0 系列目錄#

• WEB請(qǐng)求處理
• WEB請(qǐng)求處理一：瀏覽器請(qǐng)求發(fā)起處理
• WEB請(qǐng)求處理二：Nginx請(qǐng)求反向代理

本篇文章將給大家講述Servlet容器中請(qǐng)求處理的過程，在給本篇文章起標(biāo)題時(shí)掂林，一直在“應(yīng)用服務(wù)器”與“Servlet容器”這兩者之間拿捏不定臣缀，主要是因?yàn)橐逦膮^(qū)分開這兩者的關(guān)系：Servlet容器可以說是應(yīng)用服務(wù)器的一個(gè)子集。又由于本文的初衷是講述大家平常使用比較多的Servlet為主泻帮，所以，給本篇就起了《Servlet容器請(qǐng)求處理》的名字计寇。

先說下在整個(gè)WEB請(qǐng)求處理過程中锣杂，本篇文章講述的是哪個(gè)流程模塊。為直觀明了番宁，先上一張圖元莫，紅色部分為本章所述模塊：

紅色部分為本章所述模塊

所講述的請(qǐng)求流程模塊，大家已經(jīng)很清楚了蝶押。那怎么給大家去講的更清晰踱蠢，大家理解的更容易呢？當(dāng)然是棋电，帶著問題去學(xué)習(xí)茎截，吸收或許會(huì)更快些啦。：）

開篇之前赶盔，給大家提以下幾個(gè)問題企锌，這些問題是本文的主體思路（也是個(gè)人學(xué)習(xí)路線）：

1. WEB服務(wù)器那么多，Apache于未、Tomcat撕攒、Nginx陡鹃、Jetty、Resin抖坪，名詞那么多萍鲸，HTTP Server、Application Server擦俐、Web Server脊阴、Servlet Container，他們是什么捌肴？之間關(guān)系是什么蹬叭？區(qū)別又在哪？

2. CGI状知、WSGI秽五、Servlet、JSP饥悴、FastCGI等等坦喘，他們是什么？他們之間區(qū)別又在哪？和上面WEB服務(wù)器之間關(guān)系是什么？

3. Servlet生命周期及工作原理是什么飞蹂？

4. HTTP Request進(jìn)入到Tomcat中執(zhí)行咸灿，請(qǐng)求處理流程如何？如何找到對(duì)應(yīng)的Application并進(jìn)行請(qǐng)求處理销部？

1 WEB服務(wù)器#

只要Web上的Server都叫Web Server，但是大家分工不同，解決的問題也不同蓖救，所以根據(jù)Web Server提供的功能，每個(gè)Web Server的名字也會(huì)不一樣印屁。

按功能分類循捺，Web Server可以分為：

|- Web Server
        |- Http Server
        |- Application Server
            |- Servlet Container
            |- CGI Server
            |- ......

1.1 Http Server##

HTTP Server本質(zhì)上也是一種應(yīng)用程序——它通常運(yùn)行在服務(wù)器之上，綁定服務(wù)器的IP地址并監(jiān)聽某一個(gè)tcp端口來接收并處理HTTP請(qǐng)求雄人，這樣客戶端（一般來說是IE, Firefox从橘，Chrome這樣的瀏覽器）就能夠通過HTTP協(xié)議來獲取服務(wù)器上的網(wǎng)頁（HTML格式）、文檔（PDF格式）础钠、音頻（MP4格式）恰力、視頻（MOV格式）等等資源。下圖描述的就是這一過程：

一個(gè)HTTP Server關(guān)心的是HTTP協(xié)議層面的傳輸和訪問控制珍坊，所以在Apache/Nginx上你可以看到代理牺勾、負(fù)載均衡等功能。

1. 客戶端通過HTTP Server訪問服務(wù)器上存儲(chǔ)的靜態(tài)資源（HTML文件阵漏、圖片文件等等）驻民。
2. 通過CGI/Servlet技術(shù)翻具，也可以將處理過的動(dòng)態(tài)內(nèi)容通過HTTP Server分發(fā)，但是一個(gè)HTTP Server始終只是把服務(wù)器上的文件如實(shí)的通過HTTP協(xié)議傳輸給客戶端回还。

HTTP Server中經(jīng)常使用的是Apache裆泳、Nginx兩種，HTTP Server主要用來做靜態(tài)內(nèi)容服務(wù)柠硕、代理服務(wù)器工禾、負(fù)載均衡等。直面外來請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給后面的應(yīng)用服務(wù)（Tomcat蝗柔，django什么的）闻葵。

|- Http Server
    |- Apache
    |- Nginx

1.1.1 Apache HTTP服務(wù)器###

Apache HTTP服務(wù)器是一個(gè)模塊化的服務(wù)器，可以運(yùn)行在幾乎所有廣泛使用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上癣丧。Apache支持模塊多槽畔，性能穩(wěn)定，Apache本身是靜態(tài)解析胁编，適合靜態(tài)HTML厢钧、圖片等，但可以通過擴(kuò)展腳本嬉橙、模塊等支持動(dòng)態(tài)頁面等早直。

Apache可以支持PHPcgiperl，但是要使用Java的話市框，你需要Tomcat在Apache后臺(tái)支撐霞扬，將Java請(qǐng)求由Apache轉(zhuǎn)發(fā)給Tomcat處理。

1.1.2 Nginx HTTP服務(wù)器###

Nginx是一個(gè)高性能的HTTP和反向代理服務(wù)器枫振，同時(shí)也是一個(gè)IMAP/POP3/SMTP代理服務(wù)器祥得。

其特點(diǎn)是占有內(nèi)存少，并發(fā)能力強(qiáng)蒋得。Nginx代碼完全用C語言從頭寫成。

具有很高的穩(wěn)定性乒疏。其它HTTP服務(wù)器额衙，當(dāng)遇到訪問的峰值，或者有人惡意發(fā)起慢速連接時(shí)怕吴，也很可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器物理內(nèi)存耗盡頻繁交換窍侧，失去響應(yīng)，只能重啟服務(wù)器转绷。例如當(dāng)前apache一旦上到200個(gè)以上進(jìn)程伟件，web響應(yīng)速度就明顯非常緩慢了。

而Nginx采取了分階段資源分配技術(shù)议经，使得它的CPU與內(nèi)存占用率非常低斧账。Nginx官方表示保持10000個(gè)沒有活動(dòng)的連接谴返，它只占2.5M內(nèi)存，所以類似DOS這樣的攻擊對(duì)nginx來說基本上是毫無用處的咧织。就穩(wěn)定性而言嗓袱，Nginx比Lighthttpd更勝一籌。

1.1.3 Nginx與Apache比較###

Nginx相對(duì)于Apache的優(yōu)點(diǎn)：

1. 輕量級(jí)习绢，同樣啟動(dòng)WEB服務(wù)渠抹，比Apache占用更少的內(nèi)存以及資源；
2. 抗并發(fā)性能高闪萄，核心區(qū)別在于Apache是同步多進(jìn)程模型梧却，一個(gè)連接對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程。Nginx是異步的败去，多個(gè)連接（萬級(jí)別）可以對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程放航；
3. Nginx模塊較少，配置簡(jiǎn)單为迈，所以Nginx可以將資源用在數(shù)據(jù)處理以及進(jìn)程上面三椿，Apache模塊較多比較全，相對(duì)穩(wěn)定葫辐，但在內(nèi)存資源上消耗比較大搜锰；
4. Nginx可以在不間斷的情況下進(jìn)行軟件版本的升級(jí)；
5. Nginx處理靜態(tài)頁面性能比apache高3倍多耿战；

