责自己相应的处理，处理完后将处理后的请求返回，依次让下一个处理者处理。

Pipeline-valve 与普通责任链不同的地方：

每个 pipeline 都有特定 valve，而且在管道的最后一个执行，称为 Basevalve，该 valve 不可删除
上层容器的管道 Basevalve 会调用下层容器的管道

四个子容器的 Basevalve 分别在：

StandardEngineValve
StandardHostValve
StandardContextValve
StandardWrapperValve

Connector 接收的请求会传给最上层的 EnginePipeline，依次执行最终到 StandardWrapperValve。
此时 StandardWrapperValve 会创建 Filterchain，调用其 doFilter 方法处理请求，Filterchain 包含配置的与请求匹配的 Filter 和 Servlet，doFilter 会依次调用所有的 Filter 的 doFilter 和 Servlet 的 service 方法，请求即被处理。
所有的 PipelineValve 执行完成后，将结果返回给 Connector，Connector 再通过 socket 将结果返回给客户端。

Tomcat 连接器

Tomcat 连接器分为两类：

HTTP 连接器
Web 服务器连接器

HTTP 连接器有三种：

基于 java 的 HTTP/1.1 连接器：Tomcat 默认使用的连接器，即 Coyote；它是 Tomcat 作为 standalone 模式工作时所用到的连接器，可直接响应来自用户浏览器的关于 JSP、servlet 和 HTML 的请求；此连接器是一个 Java 类，定义在 server.xml 当中，默认使用 8080 端口
高性能 NIO HTTP/1.1 连接器（java 开发）：支持非阻塞式 IO 和 Comnet，在基于库向 tomcat 发起请求时，此连接器表现不俗
native APR HTTP/1.1 连接器（C++开发）：在负载较大的场景中，此连接器可以提供非常好的性能

Tomcat 环境搭建

搭建 Tomcat，首先要配置 JAVA 环境，下载 jdk，解压/usr/local/jdk8。
或者直接安装 openjdk，选择版本 1.8

debian/ubuntu：
apt-get install openjdk-8-jre openjdk-8-jdk

设置JAVA_HOME为/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/

centos/redhat/fedora：
yum install java-1.8.0-openjdk java-1.8.0-openjdk-devel

设置JAVA_HOME为/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk/

然后在/etc/profile配置环境变量

export JAVA_HOME=/usr/local/jdk8
export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

使用java -version和javac -version检查是否安装及配置成功

Tomcat 目录结构

# tree -d -L 1
.
├── bin         # 存放启动和关闭Tomcat的脚本文件
├── conf        # 存放配置文件
├── lib         # 存放服务器支撑jar包
├── logs        # 存放日志文件
├── temp        # 存放临时文件
├── webapps     # web应用目录
└── work        # Tomcat工作目录

bin目录

├── catalina.sh        # Tomcat的核心脚本文件，用于启动、停止tomcat等操作
├── ciphers.sh
├── configtest.sh
├── daemon.sh
├── digest.sh
├── makebase.sh
├── setclasspath.sh
├── shutdown.sh        # Tomcat停止脚本
├── startup.sh         # Tomcat启动脚本，相当于catalina.sh run，而且是后台运行
├── tool-wrapper.sh
└── version.sh         # 显示Tomcat版本信息

conf目录

conf/
|-- catalina.policy
|-- catalina.properties
|-- context.xml
|-- jaspic-providers.xml
|-- jaspic-providers.xsd
|-- logging.properties
|-- server.xml
|-- tomcat-users.xml
|-- tomcat-users.xsd
`-- web.xml

server.xml：Tomcat 的主配置文件，包含 Service, Connector, Engine, Realm, Valve, Hosts 主组件的相关配置信息；
web.xml：遵循 Servlet 规范标准的配置文件，用于配置 servlet，并为所有的 Web 应用程序提供包括 MIME 映射等默认配置信息；
context.xml：所有 host 的默认配置信息；
tomcat-users.xml：Realm 认证时用到的相关角色、用户和密码等信息；Tomcat 自带的 manager 默认情况下会用到此文件；在 Tomcat 中添加/删除用户，为用户指定角色等将通过编辑此文件实现；
catalina.policy：Java 相关的安全策略配置文件，在系统资源级别上提供访问控制的能力；
catalina.properties：Tomcat 内部 package 的定义及访问相关的控制，也包括对通过类装载器装载的内容的控制；Tomcat6 在启动时会事先读取此文件的相关设置；

Tomcat 以面向对象的方式运行，它可以在运行时动态加载配置文件中定义的对象结构，这有点类似于 apache 的 httpd 模块的调用方式。server.xml 中定义的每个主元素都会被创建为对象，并以某特定的层次结构将这些对象组织在一起。

server.xml

配置层次：

<server>
  <service>
    <connector />
    <engine>
      <host>
        <context>
        </context>
      </host>
      <host>
      .....
      </host>
    </engine>
  </service>
</server>

组件类别：

顶级组件：位于配置顶层
- server
容器类组件：可包含其他组件
- service：
- engine：
- host：
- context：
- webapp：
连接器组件：连接用户请求到 tomcat
- connector
嵌套类组件：位于容器中，不包含其他组件
- valve：
- access log valve：
- remote address filter valve：
- logger：

Server
示例：
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
<Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
......
</Server>
相关属性：
className: 用于实现此 Server 容器的完全限定类的名称；
port: 接收 shutdown 指令的端口，默认仅允许通过本机访问，默认为 8005；
shutdown: 发往此 Server 用于实现关闭 tomcat 实例的命令字符串，默认为 SHUTDOWN；
Service
示例：
<Service name="Catalina">

webapp 结构

webapp 有特定的组织格式，是一种层次型目录结构；通常包含了 servlet 代码文件、jsp 页面文件、类文件、部署描述符文件等等，一般会打包成归档格式

示例：

examples/
|-- WEB-INF
|   |-- classes
|   |-- jsp
|   |-- jsp2
|   |-- lib
|   |-- tags
|   `-- web.xml
|-- index.html
|-- jsp
|   |--......
|   |-- images
|   |-- include
|   |-- index.html
......

/：web 应用的根目录，ROOT 为根目录内容
/WEB-INF：包含当前 webapp 的 deploy 描述符，如所有的 servlets 和 JSP 等动态文件的详细信息，会话超时时间和数据源等；通常用于定义当前 webapp 特有的资源，通常 web.xml 和 context.xml 均放置于此目录
/WEB-INF/classes：包含所有服务器端类及当前应用程序相关的其它第三方类等
/WEB-INF/lib：包含 JSP 所用到的 JAR 文件，此 webapp 自有能够被打包为 jar 格式的类

配置 WEB 应用

有五种方法配置 web 应用

在conf目录中context.xml中配置，配置会被所有 web 应用加载
在conf目录中引擎目录(catalina)的主机目录(localhost)下新建server.xml.default配置，会被主机的所有 web 应用加载
在conf目录中catalina的localhost目录中创建任意一个.xml文件，在文件中添加上下文，而文件名会被用作 web 应用的名称（虚拟站点名）。一个 web 应用可以映射多个虚拟目录。
在主机目录下META-INF/中context.xml
在conf目录下server.xml中在<Host>中添加上下文（就是 web 应用路径）

参考文章
四张图带你了解 Tomcat 系统架构 > Tomcat 安装及配置详解

Tomcat学习笔记