走进JavaWeb技术世界5:初探Tomcat的HTTP请求过程

简介: 本系列文章将整理到我在GitHub上的《Java面试指南》仓库,更多精彩内容请到我的仓库里查看 https://github.com/h2pl/Java-Tutorial 喜欢的话麻烦点下Star哈 文章首发于我的个人博客: www.how2playlife.com 本文是微信公众号【Java技术江湖】的《走进JavaWeb技术世界》其中一篇,本文部分内容来源于网络,为了把本文主题讲得清晰透彻,也整合了很多我认为不错的技术博客内容,引用其中了一些比较好的博客文章,如有侵权,请联系作者。

本系列文章将整理到我在GitHub上的《Java面试指南》仓库,更多精彩内容请到我的仓库里查看

https://github.com/h2pl/Java-Tutorial

喜欢的话麻烦点下Star哈

文章首发于我的个人博客:

www.how2playlife.com

本文是微信公众号【Java技术江湖】的《走进JavaWeb技术世界》其中一篇,本文部分内容来源于网络,为了把本文主题讲得清晰透彻,也整合了很多我认为不错的技术博客内容,引用其中了一些比较好的博客文章,如有侵权,请联系作者。

该系列博文会告诉你如何从入门到进阶,从servlet到框架,从ssm再到SpringBoot,一步步地学习JavaWeb基础知识,并上手进行实战,接着了解JavaWeb项目中经常要使用的技术和组件,包括日志组件、Maven、Junit,等等内容,以便让你更完整地了解整个Java Web技术体系,形成自己的知识框架。

为了更好地总结和检验你的学习成果,本系列文章也会提供每个知识点对应的面试题以及参考答案。

如果对本系列文章有什么建议,或者是有什么疑问的话,也可以关注公众号【Java技术江湖】联系作者,欢迎你参与本系列博文的创作和修订。

走进JavaWeb技术世界5:初探Tomcat的HTTP请求过程

初探Tomcat的HTTP请求过程

图片描述

前言:
1.作为Java开发人员,大多都对Tomcat不陌生,由Apache基金会提供技术支持与维护,因为其免费开源且易用,作为Web服务器深受市场欢迎,所以有必要对其进行深入的研究,本系列皆以Tomcat 8.5为研究课题,下载地址:https://tomcat.apache.org/download-80.cgi

2.下图为 apache-tomcat-8.5.23.zip 在windows解压后的目录。

图片描述

下面是解压后的一些关键目录:

* /bin - 启动和停止服务等批处理文件. ( *.sh) 文件 (为Unix系统)、 (*.bat) 文件 (for Windows系统)是一个功能性的复制文件. 自从Win32 command-line 开始是一些单一的,缺乏功能的组件, 现在有一些拓展性的功能
* /conf - 配置文件和一些相关的DTD文件. 最重要的是 server.xml. 它是这个容器最主要的配置文件.
* /logs - 日志文件会打印到这里
* /webapps - 这里是你的应用程序部署的地方.

3.从最本质上讲,tomcat为一个servlet容器,首先研究一下Tomcat的架构,如下图:

图片描述

架构诠释:

1.Server(服务器)是Tomcat构成的顶级构成元素,所有一切均包含在Server中,Server的实现类StandardServer可以包含一个到多个Services,Service的实现类为StandardService调用了容器(Container)接口,其实是调用了Servlet Engine(引擎),而且StandardService类中也指明了该Service归属的Server;

2.Container: 引擎(Engine)、主机(Host)、上下文(Context)和Wraper均继承自Container接口,所以它们都是容器。但是,它们是有父子关系的,在主机(Host)、上下文(Context)和引擎(Engine)这三类容器中,引擎是顶级容器,直接包含是主机容器,而主机容器又包含上下文容器,所以引擎、主机和上下文从大小上来说又构成父子关系,虽然它们都继承自Container接口。

3.连接器(Connector)将Service和Container连接起来,首先它需要注册到一个Service,它的作用就是把来自客户端的请求转发到Container(容器),这就是它为什么称作连接器的原因。

从功能的角度将Tomcat源代码分成5个子模块,分别是:

Jsper模块: 这个子模块负责jsp页面的解析、jsp属性的验证,同时也负责将jsp页面动态转换为java代码并编译成class文件。在Tomcat源代码中,凡是属于org.apache.jasper包及其子包中的源代码都属于这个子模块;

Servlet和Jsp模块: 这个子模块的源代码属于javax.servlet包及其子包,如我们非常熟悉的javax.servlet.Servlet接口、javax.servet.http.HttpServlet类及javax.servlet.jsp.HttpJspPage就位于这个子模块中;

