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Coyote HTTP/1.1 Connector

 

概述

Coyote HTTP/1.1 Connector元素是一个支持HTTP/1.1协议的Connector组件。它使Catalina除了能够执行servlet和JSP页面外，还能够作为一个单独的web server运行。Connector对象的实例在服务器上监听特定的TCP端口。一个Service可以配置一个或多个这样的Connector，每个Connector都把请求转发给对应Engine进行处理，并产生响应。

在 服务器启动的时候，Connector会创建一些请求处理线程（基于minProcessors属性值）。每个请求需要一个线程为其服务，直到服务完成。 如果同一时刻的请求数多于可用的请求处理线程，会创建额外的处理线程，线程数的上限是maxProcessors。如果已经到达了最大请求数，仍然有请求 发生，它们被缓存在由Connector创建的server socket中，直到缓存的上限（由acceptCount属性的值定义）。这以后所有的请求都会收到“拒绝连接”的错误，直到有资源能够处理它们。

属性

公共属性

所有Connector的实现支持如下属性：

属性描述

enableLookups	如果希望调用request.getRemoteHost()进行DNS查询，以返回远程客户的实际主机名，将enableLookups设为true。如果希望忽略DNS查询，仅仅返回IP地址，设为false（这样提高了性能）。缺省情况下，DNS查询是使能的。
redirectPort	如果Connector支持非SSL请求，在收到一个要求使用SSL传输的请求以后，Catalina会自动将该请求重定向到这里指定的端口号。
scheme	调用request.getScheme()时返回的协议名称。比如，在SSL Connector上可能将这个属性设为“https”。缺省值为“http”，更多信息，参考SSL支持
secure	如果希望在该Connector接收到的请求上调用request.isSecure()返回true，设置该属性为true。缺省值为false。

标准实现

Coyote HTTP/1.1 Connector的标准实现是org.apache.coyote.tomcat5.CoyoteConnector。它还支持如下的附加属性

属性描述

acceptCount	当所有可能的请求处理线程都被使用的时候，连接请求队列的最大长度。如果该队列为满，所有的请求都被拒绝，缺省值为10。
address	对于具有多个IP地址的server，这个属性指定了用于监听特定端口的地址。缺省情况下，端口作用于server的所有IP地址。
bufferSize	connector创建的输入流缓冲区的大小（以字节为单位）。缺省情况下，bufferSize=2048。
compression	为 了节省服务器带宽，Connector可能使用HTTP/1.1GZIP压缩。这个参数的可接受值为“off”（不使用压缩），“on”（压缩文本数据），“force”（在所有的情况下强制压缩），或者使用一个数值 整数（等价于“on”，但是指定了输出被压缩是的最小的数据数）。如果content-length未知， 而compression设置成“on”或者 更强，输出也会被压缩。如果没有指定，这个属性被设成“off”
connectionLinger	当Connector使用的socket被关闭的时候，保留该socket的时间，以毫秒为单位。缺省值为－1（不使用socket linger）
connectionTimeout	在Connector接受一个连接以后，等待发生第一个请求的时间，以毫秒为单位。缺省值为60000（60秒）
debug	日志消息的详细程度，数字越大，输出越详细，如果没有指定，使用缺省值0。
disableUploadTimeout	这个标志允许servlet container在一个servlet执行的时候，使用一个不同的，更长的连接超时。最终的结果是给servlet更长的时间以便完成其执行，或者在数据上载的时候更长的超时时间。如果没有指定，设为false。
maxKeepAliveRequests	在server关闭连接之前，接受的HTTP请求的最大数目。如果该值设为1，会禁止HTTP/1.0保活，同时也会禁止HTTP/1.1保活和pipelining。如果没有指定，设为100。
maxSpareThreads	在线程池开始停止不必要的线程之前，允许存在的最大未使用的请求处理线程。缺省值为50。
maxThreads	Connector能够创建的最大请求处理线程数，这个值决定了同时能够处理的最大请求数。如果没有指定，缺省值为200。
minSpareThreads	当Connector第一次启动时，创建的请求处理线程数。connector同时必须保证指定数目的空闲处理线程。这个值应该设置成比maxThreads小的数值，缺省值为4。
port	Connector创建server socket并等待连接的TCP端口号。操作系统在特定的IP地址上只允许一个服务器应用程序监听特定的端口。
protocol	为了使用HTTP处理器，该属性值必须为HTTP/1.1（缺省值）
proxyName	如果connector在代理配置中使用，将这个属性设置成调用request.getServerName()时返回的服务器名称。更多信息参考代理支持。
proxyPort	如果Connector在代理配置中使用，这个属性指定了调用request.getServerPort()返回的端口值。更多信息参考代理支持。
socketBuffer	socket输出缓冲区的大小。如果为－1，不使用缓冲。缺省值为9000字节。
tcpNoDelay	如果为true，服务器socket会设置TCP_NO_DELAY选项，在大多数情况下可以提高性能。缺省情况下设为true。