選擇高并發(fā)高性能就選擇Nginx蛋叼，如果要穩(wěn)定，選擇Apache剂陡，主要根據(jù)服務(wù)器要面臨的需求而定狈涮。

當(dāng)然，兩者也可以組合使用：

1. Nginx放前端+apache放后端+MYSQL+PHP：可以提高服務(wù)器負(fù)載能力
2. Nginx處理靜態(tài)頁面請(qǐng)求如MP3鸭栖，GIF.JPG.JS歌馍，apache處理動(dòng)態(tài)頁面請(qǐng)求，充分結(jié)合了二者的優(yōu)勢(shì)晕鹊；

1.2 Application Server##

Application Server 是一個(gè)應(yīng)用執(zhí)行的服務(wù)器松却。它首先需要支持開發(fā)語言的 Runtime（對(duì)于 Tomcat 來說，就是 Java）溅话，保證應(yīng)用能夠在應(yīng)用服務(wù)器上正常運(yùn)行晓锻。其次，需要支持應(yīng)用相關(guān)的規(guī)范飞几，例如類庫砚哆、安全方面的特性。與HTTP Server相比屑墨，Application Server能夠動(dòng)態(tài)的生成資源并返回到客戶端躁锁。

|- Application Server
    |- Tomcat
    |- Jetty

當(dāng)初在Apache Server開發(fā)時(shí)還未出現(xiàn)Servlet的概念纷铣，所以Apache不能內(nèi)置支持Servlet。實(shí)際上灿里，除了Apache关炼，其他許多HTTP Server軟件都不能直接支持Servlet。為了支持Servlet匣吊，通常要單獨(dú)開發(fā)程序儒拂，這種程序一般稱為服務(wù)器小程序容器（Servlet Container），有時(shí)也叫做服務(wù)器小程序引擎（Servlet Engine）色鸳。它是Web服務(wù)器或應(yīng)用程序服務(wù)器的一部分社痛，用于在發(fā)送的請(qǐng)求和響應(yīng)之上提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，解碼基于MIME的請(qǐng)求命雀，格式化基于MIME的響應(yīng)蒜哀，它在Servlet的生命周期內(nèi)包容和管理Servlet，是一個(gè)實(shí)時(shí)運(yùn)行的外殼程序吏砂。運(yùn)行時(shí)由Web服務(wù)器軟件處理一般請(qǐng)求撵儿，并把Servlet調(diào)用傳遞給“容器”來處理。

比如狐血，對(duì)于 Tomcat 來說淀歇，就是需要提供 JSP/Sevlet 運(yùn)行需要的標(biāo)準(zhǔn)類庫、Interface 等匈织。為了方便浪默，應(yīng)用服務(wù)器往往也會(huì)集成 HTTP Server 的功能，但是不如專業(yè)的 HTTP Server 那么強(qiáng)大缀匕，所以Application Server往往是運(yùn)行在 HTTP Server 的背后纳决，執(zhí)行應(yīng)用，將動(dòng)態(tài)的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為靜態(tài)的內(nèi)容之后乡小，通過 HTTP Server 分發(fā)到客戶端阔加。

HTTP Server 與 Application Server

Tomcat運(yùn)行在JVM之上，它和HTTP服務(wù)器一樣满钟，綁定IP地址并監(jiān)聽TCP端口掸哑，同時(shí)還包含以下指責(zé)：

1. 管理Servlet程序的生命周期；
2. 將URL映射到指定的Servlet進(jìn)行處理零远；
3. 與Servlet程序合作處理HTTP請(qǐng)求——根據(jù)HTTP請(qǐng)求生成HttpServletRequest/Response對(duì)象并傳遞給Servlet進(jìn)行處理，將Servlet中的HttpServletResponse對(duì)象生成的內(nèi)容返回給瀏覽器厌蔽；

所以 Tomcat 屬于是一個(gè)「Application Server」牵辣，但是更準(zhǔn)確的來說，是一個(gè)「Servlet/JSP」應(yīng)用的容器（Ruby/Python 等其他語言開發(fā)的應(yīng)用也無法直接運(yùn)行在 Tomcat 上）奴饮。

1.2.1 Servlet容器工作模式###

按照工作模式的不同纬向，Servlet容器可以分為以下3類：

1. 獨(dú)立運(yùn)行的Servlet容器

在這種模式下择浊，Servlet容器作為構(gòu)成Web服務(wù)器的一部分而存在。當(dāng)使用基于Java的Web服務(wù)器時(shí)逾条，就屬于這種情況琢岩。這種方式是Tomcat的默認(rèn)模式，然而大多數(shù)Web服務(wù)器并不是基于Java的师脂，所以就產(chǎn)生了下面的兩種其他類型担孔。

2. 內(nèi)置的Servlet容器

Servlet容器由Web服務(wù)器插件和Java容器兩部分組成。采用這種方式時(shí)吃警，Web服務(wù)器插件需要在某個(gè)Web服務(wù)器內(nèi)部地址空間中打開一個(gè)JVM（Java虛擬機(jī)）糕篇，在此JVM上加載Java容器并運(yùn)行Servlet。如果客戶端調(diào)用Servlet酌心，Web服務(wù)器插件首先獲得此請(qǐng)求的控制并將它傳遞（使用JNI技術(shù)）給Java容器拌消，然后Java容器把此請(qǐng)求交給Servlet來處理。這種方式運(yùn)行速度較快安券，并且能夠提供良好的性能墩崩，適用于單進(jìn)程、多線程服務(wù)器侯勉，但是在伸縮性方面存在不足鹦筹。

3. 外置的Servlet容器

采用這種方式時(shí)，Servlet容器運(yùn)行在Web服務(wù)器外部地址空間壳鹤。先由Web服務(wù)器插件在某個(gè)Web服務(wù)器外部地址空間打開一個(gè)JVM（Java虛擬機(jī)）盛龄，然后加載Java容器來運(yùn)行Servlet。Web服務(wù)器插件和JVM之間使用IPC（進(jìn)程間通信）機(jī)制（通常是TCP/IPSockets）芳誓。如果客戶端調(diào)用Servlet余舶，Web服務(wù)器插件首先獲得此請(qǐng)求的控制并將它傳遞（使用IPC技術(shù)）給Java容器，然后Java容器把此請(qǐng)求交給Servlet來處理锹淌。這種方式對(duì)客戶端請(qǐng)求的處理速度不如內(nèi)置Servlet那樣快匿值，但是在其他方面（如可伸縮性、穩(wěn)定性等）具有優(yōu)勢(shì)赂摆。

Tomcat屬于Servlet容器挟憔，其工作模式也分為上述3種烟号，所以Tomcat既可被用作獨(dú)立運(yùn)行的Servlet引擎（便于開發(fā)和調(diào)試）绊谭，又可作為一個(gè)需要增強(qiáng)功能的Web服務(wù)器（如當(dāng)前的Apache、IIS和Netscape服務(wù)器）插件汪拥。在配置Tomcat之前达传，就需要確定采用哪種工作模式，工作模式（1）比較簡(jiǎn)單，直接安裝Tomcat即可宪赶，工作模式（2）和（3）有些復(fù)雜宗弯，除了安裝Tomcat、Web服務(wù)器之外搂妻，還需要安裝連接兩者的中間連接件蒙保。