Catalina模块: 这个子模块包含了所有以org.apache.catalina开头的java源代码。该子模块的任务是规范了Tomcat的总体架构,定义了Server、Service、Host、Connector、Context、Session及Cluster等关键组件及这些组件的实现,这个子模块大量运用了Composite设计模式。同时也规范了Catalina的启动及停止等事件的执行流程。从代码阅读的角度看,这个子模块应该是我们阅读和学习的重点。

Connector模块: 如果说上面三个子模块实现了Tomcat应用服务器的话,那么这个子模块就是Web服务器的实现。所谓连接器(Connector)就是一个连接客户和应用服务器的桥梁,它接收用户的请求,并把用户请求包装成标准的Http请求(包含协议名称,请求头Head,请求方法是Get还是Post等等)。同时,这个子模块还按照标准的Http协议,负责给客户端发送响应页面,比如在请求页面未发现时,connector就会给客户端浏览器发送标准的Http 404错误响应页面。

Resource模块: 这个子模块包含一些资源文件,如Server.xml及Web.xml配置文件。严格说来,这个子模块不包含java源代码,但是它还是Tomcat编译运行所必需的。

Tomcat的组织结构

  • Tomcat是一个基于组件的服务器,它的构成组件都是可配置的,其中最外层的是Catalina servlet容器,其他组件按照一定的格式要求配置在这个顶层容器中。 

    Tomcat的各种组件都是在Tomcat安装目录下的/conf/server.xml文件中配置的。
    

由Server.xml的结构看Tomcat的体系结构

<Server>                                                //顶层类元素,可以包括多个Service   

    <Service>                                           //顶层类元素,可包含一个Engine,多个Connecter

        <Connector>                                     //连接器类元素,代表通信接口

                <Engine>                                //容器类元素,为特定的Service组件处理客户请求,要包含多个Host

                        <Host>                          //容器类元素,为特定的虚拟主机组件处理客户请求,可包含多个Context

                                <Context>               //容器类元素,为特定的Web应用处理所有的客户请求

                                </Context>

                        </Host>

                </Engine>

        </Connector>

    </Service>

</Server>

实际源码如下:

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">

  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />

  <!-- Security listener. Documentation at /docs/config/listeners.html

  <Listener className="org.apache.catalina.security.SecurityListener" />

  -->

  <!--APR library loader. Documentation at /docs/apr.html -->

  <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />

  <!--Initialize Jasper prior to webapps are loaded. Documentation at /docs/jasper-howto.html -->

  <Listener className="org.apache.catalina.core.JasperListener" />

  <!-- Prevent memory leaks due to use of particular java/javax APIs-->

  <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />

  <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />

  <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />

  <!-- Global JNDI resources

       Documentation at /docs/jndi-resources-howto.html

  -->

  <GlobalNamingResources>

    <!-- Editable user database that can also be used by

         UserDatabaseRealm to authenticate users

    -->

    <Resource name="UserDatabase" auth="Container"

              type="org.apache.catalina.UserDatabase"

              description="User database that can be updated and saved"

              factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"

              pathname="conf/tomcat-users.xml" />

  </GlobalNamingResources>

  <!-- A "Service" is a collection of one or more "Connectors" that share

       a single "Container" Note:  A "Service" is not itself a "Container",

       so you may not define subcomponents such as "Valves" at this level.

       Documentation at /docs/config/service.html

   -->

  <Service name="Catalina">

    <!--The connectors can use a shared executor, you can define one or more named thread pools-->

    <!--

    <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"

        maxThreads="150" minSpareThreads="4"/>

    -->

    <!-- A "Connector" represents an endpoint by which requests are received

         and responses are returned. Documentation at :

         Java HTTP Connector: /docs/config/http.html (blocking & non-blocking)

         Java AJP  Connector: /docs/config/ajp.html

         APR (HTTP/AJP) Connector: /docs/apr.html

         Define a non-SSL HTTP/1.1 Connector on port 8080

    -->

    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"

               connectionTimeout="20000"

               redirectPort="8443" />

    <!-- A "Connector" using the shared thread pool-->

    <!--

    <Connector executor="tomcatThreadPool"

               port="8080" protocol="HTTP/1.1"

               connectionTimeout="20000"

               redirectPort="8443" />

    -->

    <!-- Define a SSL HTTP/1.1 Connector on port 8443

         This connector uses the BIO implementation that requires the JSSE

         style configuration. When using the APR/native implementation, the

         OpenSSL style configuration is required as described in the APR/native

         documentation -->

    <!--

    <Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Protocol"

               maxThreads="150" SSLEnabled="true" scheme="https" secure="true"

               clientAuth="false" sslProtocol="TLS" />

    -->

    <!-- Define an AJP 1.3 Connector on port 8009 -->

    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

    <!-- An Engine represents the entry point (within Catalina) that processes

         every request.  The Engine implementation for Tomcat stand alone

         analyzes the HTTP headers included with the request, and passes them

         on to the appropriate Host (virtual host).