嵌套组件

可以嵌套在Connector中的唯一元素是Factory，用来配置服务器套接口工厂组件。这个组件从来都不需要，现在支持这个组件是为了与Tomcat的早期版本兼容。

专有特征

HTTP/1.1 和HTTP/1.0 支持

Connector 支持HTTP/1.1协议的所有必需特征（如RFC2616所描述的），包括永久性连接，流水线，expectations and chunked encoding。如果客户端（通常是一个浏览器）只支持HTTP/1.0，Connector会自动跳回到HTTP/1.0。不需要特殊的配置来使能这 个支持。Connector也支持HTTP/1.0保活机制。

RFC2616要求HTTP服务器的响应总是以它们宣称支持的最高HTTP版本开始。因此，这个Connector在它的响应的开始总是返回HTTP/1.1。

 

日志输出

Connector产生的任何调试或者异常信息都会被自动路由到与Connector所属的Engine的Logger。不需要特殊的配置来使能这个支持。

 

代理支持

在Tomcat位于代理服务器后面时，可以使用proxyName和proxyPort属性。这些属性修改了调用 requset.getServerName()和request.getServerPort()的返回值，用来构造重定向的绝对URL。如果不设置这 些值，返回值反映了代理服务器收到的连接的服务器名称和端口号，而不是客户端发起的服务器名称和端口号。

更多信息，参考代理支持HOW-TO

SSL支持

对Connector的特定实例，可以将secure属性设为true，来使能SSL支持。另外，可以配置如下属性：

 

属性描述

algorithm	使用的认证编码算法。缺省值为SunX509。
clientAuth	如果在接受某个连接之前，需要客户端发送有效证书链，将该值设为true。如果为false（缺省值），不需要使用证书链。除非客户端请求被CLIENT-CERT认证保护的资源。
keystoreFile	存储服务器证书的keystore文件路径。缺省情况下，路径指向运行Tomcat的用户主目录下的".keystore"。
keystorePass	用来访问服务器证书的密码，缺省值未"changeit"
keystoreType	用于存储服务器证书的keystore文件的类型。缺省值未"JKS"
sslProtocol	SSL协议的版本号，缺省值是TLS
ciphers	可以使用的加密算法列表，用逗号分开。如果没有指定，可以使用任何算法。

 

 

[Tomcat源码系列] Tomcat Connector

 Connector是Tomcat最核心的组件之一，负责处理一个WebServer最核心的连接管理、Net IO、线程（可选）、协议解析和处理的工作。
一、连接器介绍
在开始Connector探索之路之前，先看看Connector几个关键字

• NIO：Tomcat可以利用Java比较新的NIO技术，提升高并发下的Socket性能
• AJP：Apache JServ Protocol，AJP的提出当然还是为了解决java亘古不变的问题——性能，AJP协议是基于包的长连接协议，以减少前端Proxy与Tomcat连接Socket连接创建的代价，目前Apache通过JK和AJP_ROXY的方式支持AJP协议，需要注意的是，虽然Nginx作为代理服务器性能强劲，但其只能通过HTTP PROXY的方式与后端的Tomcat联系，因此如果从作为代理服务器的角度上讲，在这种情况下Nginx未必会比Apache体现出更优的性能
• APR/Native：Apache Portable Runtime，还是一个词，性能。APR的提出利用Native代码更好地解决性能问题，更好地与本地服务器(linux)打交道。让我们看看Tomcat文档对APR的介绍

Tomcat6文档 写道

Tomcat can use the Apache Portable Runtime to provide superior scalability, performance, and better integration with native server technologies. The Apache Portable Runtime is a highly portable library that is at the heart of Apache HTTP Server 2.x. APR has many uses, including access to advanced IO functionality (such as sendfile, epoll and OpenSSL), OS level functionality (random number generation, system status, etc), and native process handling (shared memory, NT pipes and Unix sockets).
These features allows making Tomcat a general purpose webserver, will enable much better integration with other native web technologies, and overall make Java much more viable as a full fledged webserver platform. rather than simply a backend focused technology.