1.2.2 Apache與Tomcat整合使用###

雖然Tomcat也可以認(rèn)為是HTTP服務(wù)器，但通常它仍然會(huì)和Apache/Nginx配合在一起使用：

1. 動(dòng)靜態(tài)資源分離——運(yùn)用Nginx的反向代理功能分發(fā)請(qǐng)求：所有動(dòng)態(tài)資源的請(qǐng)求交給Tomcat欲主，而靜態(tài)資源的請(qǐng)求（例如圖片邓厕、視頻、CSS岛蚤、JavaScript文件等）則直接由Nginx返回到瀏覽器邑狸，這樣能大大減輕Tomcat的壓力；

2. 負(fù)載均衡——當(dāng)業(yè)務(wù)壓力增大時(shí)涤妒，可能一個(gè)Tomcat的實(shí)例不足以處理单雾，那么這時(shí)可以啟動(dòng)多個(gè)Tomcat實(shí)例進(jìn)行水平擴(kuò)展，而Nginx的負(fù)載均衡功能可以把請(qǐng)求通過算法分發(fā)到各個(gè)不同的實(shí)例進(jìn)行處理她紫；

整合的好處：

1. 如果客戶端請(qǐng)求的是靜態(tài)頁面硅堆，則只需要Apache服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求。
2. 如果客戶端請(qǐng)求動(dòng)態(tài)頁面贿讹，則是Tomcat服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求渐逃。
3. 因?yàn)镴SP是服務(wù)器端解釋代碼的，這樣整合就可以減少Tomcat的服務(wù)開銷民褂。

2 什么是CGI#

如上文所述茄菊，HTTP服務(wù)器是一個(gè)很簡(jiǎn)單的東西，并不負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的構(gòu)建赊堪，只能轉(zhuǎn)發(fā)靜態(tài)網(wǎng)頁面殖。事物總是不斷發(fā)展，網(wǎng)站也越來越復(fù)雜哭廉，所以出現(xiàn)動(dòng)態(tài)技術(shù)脊僚。同時(shí)Apache也說，它能支持perl遵绰，生成動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁辽幌。這個(gè)支持perl，其實(shí)是Apache越位了椿访，做了一件額外的事情乌企。

既然HTTP Server自己不能做，外包給別人吧成玫，但是要與第三做個(gè)約定逛犹，我給你什么端辱，然后你給我什么，就是握把請(qǐng)求參數(shù)發(fā)送給你虽画，然后我接收你的處理結(jié)果給客戶端。那這個(gè)約定就是Common Gateway Interface荣病，簡(jiǎn)稱CGI码撰。

CGI全稱是“通用網(wǎng)關(guān)接口”(Common Gateway Interface)，是HTTP服務(wù)器與你的或其它機(jī)器上的程序進(jìn)行“交談”的一種工具个盆，其程序須運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上脖岛，是一種根據(jù)請(qǐng)求信息動(dòng)態(tài)產(chǎn)生響應(yīng)內(nèi)容的接口協(xié)議。CGI可以用任何一種語言編寫颊亮，只要這種語言具有標(biāo)準(zhǔn)輸入柴梆、輸出和環(huán)境變量。如php终惑，perl绍在，tcl等。

通過CGI雹有，HTTP Server可以將根據(jù)請(qǐng)求不同啟動(dòng)不同的外部程序偿渡，并將請(qǐng)求內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)給該程序，在程序執(zhí)行結(jié)束后霸奕，將執(zhí)行結(jié)果作為回應(yīng)返回給客戶端溜宽。也就是說，對(duì)于每個(gè)請(qǐng)求质帅，都要產(chǎn)生一個(gè)新的進(jìn)程進(jìn)行處理适揉。因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程都會(huì)占有很多服務(wù)器的資源和時(shí)間，這就導(dǎo)致服務(wù)器無法同時(shí)處理很多的并發(fā)請(qǐng)求煤惩。另外CGI程序都是與操作系統(tǒng)平臺(tái)相關(guān)的嫉嘀，雖然在互聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)的初期，CGI為開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用做出了很大的貢獻(xiàn)盟庞，但是隨著技術(shù)的發(fā)展吃沪，開始逐漸衰落。

所以什猖，CGI的定義是：外部應(yīng)用程序與HTTP 服務(wù)器之間的接口協(xié)議票彪。

2.1 CGI工作原理##

HTTP Server與CGI程序請(qǐng)求處理流程：

HTTP Server與CGI程序請(qǐng)求處理流程

HTTP服務(wù)器將根據(jù)CGI程序的類型決定數(shù)據(jù)向CGI程序的傳送方式，一般來講是通過標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出流和環(huán)境變量來與CGI程序間傳遞數(shù)據(jù)不狮。 如下圖所示：

CGI結(jié)構(gòu)示意圖

CGI程序通過標(biāo)準(zhǔn)輸入（STDIN）和標(biāo)準(zhǔn)輸出（STDOUT）來進(jìn)行輸入輸出降铸。此外CGI程序還通過環(huán)境變量來得到輸入，操作系統(tǒng)提供了許多環(huán)境變量摇零，它們定義了程序的執(zhí)行環(huán)境推掸，應(yīng)用程序可以存取它們。HTTP服務(wù)器和CGI接口又另外設(shè)置了一些環(huán)境變量，用來向CGI程序傳遞一些重要的參數(shù)谅畅。CGI的GET方法還通過環(huán)境變量QUERY-STRING向CGI程序傳遞Form中的數(shù)據(jù)登渣。

2.2 CGI環(huán)境變量##

下面是一些常用的CGI環(huán)境變量：

CGI環(huán)境變量

每當(dāng)客戶請(qǐng)求CGI的時(shí)候，HTTP服務(wù)器就請(qǐng)求操作系統(tǒng)生成一個(gè)新的CGI解釋器進(jìn)程(如php-cgi.exe)毡泻，CGI的一個(gè)進(jìn)程則處理完一個(gè)請(qǐng)求后退出胜茧，下一個(gè)請(qǐng)求來時(shí)再創(chuàng)建新進(jìn)程。當(dāng)然仇味，這樣在訪問量很少?zèng)]有并發(fā)的情況也行呻顽。可是當(dāng)訪問量增大丹墨，并發(fā)存在廊遍，這種方式就不適合了。于是就有了FastCGI贩挣。

3 什么是FastCGI#

FastCGI像是一個(gè)常駐(long-live)型的CGI喉前，它可以一直執(zhí)行著，只要激活后揽惹，不會(huì)每次都要花費(fèi)時(shí)間去fork一次(這是CGI最為人詬病的fork-and-execute 模式)被饿。它還支持分布式的運(yùn)算, 即 FastCGI 程序可以在網(wǎng)站服務(wù)器以外的主機(jī)上執(zhí)行并且接受來自其它網(wǎng)站服務(wù)器來的請(qǐng)求。

FastCGI是語言無關(guān)的搪搏、可伸縮架構(gòu)的CGI開放擴(kuò)展狭握，其主要行為是將CGI解釋器進(jìn)程保持在內(nèi)存中并因此獲得較高的性能。眾所周知疯溺，CGI解釋器的反復(fù)加載是CGI性能低下的主要原因论颅，如果CGI解釋器保持在內(nèi)存中并接受FastCGI進(jìn)程管理器調(diào)度，則可以提供良好的性能囱嫩、伸縮性恃疯、Fail- Over特性等等。

