淺談Tomcat多層容器的設(shè)計(jì)

更新時(shí)間：2021年07月22日 10:51:54 作者：JavaEdge.

Tomcat的容器用來裝載Servlet。那Tomcat的Servlet容器是如何設(shè)計(jì)的呢，本文就詳細(xì)的來介紹一下，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的可以了解一下

容器的層次結(jié)構(gòu)

Tomcat設(shè)計(jì)了4種容器：Engine、Host、Context和Wrapper

Tomcat通過這種分層，使得Servlet容器具有很好的靈活性。

Context表示一個(gè)Web應(yīng)用程序
Wrapper表示一個(gè)Servlet，一個(gè)Web應(yīng)用程序中可能會(huì)有多個(gè)Servlet
Host代表一個(gè)虛擬主機(jī)，或一個(gè)站點(diǎn)，可以給Tomcat配置多個(gè)虛擬主機(jī)地址，而一個(gè)虛擬主機(jī)下可以部署多個(gè)Web應(yīng)用程序
Engine表示引擎，用來管理多個(gè)虛擬站點(diǎn)，一個(gè)Service最多只能有一個(gè)Engine

觀察Tomcat的server.xml配置文件。Tomcat采用了組件化設(shè)計(jì)，最外層即是Server

這些容器具有父子關(guān)系，形成一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)，Tomcat用組合模式來管理這些容器。

所有容器組件都實(shí)現(xiàn)Container接口，因此組合模式可以使得用戶對(duì)

單容器對(duì)象
最底層的Wrapper

組合容器對(duì)象
上面的Context、Host或者Engine
的使用具有一致性。

Container接口定義：

public interface Container extends Lifecycle {
    public void setName(String name);
    public Container getParent();
    public void setParent(Container container);
    public void addChild(Container child);
    public void removeChild(Container child);
    public Container findChild(String name);
}

請(qǐng)求定位Servlet的過程

搞這么多層次的容器，Tomcat是怎么確定請(qǐng)求是由哪個(gè)Wrapper容器里的Servlet來處理的呢？
Tomcat用Mapper組件完成這個(gè)任務(wù)。

Mapper就是將用戶請(qǐng)求的URL定位到一個(gè)Servlet

工作原理

Mapper組件保存了Web應(yīng)用的配置信息：容器組件與訪問路徑的映射關(guān)系，比如

Host容器里配置的域名
Context容器里的Web應(yīng)用路徑
Wrapper容器里Servlet映射的路徑

這些配置信息就是一個(gè)多層次的Map。

當(dāng)一個(gè)請(qǐng)求到來時(shí)，Mapper組件通過解析請(qǐng)求URL里的域名和路徑，再到自己保存的Map里去查找，就能定位到一個(gè)Servlet。
一個(gè)請(qǐng)求URL最后只會(huì)定位到一個(gè)Wrapper容器，即一個(gè)Servlet。

假如有一網(wǎng)購系統(tǒng)，有

面向B端管理人員的后臺(tái)管理系統(tǒng)
面向C端用戶的在線購物系統(tǒng)

這倆系統(tǒng)跑在同一Tomcat，為隔離它們的訪問域名，配置兩個(gè)虛擬域名：

manage.shopping.com
管理人員通過該域名訪問Tomcat去管理用戶和商品，而用戶管理和商品管理是兩個(gè)單獨(dú)的Web應(yīng)用

user.shopping.com
C端用戶通過該域名去搜索商品和下訂單，搜索功能和訂單管理也是兩個(gè)獨(dú)立Web應(yīng)用

這樣部署，Tomcat會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Service組件和一個(gè)Engine容器組件，在Engine容器下創(chuàng)建兩個(gè)Host子容器，在每個(gè)Host容器下創(chuàng)建兩個(gè)Context子容器。由于一個(gè)Web應(yīng)用通常有多個(gè)Servlet，Tomcat還會(huì)在每個(gè)Context容器里創(chuàng)建多個(gè)Wrapper子容器。每個(gè)容器都有對(duì)應(yīng)訪問路徑

Tomcat如何將URL定位到一個(gè)Servlet呢？

首先，根據(jù)協(xié)議和端口號(hào)選定Service和Engine
Tomcat的每個(gè)連接器都監(jiān)聽不同的端口，比如Tomcat默認(rèn)的HTTP連接器監(jiān)聽8080端口、默認(rèn)的AJP連接器監(jiān)聽8009端口。該URL訪問8080端口，因此會(huì)被HTTP連接器接收，而一個(gè)連接器是屬于一個(gè)Service組件的，這樣Service組件就確定了。一個(gè)Service組件里除了有多個(gè)連接器，還有一個(gè)Engine容器，因此Service確定了，Engine也確定了。