通过对如上名词的组合，Tomcat组成了如下的Connector系列：

• Http11Protocol：支持HTTP1.1协议的连接器
• Http11NioProtocol：支持HTTP1.1 协议+ NIO的连接器
• Http11AprProtocol：使用APR技术处理连接的连接器
• AjpProtocol：支持AJP协议的连接器
• AjpAprProtocol：使用APR技术处理连接的连接器

二、范例
      我们以最简单的Http11Protocol为例，看看从请求进来到处理完毕，连接器部件是处理处理的。首先我们利用Tomcat组件组成我们一个最简单的WebServer，其具备如下功能：

• 监停某个端口，接受客户端的请求，并将请求分配给处理线程
• 处理线程处理请求，分析HTTP1.1请求，封装Request/Response对象，并将请求由请求处理器处理
• 实现最简单的请求处理器，向客户端打印Hello World

代码非常简单，首先是主功能（这里，我们利用JDK5.0的线程池，连接器不再管理线程功能）：

Java代码

1. package ray.tomcat.test;   
2.   
3. import java.util.concurrent.BlockingQueue;   
4. import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;   
5. import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;   
6. import java.util.concurrent.TimeUnit;   
7.   
8. import org.apache.coyote.http11.Http11Protocol;   
9.   
10. public class TomcatMainV2   
11. {   
12.     public static void main(String[] args) throws Exception   
13.     {   
14.         Http11Protocol protocol = new Http11Protocol();   
15.         protocol.setPort(8000);   
16.         ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = createThreadPoolExecutor();   
17.         threadPoolExecutor.prestartCoreThread();   
18.         protocol.setExecutor(threadPoolExecutor);   
19.         protocol.setAdapter(new MyHandler());   
20.         protocol.init();   
21.         protocol.start();   
22.     }   
23.   
24.     public static ThreadPoolExecutor createThreadPoolExecutor()   
25.     {   
26.         int corePoolSize = 2;   
27.         int maximumPoolSize = 10;   
28.         long keepAliveTime = 60;   
29.         TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;   
30.         BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>();   
31.         ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(   
32.                 corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);   
33.         return threadPoolExecutor;   
34.     }   
35. }  

 

请求处理器向客户端打引Hello World，代码如下

Java代码

1. package ray.tomcat.test;   
2.   
3. import java.io.ByteArrayOutputStream;   
4. import java.io.OutputStreamWriter;   
5. import java.io.PrintWriter;   
6.   
7. import org.apache.coyote.Adapter;   
8. import org.apache.coyote.Request;   
9. import org.apache.coyote.Response;   
10. import org.apache.tomcat.util.buf.ByteChunk;   
11. import org.apache.tomcat.util.net.SocketStatus;   
12.   
13. public class MyHandler implements Adapter   
14. {   
15.     //支持Comet，Servlet3.0将对Comet提供支持，Tomcat6目前是非标准的实现   
16.     public boolean event(Request req, Response res, SocketStatus status)   
17.             throws Exception   
18.     {   
19.         System.out.println("event");   
20.         return false;   
21.     }   
22.   
23.     //请求处理   
24.     public void service(Request req, Response res) throws Exception   
25.     {   
26.         System.out.println("service");   
27.   
28.         ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();   
29.         PrintWriter writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(baos));   
30.         writer.println("Hello World");   
31.         writer.flush();   
32.   
33.         ByteChunk byteChunk = new ByteChunk();   
34.         byteChunk.append(baos.toByteArray(), 0, baos.size());   
35.         res.doWrite(byteChunk);   
36.     }      
37. }  

 

     运行主程序，在浏览器中输入http://127.0.0.1:8000，我们可以看到打印”Hello World”
三、分析
     以如上Http11Protocol为例，我们可以看到，Tomcat实现一个最简单的处理Web请求的代码其实非常简单，其主要包括如下核心处理类：

• Http11Protocol：Http1.1协议处理入口类，其本身没有太多逻辑，对请求主要由JIoEndPoint类处理
• Http11Protocol$Http11ConnectionHandler：连接管理器，管理连接处理队列，并分配Http11Processor对请求进行处理
• Http11Processor：请求处理器，负责HTTP1.0协议相关的工作，包括解析请求和处理响应信息，并调用Adapter做实际的处理工作，如上我们看到了我们自定义的Adapter实现响应”Hello World”
• JIoEndPoint：监停端口，启动接受线程准备接收请求，在请求接受后转给工作线程处理
• JIoEndPoint$Acceptor：请求接收器，接收后将Socket分配给工作线程继续后续处理
• JIoEndPoint$Worker：工作线程，使用Handler来处理请求，对于我们的HTTP1.1协议来说，其实现是Http11Protocol$Http11ConnectionHandler。这部分不是必须的，也可以选择JDK的concurrent包的线程池

