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Tomcat工作原理及简单模拟实现
 
作者昵称: weknow619
  1480  次浏览      17
 2021-10-12
 
编辑推荐:
本文主要介绍 Tomcat是如何工作的 ,Tomcat的 实现效果整体思路 希望对您的学习有所帮助。
本文来自于Java中文社区,由火龙果软件Alice编辑、推荐。

Tomcat应该都不陌生,我们经常会把写好的代码打包放在Tomcat里并启动,然后在浏览器里就能愉快的调用我们写的代码来实现相应的功能了,那么Tomcat是如何工作的?

一、Tomcat工作原理

我们启动Tomcat时双击的startup.bat文件的主要作用是找到catalina.bat,并且把参数传递给它,而catalina.bat中有这样一段话:

Bootstrap.class是整个Tomcat 的入口,我们在Tomcat源码里找到这个类,其中就有我们经常使用的main方法:

这个类有两个作用 :

  • 初始化一个守护进程变量、加载类和相应参数;
  • 解析命令,并执行。

源码不过多赘述,我们在这里只需要把握整体架构,有兴趣的同学可以自己研究下源码。Tomcat的server.xml配置文件中可以对应构架图中位置,多层的表示可以配置多个:

即一个由 Server->Service->Engine->Host->Context 组成的结构,从里层向外层分别是:

Server:服务器Tomcat的顶级元素,它包含了所有东西。

Service:一组 Engine(引擎) 的集合,包括线程池 Executor 和连接器 Connector 的定义。

Engine(引擎):一个 Engine代表一个完整的 Servlet引擎,它接收来自Connector的请求,并决定传给哪个Host来处理。

Container(容器):Host、Context、Engine和Wraper都继承自Container接口,它们都是容器。

Connector(连接器):将Service和Container连接起来,注册到一个Service,把来自客户端的请求转发到Container。

Host:即虚拟主机,所谓的”一个虚拟主机”可简单理解为”一个网站”。

Context(上下文 ): 即 Web 应用程序,一个 Context 即对于一个 Web 应用程序。

Context容器直接管理Servlet的运行,Servlet会被其给包装成一个StandardWrapper类去运行。Wrapper负责管理一个Servlet的装载、初始化、执行以及资源回收,它是最底层容器。

比如现在有以下网址,根据“/”切割的链接就会定位到具体的处理逻辑上,且每个容器都有过滤功能。

二、Tomcat实现思路

下面只是简单实现效果,当浏览器访问对应地址时:

实现以上效果整体思路如下:

1.ServerSocket占用8080端口,用while(true)循环等待用户发请求。

2.拿到浏览器的请求,解析并返回URL地址,用I/O输入流读取本地磁盘上相应文件。

3.读取文件,不存在构建响应报文头、HTML正文内容,存在则写到浏览器端。

三、实现Tomcat

工程文件结构和pom.xml文件:

1.HttpServer核心处理类,用于接受用户请求,传递HTTP请求头信息,关闭容器:

2.创建Request类,获取HTTP的请求头所有信息并截取URL地址返回:

3.创建Response类,响应请求读取文件并写回到浏览器

四、扩展点

1.在WEB_INF文件夹下读取web.xml解析,通过请求名找到对应的类名,通过类名创建对象,用反射来初始化配置信息,如welcome页面,Servlet、servlet-mapping,filter,listener,启动加载级别等。

2.抽象Servlet类来转码处理请求和响应的业务。发过来的请求会有很多,也就意味着我们应该会有很多的Servlet,例如:RegisterServlet、LoginServlet等等还有很多其他的访问。可以用到类似于工厂模式的方法处理,随时产生很多的Servlet,来满足不同的功能性的请求。

3.使用多线程。本文的代码是死循环,且只能有一个链接,而现实中的情况是往往会有很多很多的客户端发请求,可以把每个浏览器的通信封装到一个线程当中。

 

 
   
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