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【转载】Tomcat6.0源码学习--架构概述  

2012-08-22 17:26:14|  分类: Tomcat |  标签: |举报 |字号 订阅

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Tomcat6是最新版本的web容器,其支持最新版本的servlet2.5jsp2.1。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servletjsp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,ServerConnector组件和Container组件结合提供web服务。

Tomcat6.0源码学习--架构概述 - Dinstone - Dinstone 的技术博客

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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servletservice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.ContextContext继承了Container接口。对于虚拟主机,Tomcat将其抽象为org.apache.catalina.HostHost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。

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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HttpConnector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,ContainerEngine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.

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到目前,我们碰到的组件类型有ConnectorContainer,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.

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    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ConnectorContainer组件。EngineContainer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EngineHost下面包含有Context组件。

    接下来看看标准的Tomcat体系结构,如图6.

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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。

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