【 ＜一＞ 炼丹初探：JavaWeb 的起源与基础】之 Tomcat 的工作原理：从启动到请求处理的流程

 <前文回顾>

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<今日更新>

一、Tomcat 的启动：从“开机”到“待机”

Tomcat[1] 的启动流程，说白了就是从“开机”到“待机”的过程。启动时，Tomcat 会加载配置、初始化组件、启动服务啥的，最后进入“待机”状态，等着处理请求。

1. 加载配置：Tomcat 的“开机自检”

Tomcat 启动时，首先会加载配置文件，比如 server.xml、web.xml 啥的。这些配置文件决定了 Tomcat 的行为，比如端口号、上下文路径、线程池大小啥的。

XML Code

<!-- server.xml 配置端口号 -->

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

           connectionTimeout="20000"

           redirectPort="8443" />

2. 初始化组件：Tomcat 的“组装零件”

Tomcat 加载完配置后，会初始化各种组件，比如 Connector、Engine、Host、Context 啥的。这些组件是 Tomcat 的“零件”，它们各司其职，共同处理请求。

Java Code

// Connector 初始化

Connector connector = new Connector("HTTP/1.1");

connector.setPort(8080);

connector.setProtocol("HTTP/1.1");

3. 启动服务：Tomcat 的“点火启动”

Tomcat 初始化完组件后，会启动各种服务，比如 Connector、Engine 啥的。启动服务后，Tomcat 就进入“待机”状态，等着处理请求。

Java Code

// 启动 Connector

connector.start();

二、Tomcat 的请求处理：从“接单”到“交货”

Tomcat 的请求处理流程，说白了就是从“接单”到“交货”的过程。请求到达 Tomcat 后，Tomcat 会解析请求、匹配上下文、调用 Servlet 啥的，最后生成响应，返回给客户端。

1. 解析请求：Tomcat 的“接单”

请求到达 Tomcat 后，Tomcat 会解析请求，提取请求头、请求体啥的。解析请求后，Tomcat 就知道该“干啥”了。

Java Code

// 解析请求

HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;

String method = request.getMethod();

String uri = request.getRequestURI();

2. 匹配上下文：Tomcat 的“找地方”

Tomcat 解析完请求后，会根据请求的 URL，匹配对应的上下文（Context）。上下文是 Tomcat 的“工作区”，里头装着 Servlet、Filter 啥的。

Java Code

// 匹配上下文

Context context = host.findChild(contextPath);

3. 调用 Servlet：Tomcat 的“干活”

Tomcat 匹配完上下文后，会调用对应的 Servlet，处理请求。Servlet 是 Tomcat 的“工人”，它负责处理业务逻辑，生成响应。

Java Code

// 调用 Servlet

Servlet servlet = context.map(request);

servlet.service(request, response);

4. 生成响应：Tomcat 的“交货”

Servlet 处理完请求后，会生成响应，返回给客户端。Tomcat 会把响应“包装”成 HTTP 响应，发送给客户端。

Java Code

// 生成响应

HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;

response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");

response.getWriter().write("Hello, World!");

三、Tomcat 的组件：从“零件”到“机器”

Tomcat 的组件是它的“零件”，它们各司其职，共同处理请求。Tomcat 的主要组件包括 Connector、Engine、Host、Context 啥的。

1. Connector：Tomcat 的“接线员”

Connector 是 Tomcat 的“接线员”，它负责接收请求、解析请求、发送响应啥的。Connector 的配置通常写在 server.xml 里。

XML Code

<!-- server.xml 配置 Connector -->

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

           connectionTimeout="20000"

           redirectPort="8443" />

2. Engine：Tomcat 的“总控台”

Engine 是 Tomcat 的“总控台”，它负责管理 Host、Context 啥的。Engine 的配置通常写在 server.xml 里。

XMl Code

<!-- server.xml 配置 Engine -->

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

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

</Engine>

3. Host：Tomcat 的“车间”

Host 是 Tomcat 的“车间”，它负责管理 Context 啥的。Host 的配置通常写在 server.xml 里。

XML Code

<!-- server.xml 配置 Host -->

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

    <Context path="/myapp" docBase="myapp" />

</Host>

4. Context：Tomcat 的“工作台”

Context 是 Tomcat 的“工作台”，它负责管理 Servlet、Filter 啥的。Context 的配置通常写在 server.xml 或者 web.xml 里。

