Tomcat6.0源码学习--架构概述

Tomcat6 是最新版本的 web 容器，其支持最新版本的 servlet2.5 和 jsp2.1 。而且 Tomcat6 架构也是经过重新设计优化过的，所以我们有必要分析一下它的架构过程。显然，这是一个通过阅读 Tomcat 的源代码及相关文档，演绎架构的过程。或许有人会说，这不是放马后炮吗？！！但我觉得这是自我进步的一个必经步骤，先模仿之，然后才能超越之，毕竟我本凡人。

Tomcat 的架构总的来说是分层次的、可插拔的组件架构。分层次是指构成 Tomcat 的组件不是同一级别的，上层组件可以包含子组件，各个组件有其功能范围，当一个组件停止服务时，不会影响上层组件的服务。可插拔是指对于组件的添加和删除并不影响服务器的运行。那么为了达到可插拔的组件架构，分层次的组件架构必成为基础。

对于任何服务器，即使最简单的实现，从面向对象设计（ OOD ）的角度来说，我们都有必要将“服务器”这个概念抽象出来，为什么呢？因为只有有了这个概念，才能谈服务器的实例，服务器的功能等等其它概念，此之谓“皮之不存，毛将焉附”。赶巧（ 其实是我的想法恰好撞上人家的想法 ）， Tomcat 也将“服务器”抽象为 java 接口 org.apache.catalina.Server ，显然 Server 应该就是最最顶层的组件了。

有了 Server 这个抽象，很自然的，我们希望它能够提供对 servlet 和 jsp 支持的功能。但是我们发现这个概念太大了，我们还需再细化。所以别急，我们还有一些事情要解决。服务器要提供服务就必须能够启动，当然也应该能够停止吧，也就是说服务器应该是有生命的，在启动时初始化必要的资源，而在停止时将其其销毁掉。好吧，我们把这个也抽象出来，叫做生命周期接口， tomcat 实现为 org.apache.catalina.Lifecycle. 如上所述我们知道 Lifecycle 需要完成的工作了。

public void start () throws LifecycleException;

public void stop() throws LifecycleException;

接下来我们分析服务器如何来处理客户端的请求，一般的我们会在浏览器中输入如下格式的请求， http://192.168.8.221:8080/explorer/loginInit.do 。对于服务器来说，要想处理这个请求，就必须监听指定的端口 8080 ，当有 TCP 的请求包来时，建立 Socket 连接，分析并解析之，然后给客户端返回响应。在这个过程中，我们发现，其实包含了俩个功能点，即监听并接受请求和处理请求。那么我们能否将这俩个功能给抽象出来呢？ Tomcat 告诉我们，可以。是的， Tomcat 将“监听并接收请求”抽象为 org.apache.catalina.connector.Connector 类，负责接受请求；将“处理请求”抽象为“容器” org.apache.catalina.Container ，负责处理 Connector 传递过来的请求。

Ok, 到此，我们分析构建的简单服务器模型出来了， Server 由 Connector 组件和 Container 组件结合提供 web 服务。

 

图 2

有了这个模型后，要实现一个简单的 Server 已经很简单了，但是在实现 Container 时，我们还是要做很多事情，如当来请求，我们怎么知道该请求对应得虚拟主机，以及请求的那个应用，应该交给那个 servlet 对象来处理？这样看来， Container 还是太大了，需要细化。根据 Servlet 规范，我们知道， servlet 属于某个应用，且有上下文环境， Container 要根据应用上下文环境初始化 servlet ，然后根据 servlet 映射调用 servlet 的 service 方法。在这里“应用上下文环境”的概念很重要， Tomcat 将其抽象为 org.apache.catalina.Context ， Context 继承了 Container 接口。对于虚拟主机， Tomcat 将其抽象为 org.apache.catalina.Host ， Host 继承了 Container 接口。

好了，有了这些概念，我们再回顾一下请求的处理过程：浏览器发出请求， Connector 接受请求，将请求交由 Container 处理， Container 查找请求对应的 Host 并将请求传递给它， Host 拿到请求后查找相应的应用上下文环境，准备 servlet 环境并调用 service 方法。

现在，我们的服务器模型变成了如图 3 所示了。

 

图 3

但是在 Tomcat 的实现体系中还有一个 Engine 的接口， Engine 也继承了 Container 接口，那么这个接口什么用呢？设计 Engine 的目的有俩个目的，一，当希望使用拦截器查看（过滤或预处理）每个请求时， Engine 是个很好的拦截点。二，当希望多个虚拟 Host 共享一个 Http 的 Connector 时， Engine 是个很好的门面。所以， Engine 接口是作为顶级 Container 组件来设计的，其作用相当于一个 Container 的门面。有了 Engine ，请求的处理过程变为：浏览器发出请求， Connector 接受请求，将请求交由 Container （这里是 Engine ）处理， Container （ Engine 来担当）查找请求对应的 Host 并将请求传递给它， Host 拿到请求后查找相应的应用上下文环境，准备 servlet 环境并调用 service 方法。再看看服务器的模型，如图 4.

 

图 4

到目前，我们碰到的组件类型有 Connector 和 Container ，其实，这也就是 Tomcat 的核心组件。如图 4 ，一组 Connector 和一个 Container 有机的组合在一起构成 Server ，就可以提供服务了，对于 Tomcat 来说，主要是提供 Servlet 服务，那么也就是说 Tomcat 服务器也可以提供其它服务了？是的， Tomcat 将“一组 Connector 和一个 Container 有机的组合”抽象为“服务”接口 org.apache.catalina.Service ，然而，这些服务实例彼此独立，仅仅共享 JVM 的基础设施，如系统类路径。

进一步的，我们得到了服务器的框架模型，如图 5.

 

图 5

    由图 5 ，我们知道，对于 Tomcat 服务器来说，除了 Server 代表它自己以外，其它组件都是功能组件，都有其职责范围。 Service 为最顶层的组件，可以添加 Connector 和 Container 组件。 Engine 是 Container 的最顶层组件，可以添加 Host 组件，但不能添加父组件。 Host 组件的父组件是 Engine ， Host 下面包含有 Context 组件。

    接下来看看标准的 Tomcat 体系结构，如图 6.

 

图 6

比较图 5 和图 6. 我们发现，还有很多辅助组件没有抽象出来。当然，随着需求的一步步加深，我的分析也会一步步深入，这些个组件也会慢慢浮出水面。

评论

2 楼 康跷_0613 2013-01-29  

图片看不到了..

1 楼 xuan 2011-01-27  

高人啊。。