3.1 FastCGI工作原理##

1. HTTP Server啟動(dòng)時(shí)載入FastCGI進(jìn)程管理器（IIS ISAPI或Apache Module)墨闲；
2. FastCGI進(jìn)程管理器自身初始化今妄，啟動(dòng)多個(gè)CGI解釋器進(jìn)程(可見多個(gè)php-cgi)并等待來自HTTP Server的連接；
3. 當(dāng)客戶端請(qǐng)求到達(dá)HTTP Server時(shí)鸳碧，F(xiàn)astCGI進(jìn)程管理器選擇并連接到一個(gè)CGI解釋器盾鳞。HTTP Server將CGI環(huán)境變量和標(biāo)準(zhǔn)輸入發(fā)送到FastCGI子進(jìn)程php-cgi；
4. FastCGI子進(jìn)程完成處理后將標(biāo)準(zhǔn)輸出和錯(cuò)誤信息從同一連接返回HTTP Server瞻离。當(dāng)FastCGI子進(jìn)程關(guān)閉連接時(shí)腾仅，請(qǐng)求便告處理完成。FastCGI子進(jìn)程接著等待并處理來自FastCGI進(jìn)程管理器(運(yùn)行在HTTP Server中)的下一個(gè)連接套利。在CGI模式中推励，php-cgi在此便退出了鹤耍。

在上述情況中，你可以想象CGI通常有多慢验辞。每一個(gè)Web請(qǐng)求PHP都必須重新解析php.ini稿黄、重新載入全部擴(kuò)展并重初始化全部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。使用FastCGI跌造，所有這些都只在進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)發(fā)生一次抛猖。一個(gè)額外的好處是，持續(xù)數(shù)據(jù)庫連接(Persistent database connection)可以工作鼻听。

3.2 FastCGI與CGI特點(diǎn)##

1. 如CGI，F(xiàn)astCGI也具有語言無關(guān)性联四；
2. 如CGI撑碴，F(xiàn)astCGI在進(jìn)程中的應(yīng)用程序，獨(dú)立于核心web服務(wù)器運(yùn)行朝墩，提供了一個(gè)比API更安全的環(huán)境醉拓。(API把應(yīng)用程序的代碼與核心的web服務(wù)器鏈接在一起，這意味著在一個(gè)錯(cuò)誤的API的應(yīng)用程序可能會(huì)損壞其他應(yīng)用程序或核心服務(wù)器; 惡意的API的應(yīng)用程序代碼甚至可以竊取另一個(gè)應(yīng)用程序或核心服務(wù)器的密鑰收苏。)
3. FastCGI技術(shù)目前支持語言有：C/C++亿卤、Java、Perl鹿霸、Tcl排吴、Python、SmallTalk懦鼠、Ruby等钻哩。相關(guān)模塊在Apache, ISS, Lighttpd等流行的服務(wù)器上也是可用的。
4. 如CGI肛冶，F(xiàn)astCGI的不依賴于任何Web服務(wù)器的內(nèi)部架構(gòu)街氢，因此即使服務(wù)器技術(shù)的變化, FastCGI依然穩(wěn)定不變。

4 什么是PHP-CGI#

PHP-CGI是PHP自帶的FastCGI管理器睦袖。PHP-CGI的不足：

1. PHP-CGI變更php.ini配置后珊肃，需重啟PHP-CGI才能讓新的php-ini生效，不可以平滑重啟馅笙；
2. 直接殺死PHP-CGI進(jìn)程伦乔，php就不能運(yùn)行了。(PHP-FPM和Spawn-FCGI就沒有這個(gè)問題延蟹，守護(hù)進(jìn)程會(huì)平滑從新生成新的子進(jìn)程评矩。）

5 什么是PHP-FPM#

PHP-FPM是一個(gè)PHP FastCGI管理器，是只用于PHP的阱飘，使用PHP-FPM來控制PHP-CGI的FastCGI進(jìn)程斥杜，它負(fù)責(zé)管理一個(gè)進(jìn)程池虱颗，來處理來自Web服務(wù)器的請(qǐng)求≌嵛梗可以在 http://php-fpm.org/download 下載得到忘渔。

相對(duì)Spawn-FCGI，PHP-FPM在CPU和內(nèi)存方面的控制都更勝一籌缰儿，而且前者很容易崩潰畦粮，必須用crontab進(jìn)行監(jiān)控，而PHP-FPM則沒有這種煩惱乖阵。

PHP-FPM提供了更好的PHP進(jìn)程管理方式宣赔，可以有效控制內(nèi)存和進(jìn)程、可以平滑重載PHP配置瞪浸，比Spawn-FCGI具有更多優(yōu)點(diǎn)儒将，所以被PHP官方收錄了。在PHP 5.3.3中可以直接使用PHP-FPM了对蒲。

在./configure的時(shí)候帶 –enable-fpm參數(shù)即可開啟PHP-FPM钩蚊。

5.1 PHP-FPM工作原理##

Apache+PHP配合使用，會(huì)在Apache配置下面一段：

LoadModule php5_module C:/php/php5apache2_2.dll

當(dāng)PHP需要在Apache服務(wù)器下運(yùn)行時(shí)蹈矮，一般來說砰逻，它可以模塊的形式集成，此時(shí)模塊的作用是接收Apache傳遞過來的PHP文件請(qǐng)求泛鸟，并處理這些請(qǐng)求蝠咆，然后將處理后的結(jié)果返回給Apache。如果我們?cè)贏pache啟動(dòng)前在其配置文件中配置好了PHP模塊谈况，PHP模塊通過注冊(cè)apache2的ap_hook_post_config掛鉤勺美，在Apache啟動(dòng)的時(shí)候啟動(dòng)此模塊以接受PHP文件的請(qǐng)求。

Apache的Hook機(jī)制是指：Apache允許模塊(包括內(nèi)部模塊和外部模塊碑韵，例如mod_php5.so赡茸，mod_perl.so等)將自定義的函數(shù)注入到請(qǐng)求處理循環(huán)中。換句話說祝闻，模塊可以在Apache的任何一個(gè)處理階段中掛接(Hook)上自己的處理函數(shù)占卧，從而參與Apache的請(qǐng)求處理過程。mod_php5.so/php5apache2.dll就是將所包含的自定義函數(shù)联喘，通過Hook機(jī)制注入到Apache中华蜒，在Apache處理流程的各個(gè)階段負(fù)責(zé)處理php請(qǐng)求。

有人測(cè)試Nginx+PHP-FPM在高并發(fā)情況下可能會(huì)達(dá)到Apache+mod_php5的5~10倍豁遭，現(xiàn)在Nginx+PHP-FPM使用的人越來越多叭喜。

6 什么是Spawn-FCGI#

Spawn-FCGI是一個(gè)通用的FastCGI管理服務(wù)器，它是lighttpd中的一部份蓖谢，很多人都用Lighttpd的Spawn-FCGI進(jìn)行FastCGI模式下的管理工作捂蕴，不過有不少缺點(diǎn)譬涡。而PHP-FPM的出現(xiàn)多少緩解了一些問題，但PHP-FPM有個(gè)缺點(diǎn)就是要重新編譯啥辨，這對(duì)于一些已經(jīng)運(yùn)行的環(huán)境可能有不小的風(fēng)險(xiǎn)(refer)涡匀。

Spawn-FCGI目前已經(jīng)獨(dú)成為一個(gè)項(xiàng)目，更加穩(wěn)定一些溉知，也給很多Web 站點(diǎn)的配置帶來便利陨瘩。已經(jīng)有不少站點(diǎn)將它與nginx搭配來解決動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁。

6.1 PHP-FPM與Spawn-CGI對(duì)比##

PHP-FPM级乍、Spawn-FCGI都是守護(hù)PHP-CGI的進(jìn)程管理器舌劳。

PHP-FPM的使用非常方便，配置都是在PHP-FPM.ini的文件內(nèi)玫荣，而啟動(dòng)蒿囤、重啟都可以從php/sbin/PHP-FPM中進(jìn)行。更方便的是修改php.ini后可以直接使用PHP-FPM reload進(jìn)行加載崇决，無需殺掉進(jìn)程就可以完成php.ini的修改加載。使用PHP-FPM可以使PHP有不小的性能提升底挫。PHP-FPM控制的進(jìn)程CPU回收的速度比較慢恒傻，內(nèi)存分配的很均勻。