XML COde

<!-- server.xml 配置 Context -->

<Context path="/myapp" docBase="myapp" />

四、Tomcat 的参数：从“默认值”到“调校”

Tomcat 的参数是它的“调校”，开发者能通过配置参数，调整 Tomcat 的性能、行为啥的。Tomcat 的主要参数包括端口号、线程池大小、连接超时啥的。

1. 端口号：Tomcat 的“门牌号”

端口号是 Tomcat 的“门牌号”，用户得通过端口号访问 Tomcat。Tomcat 的默认端口号是 8080，但生产环境通常得改成 80。

XML Code

<!-- server.xml 配置端口号 -->

<Connector port="80" protocol="HTTP/1.1"

           connectionTimeout="20000"

           redirectPort="8443" />

运行 HTML

2. 线程池：Tomcat 的“发动机”

线程池是 Tomcat 的“发动机”，Tomcat 用线程池处理请求。线程池的大小得根据硬件资源、请求量啥的“调校”。

XML Code

<!-- server.xml 配置线程池 -->

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

          maxThreads="200" minSpareThreads="10" />

3. 连接超时：Tomcat 的“耐心”

连接超时是 Tomcat 的“耐心”，它决定了 Tomcat 等待客户端请求的时间。连接超时通常得根据网络状况、请求量啥的“调校”。

XML Code

<!-- server.xml 配置连接超时 -->

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

           connectionTimeout="20000"

           redirectPort="8443" />

五、Tomcat 的历史：从“小工具”到“大机器”

Tomcat 从 1999 年诞生到现在，已经走过了 20 多个年头。虽然现在 Tomcat 已经有点“过气”了，但它的“历史”还是挺“辉煌”的。

1. Tomcat 3.x：初代“小工具”

Tomcat 3.x 在 1999 年发布，是 Tomcat 的“初代版本”。虽然功能简单，但已经能满足大部分开发需求了。

2. Tomcat 4.x：引入 Catalina

Tomcat 4.x 在 2001 年发布，引入了 Catalina，让 Tomcat 的架构更加“模块化”。Catalina 的引入，让 Tomcat 的“玩法”更加丰富。

3. Tomcat 5.x：支持 Servlet 2.4

Tomcat 5.x 在 2003 年发布，支持 Servlet 2.4，让 Tomcat 的功能更加强大。Servlet 2.4 的引入，让 Tomcat 的“玩法”更加灵活。

4. Tomcat 6.x：支持 Servlet 2.5

Tomcat 6.x 在 2006 年发布，支持 Servlet 2.5，让 Tomcat 的功能更加强大。Servlet 2.5 的引入，让 Tomcat 的“玩法”更加灵活。

5. Tomcat 7.x：支持 Servlet 3.0

Tomcat 7.x 在 2011 年发布，支持 Servlet 3.0，让 Tomcat 的功能更加强大。Servlet 3.0 的引入，让 Tomcat 的“玩法”更加灵活。

6. Tomcat 8.x：支持 Servlet 3.1

Tomcat 8.x 在 2014 年发布，支持 Servlet 3.1，让 Tomcat 的功能更加强大。Servlet 3.1 的引入，让 Tomcat 的“玩法”更加灵活。

7. Tomcat 9.x：支持 Servlet 4.0

Tomcat 9.x 在 2018 年发布，支持 Servlet 4.0，让 Tomcat 的功能更加强大。Servlet 4.0 的引入，让 Tomcat 的“玩法”更加灵活。

专有名词解释：

  1. Tomcat：Apache Tomcat，一个开源的 JavaWeb 服务器，用于运行 Servlet 和 JSP。
  2. Connector：Tomcat 的组件，负责接收请求、解析请求、发送响应等。
  3. Engine：Tomcat 的组件，负责管理 Host、Context 等。
  4. Host：Tomcat 的组件，负责管理 Context 等。
  5. Context：Tomcat 的组件，负责管理 Servlet、Filter 等。
  6. Servlet：Java 编写的服务器端程序，用于处理客户端请求并生成动态 Web 内容。

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