根據(jù)域名選定Host。
Mapper組件通過URL中的域名去查找相應(yīng)的Host容器，比如user.shopping.com，因此Mapper找到Host2容器。

根據(jù)URL路徑找到Context組件
Host確定以后，Mapper根據(jù)URL的路徑來匹配相應(yīng)的Web應(yīng)用的路徑，比如例子中訪問的是/order，因此找到了Context4這個(gè)Context容器。

最后，根據(jù)URL路徑找到Wrapper（Servlet）
Context確定后，Mapper再根據(jù)web.xml中配置的Servlet映射路徑來找到具體Wrapper和Servlet。

并非只有Servlet才會(huì)去處理請(qǐng)求，查找路徑上的父子容器都會(huì)對(duì)請(qǐng)求做一些處理：

連接器中的Adapter會(huì)調(diào)用容器的Service方法執(zhí)行Servlet
最先拿到請(qǐng)求的是Engine容器，Engine容器對(duì)請(qǐng)求做一些處理后，會(huì)把請(qǐng)求傳給自己子容器Host繼續(xù)處理，依次類推
最后這個(gè)請(qǐng)求會(huì)傳給Wrapper容器，Wrapper會(huì)調(diào)用最終的Servlet來處理

這個(gè)調(diào)用過程使用的Pipeline-Valve管道，責(zé)任鏈模式，在一個(gè)請(qǐng)求處理的過程中有很多處理者依次對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理，每個(gè)處理者負(fù)責(zé)做自己相應(yīng)的處理，處理完之后將再調(diào)用下一個(gè)處理者繼續(xù)處理。

Valve表示一個(gè)處理點(diǎn)，比如權(quán)限認(rèn)證和記錄日志。

public interface Valve {
  public Valve getNext();
  public void setNext(Valve valve);
  public void invoke(Request request, Response response)
}

由于Valve是一個(gè)處理點(diǎn)，因此invoke方法就是來處理請(qǐng)求的。
Pipeline接口：

public interface Pipeline extends Contained {
  public void addValve(Valve valve);
  public Valve getBasic();
  public void setBasic(Valve valve);
  public Valve getFirst();
}

所以Pipeline中維護(hù)了Valve鏈表，Valve可插入到Pipeline。
Pipeline中沒有invoke方法，因?yàn)檎麄€(gè)調(diào)用鏈的觸發(fā)是Valve完成自己的處理后，調(diào)用getNext.invoke調(diào)用下一個(gè)Valve。

每個(gè)容器都有一個(gè)Pipeline對(duì)象，只要觸發(fā)這個(gè)Pipeline的第一個(gè)Valve，這個(gè)容器里Pipeline中的Valve就都會(huì)被調(diào)用到。但不同容器的Pipeline如何鏈?zhǔn)接|發(fā)？
比如Engine中Pipeline需要調(diào)用下層容器Host中的Pipeline。
Pipeline有個(gè)getBasic方法。這個(gè)BasicValve處于Valve鏈尾，負(fù)責(zé)調(diào)用下層容器的Pipeline里的第一個(gè)Valve。

整個(gè)調(diào)用過程由連接器中的Adapter觸發(fā)的，它會(huì)調(diào)用Engine的第一個(gè)Valve：

Wrapper

容器的最后一個(gè)Valve會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Filter鏈，并調(diào)用doFilter方法，最終會(huì)調(diào)到Servlet的service方法。

Valve和Filter有什么區(qū)別呢？

Valve是Tomcat的私有機(jī)制，與Tomcat緊耦合。Servlet API是公有標(biāo)準(zhǔn)，所有Web容器包括Jetty都支持Filter
Valve工作在Web容器級(jí)別，攔截所有應(yīng)用的請(qǐng)求。Servlet Filter工作在應(yīng)用級(jí)別，只攔截某個(gè)Web應(yīng)用的所有請(qǐng)求。若想做整個(gè)Web容器的攔截器，必須使用Valve。

到此這篇關(guān)于淺談Tomcat多層容器的設(shè)計(jì)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Tomcat 多層容器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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