         Documentation at /docs/config/engine.html -->

    <!-- You should set jvmRoute to support load-balancing via AJP ie :

    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="jvm1">

    -->

    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">

      <!--For clustering, please take a look at documentation at:

          /docs/cluster-howto.html  (simple how to)

          /docs/config/cluster.html (reference documentation) -->

      <!--

      <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>

      -->

      <!-- Use the LockOutRealm to prevent attempts to guess user passwords

           via a brute-force attack -->

      <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">

        <!-- This Realm uses the UserDatabase configured in the global JNDI

             resources under the key "UserDatabase".  Any edits

             that are performed against this UserDatabase are immediately

             available for use by the Realm.  -->

        <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"

               resourceName="UserDatabase"/>

      </Realm>

      <Host name="localhost"  appBase="webapps"

            unpackWARs="true" autoDeploy="true">

        <!-- SingleSignOn valve, share authentication between web applications

             Documentation at: /docs/config/valve.html -->

        <!--

        <Valve className="org.apache.catalina.authenticator.SingleSignOn" />

        -->

        <!-- Access log processes all example.

             Documentation at: /docs/config/valve.html

             Note: The pattern used is equivalent to using pattern="common" -->

        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"

               prefix="localhost_access_log." suffix=".txt"

               pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />

      </Host>

    </Engine>

  </Service>

</Server>

由上可得出Tomcat的体系结构: 
 
图一:Tomcat的体系结构

由上图可看出Tomca的心脏是两个组件:Connecter和Container。一个Container可以选择多个Connecter,多个Connector和一个Container就形成了一个Service。Service可以对外提供服务,而Server服务器控制整个Tomcat的生命周期。

Tomcat Server处理一个HTTP请求的过程

 
图三:Tomcat Server处理一个HTTP请求的过程

Tomcat Server处理一个HTTP请求的过程

1、用户点击网页内容,请求被发送到本机端口8080,被在那里监听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得。

2、Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理,并等待Engine的回应。

3、Engine获得请求localhost/test/index.jsp,匹配所有的虚拟主机Host。

4、Engine匹配到名为localhost的Host(即使匹配不到也把请求交给该Host处理,因为该Host被定义为该Engine的默认主机),名为localhost的Host获得请求/test/index.jsp,匹配它所拥有的所有的Context。Host匹配到路径为/test的Context(如果匹配不到就把该请求交给路径名为“ ”的Context去处理)。

5、path=“/test”的Context获得请求/index.jsp,在它的mapping table中寻找出对应的Servlet。Context匹配到URL PATTERN为*.jsp的Servlet,对应于JspServlet类。

6、构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象,作为参数调用JspServlet的doGet()或doPost().执行业务逻辑、数据存储等程序。

7、Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host。

8、Host把HttpServletResponse对象返回给Engine。

9、Engine把HttpServletResponse对象返回Connector。

10、Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser。  

参考文章

http://www.360doc.com/content/10/0730/19/61151_42573873.shtml
https://my.oschina.net/leamon/blog/210133
https://www.cnblogs.com/xll1025/p/11366264.html
https://www.cnblogs.com/small-boy/p/8042860.html

微信公众号

个人公众号:程序员黄小斜

微信公众号【程序员黄小斜】新生代青年聚集地,程序员成长充电站。作者黄小斜,职业是阿里程序员,身份是斜杠青年,希望和更多的程序员交朋友,一起进步和成长!专注于分享技术、面试、职场等成长干货,这一次,我们一起出发。

关注公众号后回复“2020”领取我这两年整理的学习资料,涵盖自学编程、求职面试、算法刷题、Java技术学习、计算机基础和考研等8000G资料合集。

技术公众号:Java技术江湖

微信公众号【Java技术江湖】一位阿里 Java 工程师的技术小站,专注于 Java 相关技术:SSM、SpringBoot、MySQL、分布式、中间件、集群、Linux、网络、多线程,偶尔讲点Docker、ELK,同时也分享技术干货和学习经验,致力于Java全栈开发!

