[How Tomcat Works]第0章 介绍

译者 jarfield

博客 http://jarfield.iteye.com

1. 概述
2. 本书为谁准备
3. Servlet 容器如何工作
4. Catalina 的框图
5. Tomcat 4 和5
6. 每章的概述
7. 每章的应用程序
8. 准备必要的软件

概述

    欢迎来到 Tomcat 的内部世界。这本书剖析了Tomcat 4.1.12 和5.0.18 ， 并讲解了Tomcat Servlet 容器（代号为Catalina ）的工作内幕。Catalina 是免费的、开源的，也是最流行的Servlet 容器。Tomcat 是一 个复杂的系统，它包括了众多的组件。在了解Tomcat 如何工作之前，我们应 该知道从哪儿入手。这本书首先绘制了一张大蓝图，然后构建了Tomcat 各个 组件的简化版本，使得读者更容易理解Tomcat 组件。在这之后，我才会讲解Tomcat 组件的真实版。

     你应该首 先阅读这一章，因为本章描述了本书的结构，并简单介绍了本书将构建的应用程序。“准备必要的软件”这一节给出了需要下载的软件、应用程序代码的目录结构， 等等。

本书为谁准备

    从事Java 技术的任何人都可以阅读本书。

• 如果你是Servlet/JSP 程序员或Tomcat 用户，而且对Servlet 容 器工作内幕很感兴趣，那么本书为你而准备。
• 如果你想加入Tomcat 开 发团队，那么本书为你而准备。因为你首秀安需要学习已有的Tomcat 代码是 如何工作的。
• 如果你从没参加过Web 应用的开发，但是对软 件开发很有兴趣，那么你可以从本书学习到“如何设计和开发像Tomcat 这样 的大型应用”。
• 如果你需要配置和定制Tomcat ，你应该 读读本书。

   
   为了更好地理解本书的内容，你需要理解Java面向对象程序设计和Servlet编 程。如果你不熟悉后者，也没关系，有很多书可以参考，比如 Budi Kurniawan 的《Java for the Web with Servlets, JSP, and EJB》。为了便于理解，每一章的开始都介绍了必要的背景知识。

Servlet 容器如何工作

    Servlet 容 器是一个复杂的系统。但是从最基本的功能（处理一个到Servlet 的请求） 来看，Servlet 容器主要完成3件任务：

• 创建Request 对 象，并填入Servlet 可能用到的信息，例如请求参数、headers 、cookies 、query string 、URI 等。Request 对象是javax.servlet.ServletRequest 或javax.servlet.http.HttpServletRequest 接口的实例。
• 创 建Response 对象，Servlet 使 用该对象向客户端发送响应数据。Response 对象是javax.servlet.ServletResponse 或javax.servlet.http.HttpServletResponse 接口的实例。
  
• 将Request 对象和Response 作 为参数，调用Servlet 的service 方 法。Servlet 会从Request 对 象中读取请求数据，并将响应数据写入到Response 对象中。

    当你阅读本书的其他章节时，将会找到关于Catalina 的 详细讨论。

Catalina 的框图

    Catalina 是一款设计优雅的、非常成熟的软件。同时，她也是一款模块化的软件。基于“Servlet 容 器如何工作”一节中提到的那3 件任务，你可以认为Catalina 由两个主要模块组成：Connector 和Container 。

           Figure 0.1 Catalina 的主要模块
   
    Figure 0.1 是一个非常简化的、高 度概括的框图，后续章节将陆续提到粒度更小的组件。

    现在，我们回到Figure 0.1 ，Connector 将一个请求和Container 连接起来。Connector 的 职责是接收HTTP 请求，并为每个请求创建一个Request 对象和一个Response 对 象。Container 从Connector 那里接收到Request 对象和Response 对象，然后负责调用Servlet 的service 方法。

    不过请记住，这只是冰上一角。Container 其实干了很多很多事情。举个列子，在调用Servlet 的service 方 法前，Container 必须加载（load ）Servlet ，验证用户身 份（如果需要的话），更新用户的会话（Session ），等等。Container 使用了很多模块来处理这些事情。例如，Manager 模块负责处理用户会话，Loader 模块负责加载Servlet 类，等 等。

