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前言
Tomcat 要实现 2 个核心功能：
- 处理 Socket 连接，负责网络字节流与
Request和Response对象的转化。 - 加载和管理 Servlet，以及具体处理 Request 请求。
因此 Tomcat 设计了两个核心组件连接器（Connector）和容器（Container）来分别做这两件事情。连接器负责对外交流，容器负责内部处理。
Tomcat 支持的多种 I/O 模型和应用层协议
Tomcat 支持的 I/O 模型有：
NIO：非阻塞 I/O，采用 Java NIO 类库实现。NIO.2：异步 I/O，采用 JDK 7 最新的 NIO.2 类库实现。APR：采用 Apache 可移植运行库实现，是 C/C++ 编写的本地库。
Tomcat 支持的应用层协议有：
HTTP/1.1：这是大部分 Web 应用采用的访问协议。AJP：用于和 Web 服务器集成（如 Apache）。HTTP/2：HTTP 2.0 大幅度的提升了 Web 性能
Tomcat 为了实现支持多种 I/O 模型和应用层协议，一个容器可能对接多个连接器，就好比一个房间有多个门。但是单独的连接器或者容器都不能对外提供服务，需要把它们组装起来才能工作，组装后这个整体叫作 Service 组件。Service 本身没有做什么重要的事情，只是在连接器和容器外面多包了一层，把它们组装在一起。Tomcat 内可能有多个 Service，这样的设计也是出于灵活性的考虑。通过在 Tomcat 中配置多个 Service，可以实现通过不同的端口号来访问同一台机器上部署的不同应用。
最顶层是 Server，这里的 Server 指的就是一个 Tomcat 实例。一个 Server 中有一个或者多个 Service，一个 Service 中有多个连接器和一个容器。连接器与容器之间通过标准的 ServletRequest 和 ServletResponse 通信
Tomcat组件一览
Tomcat中的核心组件包含Connector和Engine两大类，分别负责对外 处理网络连接，对内处理业务请求
一、Tomcat核心组件
1、Server组件
Server是最顶级的组件，代表Tomcat运行的实例，在一个JVM中只会包含一个Server，包含：
Listener组件：在Server的整个生命周期中，不同阶段会有不同的会有不同的事情要完成，为扩展方便，它因此引入了监听器方式GlobalNamingResources组件：方便在Tomcat中集成JNDIService核心组件
2、Service组件
一个Server组件下可以包含多个Service组件，每个Service组件包含多个接收消息的Connector组件和处理请求的Engine组件。其中，不同的Connector组件使用不同的通信协议，如HTTP协议和AJP协议
3、Connector组件
主要职责是负责接收客户端连接并接收消息报文并解析，然后交给容器处理。因为要支持不同的协议，因此需要不同的Connector组件，每种协议对应一个Connector组件；目前Tomcat包含HTTP和AJP两种协议的Connector。根据网络I/O模型的不同方式，分为阻塞I/O和非阻塞I/O
Http11Protocal组件，是Http1.1版本的抽象，它包含接收客户端连接、接收客户端消息报文、报文解析处理、对客户端的响应等过程；主要由JIoEndpoint组件和Http11Processor组件组成Mapper组件：客户端请求的路由映射组件，可以将一个完整的路由映射到对应的ServletCoyoteAdaptor组件，将Connector和Container适配起来的适配器
可以发现，非阻塞模式相比阻塞模式多个一个Poller组件，该组件的职责是在非阻塞I/O方式下轮询多个客户端连接，不断检测(I/O连接是否就绪)、处理各种事件
4、Engine组件
Tomcat内部有4个级别的容器，分别是Engine、Host、Context和Wrapper。Engine代表全局Servlet引擎，每个Service组件只能包含一个Engine容器组件，但Engine组件能包含多个Host容器。除Host外，还包含一下几个组件
Listener组件：可以在Tomcat生命周期中完成某些Engine容器相关工作的监听器AccessLog组件：客户端访问日志，所有的客户端访问都会被记录Cluster组件：提供集群功能，可以将Engine容器需要的共享数据同步到集群中的其他Tomcat 实例上Pipeline组件：Engine容器对请求进行处理的管道Realm组件：安全管理器，提供了Engine容器级别的用户 - 密码 - 权限的数据对象，配合资源认证模块使用