关注公众号后回复“PDF”即可领取200+页的《Java工程师面试指南》强烈推荐,几乎涵盖所有Java工程师必知必会的知识点。

相关文章
|
2月前
|
Java 关系型数据库 MySQL
"解锁Java Web传奇之旅:从JDK1.8到Tomcat,再到MariaDB,一场跨越数据库的冒险安装盛宴,挑战你的技术极限!"
【8月更文挑战第19天】在Linux上搭建Java Web应用环境,需安装JDK 1.8、Tomcat及MariaDB。本指南详述了使用apt-get安装OpenJDK 1.8的方法,并验证其版本。接着下载与解压Tomcat至`/usr/local/`目录,并启动服务。最后,通过apt-get安装MariaDB,设置基本安全配置。完成这些步骤后,即可验证各组件的状态,为部署Java Web应用打下基础。
42 1
|
13天前
|
监控 网络协议 应用服务中间件
【Tomcat源码分析】从零开始理解 HTTP 请求处理 (第一篇)
本文详细解析了Tomcat架构中复杂的`Connector`组件。作为客户端与服务器间沟通的桥梁,`Connector`负责接收请求、封装为`Request`和`Response`对象,并传递给`Container`处理。文章通过四个关键问题逐步剖析了`Connector`的工作原理,并深入探讨了其构造方法、`init()`与`start()`方法。通过分析`ProtocolHandler`、`Endpoint`等核心组件,揭示了`Connector`初始化及启动的全过程。本文适合希望深入了解Tomcat内部机制的读者。欢迎关注并点赞,持续更新中。如有问题,可搜索【码上遇见你】交流。
【Tomcat源码分析】从零开始理解 HTTP 请求处理 (第一篇)
|
4月前
|
Ubuntu 前端开发 JavaScript
技术笔记:Ubuntu:一个部署好的tomcat应用(war包)怎么用Nginx实现动静分离?
技术笔记:Ubuntu:一个部署好的tomcat应用(war包)怎么用Nginx实现动静分离?
|
27天前
|
关系型数据库 Java MySQL
"解锁Java Web传奇之旅:从JDK1.8到Tomcat,再到MariaDB,一场跨越数据库的冒险安装盛宴,挑战你的技术极限!"
【9月更文挑战第6天】在Linux环境下安装JDK 1.8、Tomcat和MariaDB是搭建Java Web应用的关键步骤。本文详细介绍了使用apt-get安装OpenJDK 1.8、下载并配置Tomcat,以及安装和安全设置MariaDB(MySQL的开源分支)的方法。通过这些步骤,您可以快速构建一个稳定、高效的开发和部署环境,并验证各组件是否正确安装和运行。这为您的Java Web应用提供了一个坚实的基础。
34 0
|
2月前
|
JavaScript 前端开发 Java
【Azure 环境】各种语言版本或命令,发送HTTP/HTTPS的请求合集
【Azure 环境】各种语言版本或命令,发送HTTP/HTTPS的请求合集
|
3月前
|
安全 Java 网络安全
RestTemplate进行https请求时适配信任证书
RestTemplate进行https请求时适配信任证书
56 3
|
2月前
|
移动开发 JavaScript 前端开发
"解锁axios GET请求新姿势!揭秘如何将数组参数华丽变身,让你的HTTP请求在云端翩翩起舞,挑战技术极限!"
【8月更文挑战第20天】二维码在移动应用中无处不在。本文详述了在UniApp H5项目中实现二维码生成与扫描的方法。通过对比插件`uni-app-qrcode`和库`qrcode-generator`生成二维码,以及使用插件和HTML5 API进行扫描,帮助开发者挑选最佳方案。无论是即插即用的插件还是灵活的JavaScript实现,都能满足不同需求。
29 0
|
2月前
|
安全 Nacos 数据安全/隐私保护
【技术干货】破解Nacos安全隐患:连接用户名与密码明文传输!掌握HTTPS、JWT与OAuth2.0加密秘籍,打造坚不可摧的微服务注册与配置中心!从原理到实践,全方位解析如何构建安全防护体系,让您从此告别数据泄露风险!
【8月更文挑战第15天】Nacos是一款广受好评的微服务注册与配置中心,但其连接用户名和密码的明文传输成为安全隐患。本文探讨加密策略提升安全性。首先介绍明文传输风险,随后对比三种加密方案:HTTPS简化数据保护;JWT令牌减少凭证传输,适配分布式环境;OAuth2.0增强安全,支持多授权模式。每种方案各有千秋,开发者需根据具体需求选择最佳实践,确保服务安全稳定运行。
103 0
|
3月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 文字识别
文本,文字识别02----PaddleOCR基础概念及介绍,安装和使用,人工智能是一种使计算机模仿人类的一种技术,PaddleOCR的安装地址-https://www.paddlepaddle.org
文本,文字识别02----PaddleOCR基础概念及介绍,安装和使用,人工智能是一种使计算机模仿人类的一种技术,PaddleOCR的安装地址-https://www.paddlepaddle.org
|
4月前
|
缓存 负载均衡 NoSQL
Redis系列学习文章分享---第十四篇(Redis多级缓存--封装Http请求+向tomcat发送http请求+根据商品id对tomcat集群负载均衡)
Redis系列学习文章分享---第十四篇(Redis多级缓存--封装Http请求+向tomcat发送http请求+根据商品id对tomcat集群负载均衡)
68 1
下一篇
无影云桌面