Tomcat 4和 5

    本书覆盖了Tomcat 4 和5 。这里列出了两者的一些不同点：

• Tomcat 5 支 持Servlet 2.4 和JSP 2.0 规范，Tocmat 4 支持Servlet 2.3 和JSP 1.2 规范。
• Tomcat 5 使用了一个 更加高效的默认Connector 。
• Tomcat 5 的所有组件共享一个后台处理线程，而Tomcat 4 的组件都拥有自己的后台处理线程。因此，Tomcat 5 节省了资源消耗。
• Tomcat 5 查找子组件时不再使用Mapper 组件，因此代码更加简 化。
  

每章的概述

    本书共有20 章。 头两章是介绍。第1 章描述了HTTP服务器是如何工作的，第2 章主要阐述了一个简单的Servlet 容 器。接下来两章的焦点是Connection 。从第5章到第20章，每章分别 讲解了Catalina 的一个组件。下面是每章的摘要。
   
    提示：每一章都附带了一个与被讲解组件相关的应用程序。

    第1章 作为本书的开篇，介绍了一个简单的HTTP 服 务器。为了构建一个可以工作的HTTP 服务器，你必须了解java.net 包：Socket 和ServerSocket 。因此，本章包括了这俩类的一些背景知识，足够让你理解本章附带的应用 程序的工作原理。

    第2章 阐述了一个简单的Servlet 容器 是如何工作的。本章带了两个Servlet 容器应用程序，它们分别处理对静态 资源和简单Serlvet 的请求。特别是，你会学习到如何创建Request 和Response 对 象，如何将它们传递给Servlet 的service 方法。另外，应用程序还包括了一个能够运行在Servlet 容 器中的servlet ，你可以从浏览器中调用它。

    第3章 介绍了Tomcat 4 默 认Connector 的一个简化版。本章构建的应用程序可以作为一个学习工 具，方便理解 第4章讨论的Connector 。

    第4章 介绍了Tocmat 4 的 默认Connector 。现在，该Connector 已经被一个更快的Connector （Coyote ）取代了。无论如何，这个过时的Connector 简单易学。

    第5章 讨论了Container 模 块。在Catalina 中，Container 由 org.apache.catalina.Container 接口表示，并且有4种类型的Container ： Engine 、 Host 、 Context 和 Wrapper 。本章提供了两个应用程序，涉及到 Context 和 Warpper 。

    第6章 解释了生命周期（Lifecycle ） 接口。该接口定义了Catalina 组件的生命周期，并提供了一种优雅的方 式，将生命周期事件（Event ）通知给其他组件。此外，生命周期接口还提供 了一种优雅的机制，只需调用一次 start / stop 方法，就可以启动或停止Catalina 的 所有组件。

    第7章 介绍了Logger 模 块，其他组件都使用它来打印错误日志和其他日志。

    第8章 解释了Loader 。Loader 是一个重要的Catalina 模 块，负责加载Servet 类和Web 应用使用的其他 类。本章 还展示了如何重新部署（reload ）Web应用。

    第9章 讨论了Manager 。 该组件负责管理用户会话。本章解释了不同类型的Manager ，以及Manager 如何持久化会话对象。在本章的最后，我们将构建一个支持Servlet 使用会话对象来存储数据的应用程序，该应用使用 StandardManager 来实现该功能。

    第10章 介绍了Web 应 用限制特定资源访问的安全约束（Security Constraints ）。 你将会学习到安全相关的各种实体（Entity ），包括Principal 、Role 、Login Config 、Authenticator 等 等。我们还构建了两个应用程序，在 StandardContext 对象中安装一个Authenticator Valve ，使用基本验证方式（ Basic Authentication ）来验证用户身份。
 
    第11章 详细解释了 org.apache.catalina.core.StandardWrapper 类，该类代表了Web 应 用中的Servlet 。特别是，本章还解释了Filter 和Servlet 的 service 方 法是如何被调用到的。此外，本章附带的应用程序将使用 StandardWrapper 来表示Servlet 。

    第12章 介绍了 org.apache.catalina.core.StandardContext 类，该类代表了Web 应 用。特别是，本章还讨论了 StandardContext 对象如何被配置的，HTTP 请 求进来时 StandardContext 内部发生了什么， StandardContext 如何支持自动重新部署的，Tomcat 5 如何在各组件之间共享一个执行周期性任务的线程。

