面试官：tomcat是如何处理http请求的？

Servlet技术是我们java后端工程师必须掌握的，这里我们可以把java web技术路线可以大致归纳为如下过程：

因为tomcat实现了Servlet规范，所以我们得掌握什么是Servlet?什么是Servlet规范？

什么是Servlet呢？

Servlet是JavaEE规范的一种，主要是为了扩展Java作为Web服务的功能，统一接口。由其他内部厂商如tomcat，jetty内部实现web的功能。如一个http请求到来：容器将请求封装为servlet中的HttpServletRequest对象，调用init()，service()等方法输出response,由容器包装为httpresponse返回给客户端的过程。

什么是Servlet规范？

  • 从 Jar 包上来说，Servlet 规范就是两个 Jar 文件。servlet-api.jar 和 jsp-api.jar，Jsp 也是一种 Servlet。
  • 从package上来说，就是 javax.servlet 和 javax.servlet.http 两个包。
  • 从接口来说，就是规范了 Servlet 接口、Filter 接口、Listener 接口、ServletRequest 接口、ServletResponse 接口等。类图如下：

为什么我们将tomcat称为Web容器或者Servlet容器 ？

我们用一张图来表示他们之间的关系:

简单的理解：启动一个ServerSocket，监听8080端口。Servlet容器用来装我们开发的Servlet。

tomcat架构介绍

tomcat架构图

架构图与tomcat中conf下面的server.xml中内容对比：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />
  <GlobalNamingResources>
    <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>
  <Service name="Catalina">
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
      <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
        <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
               resourceName="UserDatabase"/>
      </Realm>
      <Host name="localhost"  appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
        <Context docBase="F:/workspace/my-web-maven/target" path="/" reloadable="true" /> 
        <Context docBase="F:/workspace/my-web-maven/target" path="/tian" reloadable="true" /> 
  </Host>
    </Engine>
  </Service>
</Server>

架构图和server.xml内容对比，server.xml就是架构图的xml版本，由此可以猜测我们java代码中也应该有与之对应的类。

比如说：Listener类、Service类、Host类、Engine类等，这个后面再具体分析，这里只是猜测一下我们java代码中的实现。

看过前面Mybatis源码分析文章的同学，这里也应该能猜到，这个server.xml配置文件解析方式以及如何存放这些配置信息。

tomcat启动时是通过读取server.xml配置文件的参数，加载每个对应的组件，同时该文件中配置了tomcat的相关可调控参数，实际项目中对tomcat的优化工作大部分都是这个配置文件里的参数调整。

tomcat组件介绍

server

关于server和tomcat的关系，可以理解为我们说的启动一个tomcat就是启动一个server。

作为Tomcat最外层的核心组件，Server组件的作用主要有以下几个。

  • 提供了监听器机制，用于在Tomcat整个生命周期中对不同事件进行处理；
  • 提供了Tomcat容器全局的命名资源实现；
  • 监听某个端口以接收SHUTDOWN命令；

service

Service 表示一个或多个 Connector 的集合，这些 Connector 共享同一个 Container 来处理其请求。在同一个 Tomcat 实例内可以包含任意多个 Service 实例，它们彼此独立

Connector

Connector用于接受请求并将请求封装成Request和Response，然后交给Container进行处理，Container处理完之后在交给Connector返回给客户端。

Container

Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求；包含4大请求处理组件：引擎（engine）、虚拟主机、上下文（context）组件。Container是容器的父接口，用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求，该容器的设计用的是典型的责任链的设计模式，它由四个自容器组件构成，分别是Engine、Host、Context、Wrapper。这四个组件是负责关系，存在包含关系。只包含一个引擎。

Engine

表示整个 Servlet 引擎。在 Tomcat 中, Engine 为最高层级的容器对象。尽管 Engine 不是直接处理请求的容器，却是获取目标容器的入口。引擎表示可运行的Catalina的servlet引擎实例，并且包含了servlet容器的核心功能。在一个服务中只能有一个引擎。同时，作为一个真正的容器，Engine元素之下可以包含一个或多个虚拟主机Host。

Host

代表一个站点，也可以叫虚拟主机，通过配置Host就可以添加站点。Host容器是Engine容器的子容器，上面也说到Host是受Engine容器管理的，就是指一个虚拟主机，比如我们在访问具体jsp页面URL中localhost就是一个虚拟主机，其作用是运行多个应用，并对这些应用进行管理，其子容器是Context，而且一个主机还保存了主机的相关信息。

Context

Context 作为一类容器，用于表示 Servletcontext ，在 Servlet 规范中,一个 Servletcontext 即表示一个独立的 Web 应用。代表一个应用程序，对应着平时研发的一套程序，或者WEB-INF目录以及下面的web.xml文件 。

Wapper

Wapper 作为一类容器，用于表示 Web 应用中定义的 Servlet，每一个Wrapper封装这一个Servlet。

组件关系

tomcat两个核心组件

Connector:主要负责处理Socket连接，以及Request与Response的转化。

Container:包括Engine、Host、Context和Wrapper,主要负责内部的处理以及Servlet的管理

tomcat处理Http请求流程

上面说完了tomcat整体架构，下面我们来说说，假设来我们在浏览器上输入

http://localhost:8080/my-web-mave/index.jsp

在tomcat中是如何处理这个请求流程的：

  1. 我们的请求被发送到本机端口8080，被在那里侦听的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，并等待来自Engine的回应 。
  3. Engine获得请求localhost/my-web-maven/index.jsp，匹配它所拥有的所有虚拟主机Host ，我们的虚拟主机在server.xml中默认配置的就是localhost。
  4. Engine匹配到name=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）。
  5. localhost Host获得请求/my-web-maven/index.jsp，匹配它所拥有的所有Context。
  6. Host匹配到路径为/my-web-maven的Context（如果匹配不到就把该请求交给路径名为”"的Context去处理）。
  7. path=”/my-web-maven”的Context获得请求/index.jsp，在它的mapping table中寻找对应的servlet 。
  8. Context匹配到URL PATTERN为*.jsp的servlet，对应于JspServlet类。
  9. 构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet或doPost方法 。
  10. Context把执行完了之后的HttpServletResponse对象返回给Host 。
  11. Host把HttpServletResponse对象返回给Engine 。
  12. Engine把HttpServletResponse对象返回给Connector 。
  13. Connector把HttpServletResponse对象返回给客户browser 。
    流程图：有些模糊。

「为了未来好一点 ,现在苦一点算什么」

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