Spawn-FCGI控制的進(jìn)程CPU下降的很快建邓，而內(nèi)存分配的比較不均勻盈厘。有很多進(jìn)程似乎未分配到，而另外一些卻占用很高官边》惺郑可能是由于進(jìn)程任務(wù)分配的不均勻?qū)е碌摹６@也導(dǎo)致了總體響應(yīng)速度的下降注簿。而PHP-FPM合理的分配契吉，導(dǎo)致總體響應(yīng)的提到以及任務(wù)的平均。

7 什么是Servlet#

Servlet最初是在1995年由James Gosling提出的诡渴，因?yàn)槭褂迷摷夹g(shù)需要復(fù)雜的Web服務(wù)器支持捐晶，所以當(dāng)時(shí)并沒有得到重視，也就放棄了妄辩。后來隨著Web應(yīng)用復(fù)雜度的提升惑灵，并要求提供更高的并發(fā)處理能力，Servlet被重新?lián)炱鹧垡⒃贘ava平臺(tái)上得到實(shí)現(xiàn)英支，現(xiàn)在提起Servlet，指的都是Java Servlet哮伟。Java Servlet要求必須運(yùn)行在Web服務(wù)器當(dāng)中干花，與Web服務(wù)器之間屬于分工和互補(bǔ)關(guān)系妄帘。確切的說，在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候Java Servlet與Web服務(wù)器會(huì)融為一體把敢，如同一個(gè)程序一樣運(yùn)行在同一個(gè)Java虛擬機(jī)（JVM）當(dāng)中寄摆。與CGI不同的是，Servlet對(duì)每個(gè)請(qǐng)求都是單獨(dú)啟動(dòng)一個(gè)線程修赞，而不是進(jìn)程婶恼。這種處理方式大幅度地降低了系統(tǒng)里的進(jìn)程數(shù)量速缨，提高了系統(tǒng)的并發(fā)處理能力专钉。另外因?yàn)镴ava Servlet是運(yùn)行在虛擬機(jī)之上的，也就解決了跨平臺(tái)問題午衰。如果沒有Servlet的出現(xiàn)割择，也就沒有互聯(lián)網(wǎng)的今天眷篇。

在Servlet出現(xiàn)之后，隨著使用范圍的擴(kuò)大荔泳，人們發(fā)現(xiàn)了它的一個(gè)很大的一個(gè)弊端蕉饼。那就是為了能夠輸出HTML格式內(nèi)容，需要編寫大量重復(fù)代碼玛歌，造成不必要的重復(fù)勞動(dòng)昧港。為了解決這個(gè)問題，基于Servlet技術(shù)產(chǎn)生了JavaServet Pages技術(shù)支子，也就是JSP创肥。Servlet和JSP兩者分工協(xié)作，Servlet側(cè)重于解決運(yùn)算和業(yè)務(wù)邏輯問題值朋，JSP則側(cè)重于解決展示問題叹侄。Servlet與JSP一起為Web應(yīng)用開發(fā)帶來了巨大的貢獻(xiàn)，后來出現(xiàn)的眾多Java Web應(yīng)用開發(fā)框架都是基于這兩種技術(shù)的昨登，更確切的說趾代，都是基于Servlet技術(shù)的。

7.1 Servlet生命周期##

作為一名專業(yè)編程人員丰辣，您碰到的大多數(shù) Java servlet 都是為響應(yīng) Web 應(yīng)用程序上下文中的 HTTP 請(qǐng)求而設(shè)計(jì)的稽坤。因此，javax.servlet 和 javax.servlet.http 包中特定于 HTTP 的類是您應(yīng)該關(guān)心的糯俗。對(duì)于Servlet容器(Tomcat)與HttpServlet是怎樣進(jìn)行交互的呢尿褪，看下類圖：

Java Servlet 類圖

Servlet的框架是由兩個(gè)Java包組成的：javax.servlet與javax.servlet.http。在javax.servlet包中定義了所有的Servlet類都必須實(shí)現(xiàn)或者擴(kuò)展的通用接口和類得湘。在javax.servlet.http包中定義了采用Http協(xié)議通信的HttpServlet類杖玲。Servlet的框架的核心是javax.servlet.Servlet接口，所有的Servlet都必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口淘正。在Servlet接口中定義了5個(gè)方法摆马，其中3個(gè)方法代表了Servlet的生命周期：

1. init(ServletConfig)方法：負(fù)責(zé)初始化Servlet對(duì)象臼闻，在Servlet的生命周期中，該方法執(zhí)行一次囤采；該方法執(zhí)行在單線程的環(huán)境下述呐，因此開發(fā)者不用考慮線程安全的問題；
2. service(ServletRequest req,ServletResponse res)方法：負(fù)責(zé)響應(yīng)客戶的請(qǐng)求蕉毯；為了提高效率乓搬，Servlet規(guī)范要求一個(gè)Servlet實(shí)例必須能夠同時(shí)服務(wù)于多個(gè)客戶端請(qǐng)求，即service()方法運(yùn)行在多線程的環(huán)境下代虾，Servlet開發(fā)者必須保證該方法的線程安全性进肯；
3. destroy()方法：當(dāng)Servlet對(duì)象退出生命周期時(shí)，負(fù)責(zé)釋放占用的資源棉磨；

編程注意事項(xiàng)說明：

1. 當(dāng)Server Thread線程執(zhí)行Servlet實(shí)例的init()方法時(shí)江掩，所有的Client Service Thread線程都不能執(zhí)行該實(shí)例的service()方法，更沒有線程能夠執(zhí)行該實(shí)例的destroy()方法乘瓤，因此Servlet的init()方法是工作在單線程的環(huán)境下环形，開發(fā)者不必考慮任何線程安全的問題。
2. 當(dāng)服務(wù)器接收到來自客戶端的多個(gè)請(qǐng)求時(shí)衙傀，服務(wù)器會(huì)在單獨(dú)的Client Service Thread線程中執(zhí)行Servlet實(shí)例的service()方法服務(wù)于每個(gè)客戶端斟赚。此時(shí)會(huì)有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行同一個(gè)Servlet實(shí)例的service()方法，因此必須考慮線程安全的問題差油。
3. 請(qǐng)大家注意，雖然service()方法運(yùn)行在多線程的環(huán)境下任洞，并不一定要同步該方法蓄喇。而是要看這個(gè)方法在執(zhí)行過程中訪問的資源類型及對(duì)資源的訪問方式。分析如下：

如果service()方法沒有訪問Servlet的成員變量也沒有訪問全局的資源比如靜態(tài)變量交掏、文件妆偏、數(shù)據(jù)庫連接等，而是只使用了當(dāng)前線程自己的資源盅弛，比如非指向全局資源的臨時(shí)變量钱骂、request和response對(duì)象等。該方法本身就是線程安全的挪鹏，不必進(jìn)行任何的同步控制见秽。

如果service()方法訪問了Servlet的成員變量，但是對(duì)該變量的操作是只讀操作讨盒，該方法本身就是線程安全的解取，不必進(jìn)行任何的同步控制。