      实际上各种连接器实现基本大同小异，基本上都是由如上部分组合而成

      1.初始化：首先，还是从入口开始，先看看初始化init

Java代码

1. public void init() throws Exception {   
2.         endpoint.setName(getName());   
3.         endpoint.setHandler(cHandler); //请求处理器，对于HTTP1.1协议，是Http11Protocol$Http11ConnectionHandler   
4.   
5.           
6. // 初始化ServerSocket工厂类，如果需SSL/TLS支持，使用JSSESocketFactory/PureTLSSocketFactory   
7. . . . (略)          
8.               //主要的初始化过程实际是在endpoint(JIoEndpoint)   
9.         endpoint.init();   
10.         . . . (略)   
11.     }  

      Http11Protocol的初始化非常简单，准备好ServerSocket工厂，调用JIoEndPoint的初始化。让我们接下来看看JIoEndPoint的初始化过程

Java代码

1. public void init()   
2.         throws Exception {   
3.   
4.         if (initialized)   
5.             return;   
6.           
7.         // Initialize thread count defaults for acceptor   
8.         // 请求接收处理线程，这个值实际1已经足够   
9.         if (acceptorThreadCount == 0) {   
10.             acceptorThreadCount = 1;   
11.         }   
12.         if (serverSocketFactory == null) {   
13.             serverSocketFactory = ServerSocketFactory.getDefault();   
14.         }   
15.           
16.         //创建监停ServerSocket，port为监听端口，address为监停地址   
17.         // backlog为连接请求队列容量(@param backlog how many connections are queued)   
18.         if (serverSocket == null) {   
19.             try {   
20.                 if (address == null) {   
21.                     serverSocket = serverSocketFactory.createSocket(port, backlog);   
22.                 } else {   
23.                     serverSocket = serverSocketFactory.createSocket(port, backlog, address);   
24.                 }   
25.             } catch (BindException be) {   
26.                 throw new BindException(be.getMessage() + ":" + port);   
27.             }   
28.         }   
29.         //if( serverTimeout >= 0 )   
30.         //    serverSocket.setSoTimeout( serverTimeout );   
31.           
32.         initialized = true;     
33.     }  

        可以看到，监停端口在此处准备就绪

Java代码

1. public void start()   
2.      throws Exception {   
3.      // Initialize socket if not done before   
4.      if (!initialized) {   
5.          init();   
6.      }   
7.      if (!running) {   
8.          running = true;   
9.          paused = false;   
10.   
11.          // Create worker collection   
12.          // 初始化工作线程池，有WorkerStack(Tomcat自实现)和Executor(JDK concurrent包)两种实现  
13.          if (executor == null) {   
14.              workers = new WorkerStack(maxThreads);   
15.          }   
16.   
17.          // Start acceptor threads   
18.          // 启动请求连接接收处理线程   
19.          for (int i = 0; i < acceptorThreadCount; i++) {   
20.              Thread acceptorThread = new Thread(new Acceptor(), getName() + "-Acceptor-" + i);   
21.              acceptorThread.setPriority(threadPriority);   
22.              acceptorThread.setDaemon(daemon); //设置是否daemon参数，默认为true   
23.              acceptorThread.start();   
24.          }   
25.      }   
26.  }  

 

      2．准备好连接处理：初始化完毕，准备好连接处理，准备接收连接上来，同样的，Http11Protocol的start基本没干啥事，调用一下JIoEndPoint的start，我们来看看JIoEndPoint的start

Java代码

1. public void start()   
2.      throws Exception {   
3.      // Initialize socket if not done before   
4.      if (!initialized) {   
5.          init();   
6.      }   
7.      if (!running) {   
8.          running = true;   
9.          paused = false;   
10.   
11.          // Create worker collection   
12.          // 初始化工作线程池，有WorkerStack(Tomcat自实现)和Executor(JDK concurrent包)两种实现  
13.          if (executor == null) {   
14.              workers = new WorkerStack(maxThreads);   
15.          }   
16.   
17.          // Start acceptor threads   
18.          // 启动请求连接接收处理线程   
19.          for (int i = 0; i < acceptorThreadCount; i++) {   
20.              Thread acceptorThread = new Thread(new Acceptor(), getName() + "-Acceptor-" + i);   
21.              acceptorThread.setPriority(threadPriority);   
22.              acceptorThread.setDaemon(daemon); //设置是否daemon参数，默认为true   
23.              acceptorThread.start();   
24.          }   
25.      }   
26.  }  