    第13章 介绍了其它两种Container ：Host 和Engine 。 你可以找到这两种Container 的标准实现： org.apache.catalina.core.StandardHost 类和 org.apache.catalina.core.StandardEngine 类。

    第14章 描述了Server 和Service 两个组件。Server 为 整个Servlet 容器提供了一种优雅的启动和停止机制，Service 则是一个Container 和 数个Connector 的持有者（holder ）。本章的应用程序展示了如何使用Server 和Service 。

    第15章 解释了基于Digester 的Web 应用配置机制。Digester 是 一个令人振奋的、Apache 基金会的开源项目。本章专门开辟一节介绍了digester 库，并描述了如何使用digester 将XML 文档中的节点（Node ）转换成Java 对 象。之后，本章描述了负责配置 StandardContext 的 ContextConfig 。

    第16章 解释了shutdown hook 。使用了该hook 之后，无论用户怎么停止Tomcat （比如，恰当地发送shutdown 命令，或不恰当地直接关闭控制台），Tomcat 总 有机会做一些清理工作。

    第17章 讨论了Tocmat 的 启动和停止过程（使用batch 文件或shell 脚本）。

    第18章 介绍了Deployer ， 该组件负责部署（deploy ）和安装（install ）Web 应用。

    第19章 讨论了一个特殊的接口： ContainerServlet 。该接口赋予了Servlet 访问Catalina 内 部对象的能力。特别是，本章讨论了可以管理已部署应用（deployed applications ）的Manager 应用（Manager application ）。

    第20章 讨论了JMX 。Tomcat 为内部对象创建MBean ， 使得它们可管理（manageable ），本章将解释Tocmat 是怎么做的。

每章 的应用程序

    每章都附带了一个或多个应用程序，每个应用程序都关注一个特定的Catalina 组 件。通常，应用程序会提供所关注组件的简化版本，并通过代码演示如何使用该组件。应用程序的所有类和接口都在ex[章节编号].pyrmont 包及其子包中。例如， 第1 章的应用程序类就在ex01.pyrmont 包中。

准备必要的软件

    本书附带的应用程序要求J2SE 1.4 。 源代码文件（zip ）可以从作者的网站 www.brainysoftware.com 下载。该zip 文 件包含了Tomcat 4.1.12 和本书应用程序的源代码。本书假设你已经 安装了J2SE 1.4 ，环境变量path 中包含了JDK 的路径，然后按下面步骤操 作：

1. 解压zip 文件。解压后所有文件都在HowTomcatWorks 下。HowTomcatWorks 是工作目录，其下有几个子目录，包括lib （包括所有依赖的jar 文 件）、src （包括源代码文件）、webroot （包 含1 个HTML 文 件和3 个Servlet ） 和webapps （包含应用程序范例）。
2. 切换到工作目录，编译Java 文件。如果你使用的是Windows ，执行win-compile.bat 文 件。如果是linux ，键入命令（不要忘了chmod ）：./linux-compile.sh

 
    提示：更多信息，详见zip 文件 中的Readme.txt 。

    译者提示：作者官方网站上已经下载不到源代码文件，感兴 趣的读者可以从 这里( http://docs.google.com/leaf?id=0B-6ayGT6pnKtYzdlYWQzNDYtOGYxZS00YjJhLTk1MDQtZDZlYjBiYTBiODdm&hl=zh_CN ) 下载。

评论

5 楼 yiyidog125 2010-10-20  

感谢代码　找了好一会儿

4 楼 caojian4318 2010-04-02  

这本书我也看过，挺不错，涉及的知识挺多

3 楼 jarfield 2010-03-23  

zhxing 写道

翻译完了？？
能否给个完整版给我。。谢谢，我只看完前8章。。
你上面的连接不能看到。不知道为什么

抱歉，还没翻译完。正在翻译中，其实英文版也比较容易读。

2 楼 zhxing 2010-03-22  

翻译完了？？
能否给个完整版给我。。谢谢，我只看完前8章。。
你上面的连接不能看到。不知道为什么

1 楼 mercyblitz 2010-03-22  

Servlet 实现没有什么很难的地方，主要是Jasper部分。