如果service()方法訪問了Servlet的成員變量返顺，并且對(duì)該變量的操作既有讀又有寫禀苦，通常需要加上同步控制語句蔓肯。

如果service()方法訪問了全局的靜態(tài)變量，如果同一時(shí)刻系統(tǒng)中也可能有其它線程訪問該靜態(tài)變量振乏，如果既有讀也有寫的操作蔗包，通常需要加上同步控制語句。

如果service()方法訪問了全局的資源慧邮，比如文件调限、數(shù)據(jù)庫連接等，通常需要加上同步控制語句赋咽。

在創(chuàng)建一個(gè) Java servlet 時(shí)旧噪，一般需要子類 HttpServlet。該類中的方法允許您訪問請(qǐng)求和響應(yīng)包裝器（wrapper）脓匿，您可以用這個(gè)包裝器來處理請(qǐng)求和創(chuàng)建響應(yīng)淘钟。大多數(shù)程序員都知道Servlet的生命周期，簡(jiǎn)單的概括這就分為四步：

Servlet類加載--->實(shí)例化--->服務(wù)--->銷毀陪毡；

Servlet生命周期

創(chuàng)建Servlet對(duì)象的時(shí)機(jī)：

1. 默認(rèn)情況下米母，在Servlet容器啟動(dòng)后：客戶首次向Servlet發(fā)出請(qǐng)求，Servlet容器會(huì)判斷內(nèi)存中是否存在指定的Servlet對(duì)象毡琉，如果沒有則創(chuàng)建它铁瞒，然后根據(jù)客戶的請(qǐng)求創(chuàng)建HttpRequest、HttpResponse對(duì)象桅滋，從而調(diào)用Servlet對(duì)象的service方法慧耍；
2. Servlet容器啟動(dòng)時(shí)：當(dāng)web.xml文件中如果<servlet>元素中指定了<load-on-startup>子元素時(shí)，Servlet容器在啟動(dòng)web服務(wù)器時(shí)丐谋，將按照順序創(chuàng)建并初始化Servlet對(duì)象芍碧；
3. Servlet的類文件被更新后，重新創(chuàng)建Servlet号俐。Servlet容器在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建Servlet泌豆，這是由在web.xml文件中為Servlet設(shè)置的<load-on-startup>屬性決定的。從中我們也能看到同一個(gè)類型的Servlet對(duì)象在Servlet容器中以單例的形式存在吏饿；

注意：在web.xml文件中踪危，某些Servlet只有<serlvet>元素，沒有<servlet-mapping>元素猪落，這樣我們無法通過url的方式訪問這些Servlet贞远，這種Servlet通常會(huì)在<servlet>元素中配置一個(gè)<load-on-startup>子元素，讓容器在啟動(dòng)的時(shí)候自動(dòng)加載這些Servlet并調(diào)用init(ServletConfig config)方法來初始化該Servlet笨忌。其中方法參數(shù)config中包含了Servlet的配置信息兴革，比如初始化參數(shù)，該對(duì)象由服務(wù)器創(chuàng)建。

銷毀Servlet對(duì)象的時(shí)機(jī)：

Servlet容器停止或者重新啟動(dòng)：Servlet容器調(diào)用Servlet對(duì)象的destroy方法來釋放資源杂曲。以上所講的就是Servlet對(duì)象的生命周期庶艾。那么Servlet容器如何知道創(chuàng)建哪一個(gè)Servlet對(duì)象？Servlet對(duì)象如何配置擎勘？實(shí)際上這些信息是通過讀取web.xml配置文件來實(shí)現(xiàn)的咱揍。

<servlet>
    <!-- Servlet對(duì)象的名稱 -->
    <servlet-name>action<servlet-name>
    <!-- 創(chuàng)建Servlet對(duì)象所要調(diào)用的類 -->
    <servlet-class>org.apache.struts.action.ActionServlet</servlet-class>
    <init-param>
        <!-- 參數(shù)名稱 -->
        <param-name>config</param-name>
        <!-- 參數(shù)值 -->
        <param-value>/WEB-INF/struts-config.xml</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>detail</param-name>
        <param-value>2</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>debug</param-name>
        <param-value>2</param-value>
    </init-param>
    <!-- Servlet容器啟動(dòng)時(shí)加載Servlet對(duì)象的順序 -->
    <load-on-startup>2</load-on-startup>
</servlet>
<!-- 要與servlet中的servlet-name配置節(jié)內(nèi)容對(duì)應(yīng) -->
<servlet-mapping>
    <servlet-name>action</servlet-name>
    <!-- 客戶訪問的Servlet的相對(duì)URL路徑 -->
    <url-pattern>*.do</url-pattern>
</servlet-mapping>

當(dāng)Servlet容器啟動(dòng)的時(shí)候讀取<servlet>配置節(jié)信息，根據(jù)<servlet-class>配置節(jié)信息創(chuàng)建Servlet對(duì)象棚饵，同時(shí)根據(jù)<init-param>配置節(jié)信息創(chuàng)建HttpServletConfig對(duì)象煤裙，然后執(zhí)行Servlet對(duì)象的init方法，并且根據(jù)<load-on-startup>配置節(jié)信息來決定創(chuàng)建Servlet對(duì)象的順序噪漾，如果此配置節(jié)信息為負(fù)數(shù)或者沒有配置硼砰，那么在Servlet容器啟動(dòng)時(shí)，將不加載此Servlet對(duì)象欣硼。當(dāng)客戶訪問Servlet容器時(shí)题翰，Servlet容器根據(jù)客戶訪問的URL地址，通過<servlet-mapping>配置節(jié)中的<url-pattern>配置節(jié)信息找到指定的Servlet對(duì)象诈胜，并調(diào)用此Servlet對(duì)象的service方法豹障。

在整個(gè)Servlet的生命周期過程中，創(chuàng)建Servlet實(shí)例焦匈、調(diào)用實(shí)例的init()和destroy()方法都只進(jìn)行一次血公，當(dāng)初始化完成后，Servlet容器會(huì)將該實(shí)例保存在內(nèi)存中缓熟，通過調(diào)用它的service()方法累魔，為接收到的請(qǐng)求服務(wù)。下面給出Servlet整個(gè)生命周期過程的UML序列圖够滑，如圖所示：

Servlet生命周期UML序列圖

如果需要讓Servlet容器在啟動(dòng)時(shí)即加載Servlet垦写，可以在web.xml文件中配置<load-on-startup>元素。

7.2 Servlet工作原理##

上面描述了Servlet的生命周期版述，接著我們描述一下Tomcat與Servlet是如何工作的，首先看下面的時(shí)序圖：

Servlet工作原理時(shí)序圖

1. Web Client 向Servlet容器（Tomcat）發(fā)出Http請(qǐng)求寞冯；
2. Servlet容器接收Web Client的請(qǐng)求渴析；
3. Servlet容器創(chuàng)建一個(gè)HttpRequest對(duì)象，將Web Client請(qǐng)求的信息封裝到這個(gè)對(duì)象中吮龄；
4. Servlet容器創(chuàng)建一個(gè)HttpResponse對(duì)象俭茧；
5. Servlet容器調(diào)用HttpServlet對(duì)象的service方法，把HttpRequest對(duì)象與HttpResponse對(duì)象作為參數(shù)傳給 HttpServlet對(duì)象漓帚；
6. HttpServlet調(diào)用HttpRequest對(duì)象的有關(guān)方法母债，獲取Http請(qǐng)求信息；
7. HttpServlet調(diào)用HttpResponse對(duì)象的有關(guān)方法，生成響應(yīng)數(shù)據(jù)毡们；
8. Servlet容器把HttpServlet的響應(yīng)結(jié)果傳給Web Client迅皇；