5、Host组件
Tomcat中Host组件代表虚拟的主机，这些虚拟主机可以放在若干Web应用中的抽象(Context容器)。除了Context组件外，还包含如下组件：
Listener组件：可以在Tomcat生命周期中完成Host容器相关工作的监听器AccessLog组件：客户端的访问日志，对该虚拟主机上所有的Web应用的访问日志都会被记录Cluster组件：提供集群功能，可以将Host容器需要共享的数据同步到集群中的其他Tomcat实例上Pipeline组件：Host容器对请求进行处理的管道Realm组件：安全管理器，提供了Host级别的用户 - 密码 - 权限的数据对象，配合资源认证模块使用
6、Context组件
到Context这一级别，也就对应了我们的Web应用了。一个Context容器对应一个部署的Web应用。包含各种静态资源、若干Servlet(Wrapper容器)以及各种其他动态资源。主要包括如下组件：
Listener组件：可以在Tomcat生命周期中完成某些Context容器相关工作的监听器AccessLog组件：客户端的访问日志，对该Web应用的访问都会被记录Pipeline组件：Context容器对请求进行处理的管道Realm组件：安全管理器，提供了Context容器级别的用户-密码-权限的数据对象，配合资源认证模块使用Loader组件：Web应用加载器(这个不是类加载器，里面包含了类加载器)，用于加载Web应用的资源，它要保证不同Web应用之间的资源隔离Manager组件：会话管理器，用于管理对应Web容器的会话，包括维护会话的生成、更新和销毁NamingResource: 命名资源，负责Tomcat配置文件的server.xml和Web应用的context.xml资源和属性映射到内存中Wrapper组件：Context的核心子容器，也是Servlet的包装容器
7、Wrapper组件
对Servlet做了一层包装，一个Wrapper对应一个Servlet，包含如下组件：
Servlet组件：Servlet即Web应用开发常用的Servlet，我们会在Servlet中编写好请求的逻辑处理ServletPool组件：Servlet对象池，当Web应用的Servlet实现了SingleThreadModel接口时则会在Wrapper中产生一个Servlet对象池。线程执行时，需先从对象池中获取到一个Servlet对象，ServletPool组件能保证Servlet对象的线程安全Pipeline组件：Wrapper容器对请求进行处理的管道
二、请求处理整体过程
从整体上看一下客户端从发起请求到响应的整个请求在Tomact内部的流转过程
这里假定Tomcat处理Http请求的服务器，并且使用阻塞I/O方式接受客户端的连接。具体过程如下：
- 当Tomcat启动后，Connector组件的接收器(Acceptor)将会监听是否有客户端套接字连接接收Socket
- 一旦监听到
I/O事件就绪的客户端连接，则将连接交给线程池Executor处理，开始执行请求响应任务 Http11Processor组件负责从客户端连接中读取消息报文，然后开始解析Http的请求行、请求头、请求体。将解析后的报文封装成Request对象，方便后续处理时通过Request对象获取Http协议的相关信息Mapper组件根据Http协议请求行的URL属性和请求头的Host属性值匹配由哪个Host容器、哪个Context容器、哪个Wrapper容器处理请求，也就是要找到具体的Servlet。然后将路由的结果封装在Request对象中，方便后续处理通过Request对象选择容器CoyoteAdaptor组件负责将Connector组件和Engine容器连接起来，把前面处理过程中生成的请求对象Request和响应对象Response传递到Engine容器，调用它的管道Engine容器的管道开始处理请求，管道里包含若干个阀门(Value)，每个阀门负责某些逻辑处理。我们可以根据自己的需求往这个管道中添加阀门，首先执行xxxValue，然后执行基础阀门EngineValue，它会调用Host容器的管道Host容器的管道开始处理请求，同样也包含多个阀门，首先执行这些阀门，然后执行基础阀门HostValue，它继续调用Context容器的管道Context容器的管道开始处理请求，首先执行若干阀门，然后执行基础阀门ContextValue，它负责调用Wrapper容器的管道Wrapper容器的管道开始处理请求，首先执行若干阀门，然后执行基础阀门WrapperValue，它会执行该Wrapper容器对应的Servlet对象的处理方法，对请求进行逻辑处理(到这里就会调用我们的业务逻辑了)，并将结果输出到客户端
相关参考
Tomcat内核设计剖析[汪建]