      主要处理的事情无非就是准备和工作线程（处理具体请求的线程度池，可选，也可以使用JDK5.0的线程池），连接请求接收处理线程（代码中，一般acceptorThreadCount=1）

      3．连接请求接收处理：准备就绪，可以连接入请求了。现在工作已经转到了Acceptor(JIoEndPoint$Acceptor)这里，我们看看Acceptor到底做了些啥

Java代码

1. public void run() {   
2.   
3.             // Loop until we receive a shutdown command   
4.             while (running) {   
5.                 . . . (略)   
6.                     //阻塞等待客户端连接   
7.                     Socket socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);   
8.                     serverSocketFactory.initSocket(socket);   
9.                     // Hand this socket off to an appropriate processor   
10.                     if (!processSocket(socket)) {   
11.                         // Close socket right away   
12.                         try {   
13.                             socket.close();   
14.                         } catch (IOException e) {   
15.                             // Ignore   
16.                         }   
17.                     }   
18.                   . . . (略)   
19.             }   
20.  }   
21. . . . (略)   
22.     protected boolean processSocket(Socket socket) {   
23.         try {   
24.             //由工作线程继续后续的处理   
25.             if (executor == null) {   
26.                 getWorkerThread().assign(socket);   
27.             } else {   
28.                 executor.execute(new SocketProcessor(socket));   
29.             }   
30.         } catch (Throwable t) {   
31.             . . . (略)              
32. return false;   
33.         }   
34.         return true;   
35.     }  

       实际上也没有什么复杂的工作，无非就是有连接上来之后，将连接转交给工作线程(SocketProcessor)去处理

       4.工作线程：SocketProcessor

Java代码

1. public void run() {   
2.             // Process the request from this socket   
3.             if (!setSocketOptions(socket) || !handler.process(socket)) {   
4.                 // Close socket   
5.                 try {   
6.                     socket.close();   
7.                 } catch (IOException e) {   
8.                 }   
9.             }   
10.             // Finish up this request   
11.             socket = null;   
12.         }     

    工作线程主要是设置一下Socket参数，然后将请求转交给handler去处理，需要注意一下如下几个连接参数的意义：

• SO_LINGER：若设置了SO_LINGER并确定了非零的超时间隔，则closesocket()调用阻塞进程，直到所剩数据发送完毕或超时。这种关闭称为“优雅的”关 闭。请注意如果套接口置为非阻塞且SO_LINGER设为非零超时，则closesocket()调用将以WSAEWOULDBLOCK错误返回。若在一个流类套接口上设置了SO_DONTLINGER，则closesocket()调用立即返回。但是，如果可能，排队的数据将在套接口关闭前发送。请注意，在这种情况下WINDOWS套接口实现将在 一段不确定的时间内保留套接口以及其他资源(TIME_WAIT)，这对于想用所以套接口的应用程序来说有一定影响。默认此参数不打开
• TCP_NODELAY：是否打开Nagle，默认打开，使用Nagle算法是为了避免多次发送小的分组，而是累计到一定程度或者超过一定时间后才一起发送。对于AJP连接，可能需要关注一下这个选项。
• SO_TIMEOUT：JDK API注释如下，With this option set to a non-zero timeout,a read() call on the InputStream associated with this Socket will block for only this amount of time.  If the timeout expires, a java.net.SocketTimeoutException is raised, though the Socket is still valid. The option must be enabled prior to entering the blocking operation to have effect. The timeout must be > 0。默认设置的是60秒

        关于默认的设置，可以参见org.apache.coyote.http11.Constants定义
      5．最终请求终于回到了Handler，此处的Handler实现是org.apache.coyote.http11.Http11Processor，其主要处理一些HTTP协议性细节的东西，此处代码不再列出，有兴趣可以自行读代码。最终请求终于回到了我们的Adapter对象，一个请求处理完毕，功德圆满。

 

转载自：http://1632004.blog.163.com/blog/static/29991497201201912858468/

评论

1 楼 fxf-风翔飞 2014-02-12  

背景颜色换个吧，影响阅读。。。