7.3 CGI與Servlet比較##

CGI應(yīng)用開發(fā)比較困難，因?yàn)樗蟪绦騿T有處理參數(shù)傳遞的知識(shí)衙熔，這不是一種通用的技能登颓。CGI不可移植，為某一特定平臺(tái)編寫的CGI應(yīng)用只能運(yùn)行于這一環(huán)境中红氯。每一個(gè)CGI應(yīng)用存在于一個(gè)由客戶端請(qǐng)求激活的進(jìn)程中框咙，并且在請(qǐng)求被服務(wù)后被卸載。這種模式將引起很高的內(nèi)存痢甘、CPU開銷喇嘱，而且在同一進(jìn)程中不能服務(wù)多個(gè)客戶。

Servlet對(duì)CGI的最主要優(yōu)勢(shì)在于一個(gè)Servlet被客戶端發(fā)送的第一個(gè)請(qǐng)求激活塞栅，然后它將繼續(xù)運(yùn)行于后臺(tái)者铜，等待以后的請(qǐng)求。每個(gè)請(qǐng)求將生成一個(gè)新的線程构蹬，而不是一個(gè)完整的進(jìn)程王暗。多個(gè)客戶能夠在同一個(gè)進(jìn)程中同時(shí)得到服務(wù)。一般來說庄敛，Servlet進(jìn)程只是在Web Server卸載時(shí)被卸載俗壹。

Servlet提供了Java應(yīng)用程序的所有優(yōu)勢(shì)——可移植、穩(wěn)健藻烤、易開發(fā)绷雏。使用Servlet Tag技術(shù)，Servlet能夠生成嵌于靜態(tài)HTML頁面中的動(dòng)態(tài)內(nèi)容怖亭。

綜上涎显，Servlet處于服務(wù)器進(jìn)程中，它通過多線程方式運(yùn)行其service方法兴猩，一個(gè)實(shí)例可以服務(wù)于多個(gè)請(qǐng)求期吓，并且其實(shí)例一般不會(huì)銷毀。 而CGI對(duì)每個(gè)請(qǐng)求都產(chǎn)生新的進(jìn)程倾芝，服務(wù)完成后就銷毀讨勤，所以效率上低于Servlet。

CGI與Servlet的對(duì)比：

對(duì)比一：當(dāng)用戶瀏覽器發(fā)出一個(gè)Http/CGI的請(qǐng)求晨另，或者說調(diào)用一個(gè)CGI程序的時(shí)候潭千，服務(wù)器端就要新啟用一個(gè)進(jìn)程(而且是每次都要調(diào)用)，調(diào)用CGI程序越多(特別是訪問量高的時(shí)候)借尿，就要消耗系統(tǒng)越多的處理時(shí)間刨晴，只剩下越來越少的系統(tǒng)資源屉来，對(duì)于用戶來說，只能是漫長(zhǎng)的等待服務(wù)器端的返回頁面了狈癞，這對(duì)于電子商務(wù)激烈發(fā)展的今天來說茄靠，不能不說是一種技術(shù)上的遺憾。

而Servlet充分發(fā)揮了服務(wù)器端的資源并高效的利用亿驾。每次調(diào)用Servlet時(shí)并不是新啟用一個(gè)進(jìn)程嘹黔，而是在一個(gè)Web服務(wù)器的進(jìn)程中共享和分離線程，而線程最大的好處在于可以共享一個(gè)數(shù)據(jù)源莫瞬，使系統(tǒng)資源被有效利用儡蔓。

對(duì)比二：傳統(tǒng)的CGI程序，不具備平臺(tái)無關(guān)性特征疼邀，系統(tǒng)環(huán)境發(fā)生變化喂江，CGI程序就要癱瘓，而Servlet具備Java的平臺(tái)無關(guān)性旁振，在系統(tǒng)開發(fā)過程中保持了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性获询、高效性。

對(duì)比三：傳統(tǒng)技術(shù)中拐袜，一般大都為二層的系統(tǒng)架構(gòu)吉嚣，即Web服務(wù)器+數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，導(dǎo)致網(wǎng)站訪問量大的時(shí)候蹬铺，無法克服CGI程序與數(shù)據(jù)庫建立連接時(shí)速度慢的瓶頸尝哆，從而死機(jī)、數(shù)據(jù)庫死鎖現(xiàn)象頻繁發(fā)生甜攀。而Servlet有連接池的概念秋泄，它可以利用多線程的優(yōu)點(diǎn)，在系統(tǒng)緩存中事先建立好若干與數(shù)據(jù)庫的連接规阀，到時(shí)候若想和數(shù)據(jù)庫打交道可以隨時(shí)跟系統(tǒng)"要"一個(gè)連接即可恒序，反應(yīng)速度可想而知。

8 Tomcat工作原理#

Tomcat 的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜谁撼，但是 Tomcat 也非常的模塊化歧胁，找到了 Tomcat 最核心的模塊，您就抓住了 Tomcat 的“七寸”厉碟。下面是 Tomcat 的總體結(jié)構(gòu)圖：

Tomcat的總體結(jié)構(gòu)圖

從上圖可以看出Tomcat的核心是兩個(gè)組件：連接器（Connector）和容器（Container）喊巍。Connector組件是負(fù)責(zé)生成請(qǐng)求對(duì)象和響應(yīng)對(duì)象的，Tomcat默認(rèn)的是HttpConnector墨榄，負(fù)責(zé)根據(jù)收到的Http請(qǐng)求報(bào)文生成Request對(duì)象和Response對(duì)象玄糟，并把這兩個(gè)對(duì)象傳遞給Container勿她，然后根據(jù)Response中的內(nèi)容生成相應(yīng)的HTTP報(bào)文袄秩。

Container是容器的父接口，所有子容器都必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，簡(jiǎn)單來說就是服務(wù)器部署的項(xiàng)目是運(yùn)行在Container中的之剧。Container里面的項(xiàng)目獲取到Connector傳遞過來對(duì)應(yīng)的的Request對(duì)象和Response對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)的操作郭卫。

Connector可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行替換。一個(gè)Container可以選擇對(duì)應(yīng)多個(gè)Connector背稼。多個(gè)Connector和一個(gè)Container就形成了一個(gè)Service贰军，有了Service就可以對(duì)外提供服務(wù)了。

Tomcat要為一個(gè)Servlet的請(qǐng)求提供服務(wù)蟹肘，需要做三件事：

1. 創(chuàng)建一個(gè)request對(duì)象并填充那些有可能被所引用的Servlet使用的信息词疼，如參數(shù)，頭部帘腹、cookies贰盗、查詢字符串等。一個(gè)request對(duì)象就是javax.servlet.ServletRequest或javax.servlet.http.ServletRequest接口的一個(gè)實(shí)例阳欲。
2. 創(chuàng)建一個(gè)response對(duì)象舵盈，所引用的servlet使用它來給客戶端發(fā)送響應(yīng)。一個(gè)response對(duì)象是javax.servlet.ServletResponse或javax.servlet.http.ServletResponse接口的一個(gè)實(shí)例球化。
3. 調(diào)用servlet的service方法秽晚，并傳入request和response對(duì)象。這里servlet會(huì)從request對(duì)象取值筒愚，給response寫值赴蝇。
4. 根據(jù)servlet返回的response生成相應(yīng)的HTTP響應(yīng)報(bào)文。

既然我們已經(jīng)抓到Tomcat的“七寸”锨能，兩個(gè)核心組件：連接器（Connector）和容器（Container）扯再，那這樣從連接器（Connector）入手，來看下Tomcat處理HTTP請(qǐng)求的流程址遇。

很多開源應(yīng)用服務(wù)器都是集成tomcat作為web container的熄阻，而且對(duì)于tomcat的servlet container這部分代碼很少改動(dòng)。這樣倔约，這些應(yīng)用服務(wù)器的性能基本上就取決于Tomcat處理HTTP請(qǐng)求的connector模塊的性能秃殉。

8.1 Connector種類##

Tomcat源碼中與connector相關(guān)的類位于org.apache.coyote包中，Connector分為以下幾類：

Http Connector浸剩，基于HTTP協(xié)議钾军，負(fù)責(zé)建立HTTP連接。它又分為BIO Http Connector與NIO Http Connector兩種绢要，后者提供非阻塞IO與長(zhǎng)連接Comet支持吏恭。

AJP Connector，基于AJP協(xié)議重罪，AJP是專門設(shè)計(jì)用來為tomcat與http服務(wù)器之間通信專門定制的協(xié)議樱哼，能提供較高的通信速度和效率哀九。如與Apache服務(wù)器集成時(shí)，采用這個(gè)協(xié)議搅幅。

APR HTTP Connector阅束，用C實(shí)現(xiàn)，通過JNI調(diào)用的茄唐。主要提升對(duì)靜態(tài)資源（如HTML息裸、圖片、CSS沪编、JS等）的訪問性能『襞瑁現(xiàn)在這個(gè)庫已獨(dú)立出來可用在任何項(xiàng)目中。Tomcat在配置APR之后性能非常強(qiáng)勁蚁廓。

8.2 Connector配置##

對(duì)Connector的配置位于conf/server.xml文件中宿亡。

8.2.1 BIO HTTP/1.1 Connector配置###

<Connector port=”8080” protocol=”HTTP/1.1” maxThreads=”150” 
    connectionTimeout=”20000” redirectPort=”8443” />

其它一些重要屬性如下：

acceptCount : 接受連接request的最大連接數(shù)目，默認(rèn)值是10纳令；

address : 綁定IP地址挽荠，如果不綁定，默認(rèn)將綁定任何IP地址平绩；

allowTrace : 如果是true,將允許TRACE HTTP方法圈匆；

compressibleMimeTypes : 各個(gè)mimeType, 以逗號(hào)分隔，如text/html,text/xml捏雌；

compression : 如果帶寬有限的話跃赚，可以用GZIP壓縮；

connectionTimeout : 超時(shí)時(shí)間性湿，默認(rèn)為60000ms (60s)纬傲；

maxKeepAliveRequest : 默認(rèn)值是100；

maxThreads : 處理請(qǐng)求的Connector的線程數(shù)目肤频，默認(rèn)值為200叹括；

如果是SSL配置，如下：

<Connector port="8181" protocol="HTTP/1.1" SSLEnabled="true" 
    maxThreads="150" scheme="https" secure="true" 
    clientAuth="false" sslProtocol = "TLS" 
    address="0.0.0.0" 
    keystoreFile="E:/java/jonas-full-5.1.0-RC3/conf/keystore.jks" 
    keystorePass="changeit" />

其中宵荒，keystoreFile為證書位置汁雷，keystorePass為證書密碼。

8.2.2 NIO HTTP/1.1 Connector配置###

<Connector port=”8080” protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol” 
    maxThreads=”150” connectionTimeout=”20000” redirectPort=”8443” />

8.2.3 Native APR Connector配置###

1. ARP是用C/C++寫的报咳，對(duì)靜態(tài)資源（HTML侠讯，圖片等）進(jìn)行了優(yōu)化。所以要下載本地庫tcnative-1.dll與openssl.exe暑刃，將其放在%tomcat%\bin目錄下厢漩。

下載地址是：http://tomcat.heanet.ie/native/1.1.10/binaries/win32/

2. 在server.xml中要配置一個(gè)Listener,如下圖。這個(gè)配置tomcat是默認(rèn)配好的岩臣。

<!--APR library loader. Documentation at /docs/apr.html --> 
<Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />

3. 配置使用APR connector

<Connector port=”8080” protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol” 
    maxThreads=”150” connectionTimeout=”20000” redirectPort=”8443” />

4. 如果配置成功溜嗜，啟動(dòng)tomcat,會(huì)看到如下信息：

org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol init

8.3 Tomcat架構(gòu)模塊##

Tomcat架構(gòu)模塊

1. Server(服務(wù)器)是Tomcat構(gòu)成的頂級(jí)構(gòu)成元素柴底，所有一切均包含在Server中，Server的實(shí)現(xiàn)類StandardServer可以包含一個(gè)到多個(gè)Services;
2. 次頂級(jí)元素Service的實(shí)現(xiàn)類為StandardService調(diào)用了容器(Container)接口粱胜，其實(shí)是調(diào)用了Servlet Engine(引擎)，而且StandardService類中也指明了該Service歸屬的Server狐树；
3. 接下來次級(jí)的構(gòu)成元素就是容器(Container)：主機(jī)(Host)焙压、上下文(Context)和引擎(Engine)均繼承自Container接口，所以它們都是容器抑钟。但是涯曲，它們是有父子關(guān)系的，在主機(jī)(Host)在塔、上下文(Context)和引擎(Engine)這三類容器中幻件，引擎是頂級(jí)容器，直接包含是主機(jī)容器蛔溃，而主機(jī)容器又包含上下文容器绰沥，所以引擎、主機(jī)和上下文從大小上來說又構(gòu)成父子關(guān)系贺待，雖然它們都繼承自Container接口徽曲。
4. 連接器(Connector)將Service和Container連接起來，首先它需要注冊(cè)到一個(gè)Service麸塞，它的作用就是把來自客戶端的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到Container(容器)秃臣，這就是它為什么稱作連接器的原因。

8.4 Tomcat運(yùn)行流程##

Tomcat運(yùn)行流程

假設(shè)來自客戶的請(qǐng)求為：http://localhost:8080/test/index.jsp

1. 請(qǐng)求被發(fā)送到本機(jī)端口8080哪工，被在那里偵聽的Coyote HTTP/1.1 Connector獲得奥此；
2. Connector把該請(qǐng)求交給它所在的Service的Engine來處理，并等待Engine的回應(yīng)雁比；
3. Engine獲得請(qǐng)求localhost:8080/test/index.jsp稚虎，匹配它所有虛擬主機(jī)Host；
4. Engine匹配到名為localhost的Host（即使匹配不到也把請(qǐng)求交給該Host處理偎捎，因?yàn)樵揌ost被定義為該Engine的默認(rèn)主機(jī)）祥绞；
5. localhost Host獲得請(qǐng)求/test/index.jsp，匹配它所擁有的所有Context鸭限；
6. Host匹配到路徑為/test的Context（如果匹配不到就把該請(qǐng)求交給路徑名為""的Context去處理）蜕径；
7. path="/test"的Context獲得請(qǐng)求/index.jsp，在它的mapping table中尋找對(duì)應(yīng)的servlet败京；
8. Context匹配到URL PATTERN為*.jsp的servlet兜喻，對(duì)應(yīng)于JspServlet類；
9. 構(gòu)造HttpServletRequest對(duì)象和HttpServletResponse對(duì)象赡麦，作為參數(shù)調(diào)用JspServlet的doGet或doPost方法朴皆；
10. Context把執(zhí)行完了之后的HttpServletResponse對(duì)象返回給Host帕识；
11. Host把HttpServletResponse對(duì)象返回給Engine；
12. Engine把HttpServletResponse對(duì)象返回給Connector遂铡；
13. Connector把HttpServletResponse對(duì)象返回給客戶browser肮疗；