Tomcate筆記

最后模塊作業(yè)是手寫代碼，實(shí)現(xiàn)tomcat的加載webapp目錄下的項(xiàng)目宣渗，根據(jù)訪問路徑進(jìn)行訪問servlet和靜態(tài)資源，通過加載子項(xiàng)目的web.xml和自定義classLoader万牺，反射关顷，最終完成。每個(gè)作業(yè)都附帶視頻講解始衅。

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1.Tomcat 系統(tǒng)架構(gòu)與原理剖析

通常配置conf下的server.xml;web.xml是全局的冷蚂，以各項(xiàng)目配置的為準(zhǔn)缭保；work文件夾是jsp編譯、存放蝙茶、運(yùn)行的文件夾艺骂。

瀏覽器訪問服務(wù)器的流程

Tomcat處理流程及架構(gòu)：

Tomcat的兩個(gè)重要身份1）http服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)核心是連接器（Connector）隆夯，而連接器的核心是Coyote

2）Tomcat是?個(gè)Servlet容器钳恕，核心是容器（Container），而容器的核心是Container

Coyote功能：

Coyote 是Tomcat 中連接器的組件名稱 , 是對(duì)外的接?蹄衷∮嵌睿客戶端通過Coyote與服務(wù)器建?連接、發(fā)送請求并接受響應(yīng) 愧口。a.Coyote 封裝了底層的?絡(luò)通信（Socket 請求及響應(yīng)處理）b.Coyote 使Catalina 容器（容器組件）與具體的請求協(xié)議及IO操作?式完全解耦c.Coyote 將Socket 輸?轉(zhuǎn)換封裝為 Request 對(duì)象宙址，進(jìn)?步封裝后交由Catalina 容器進(jìn)?處理，處理請求完成后, Catalina 通過Coyote 提供的Response 對(duì)象將結(jié)果寫?輸出流d.Coyote 負(fù)責(zé)的是具體協(xié)議（應(yīng)?層）和IO（傳輸層）相關(guān)內(nèi)容

Tomcat體系結(jié)構(gòu)

Tomcat Servlet容器處理流程（簡）

1）HTTP服務(wù)器會(huì)把請求信息使?ServletRequest對(duì)象封裝起來2）進(jìn)?步去調(diào)?Servlet容器中某個(gè)具體的Servlet3）在 2）中调卑，Servlet容器拿到請求后抡砂，根據(jù)URL和Servlet的映射關(guān)系，找到相應(yīng)的Servlet4）如果Servlet還沒有被加載恬涧，就?反射機(jī)制創(chuàng)建這個(gè)Servlet注益，并調(diào)?Servlet的init?法來完成初始化5）接著調(diào)?這個(gè)具體Servlet的service?法來處理請求，請求處理結(jié)果使?ServletResponse對(duì)象封裝6）把ServletResponse對(duì)象返回給HTTP服務(wù)器溯捆，HTTP服務(wù)器會(huì)把響應(yīng)發(fā)送給客戶端

Tomcat Servlet容器處理流程及組件說明（詳）

1.http服務(wù)器接收到用戶請求丑搔，Coyote中的EndPoint進(jìn)行接收處理，EndPoint是通信端點(diǎn)提揍，即通信監(jiān)聽的接?啤月，是具體Socket接收和發(fā)送處理器，是對(duì)傳輸層的抽象劳跃，因此EndPoint?來實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的

2.Processor接收來?EndPoint的Socket谎仲，讀取字節(jié)流解析成Tomcat Request和Response對(duì)象，并通過Adapter將其提交到容器處理刨仑，Processor是對(duì)應(yīng)?層協(xié)議的抽象Processor 是Coyote 協(xié)議處理接? 郑诺，如果說EndPoint是?來實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的，那么Processor?來實(shí)現(xiàn)HTTP協(xié)議杉武，

3.接收ProtocolHandler發(fā)送的請求辙诞。由于協(xié)議不同，客戶端發(fā)過來的請求信息也不盡相同轻抱，Tomcat定義了??的Request類來封裝這些請求信息飞涂。ProtocolHandler（由EndPoint和Processor組成）接?負(fù)責(zé)解析請求并?成Tomcat Request類。但是這個(gè)Request對(duì)象不是標(biāo)準(zhǔn)的ServletRequest，不能?Tomcat Request作為參數(shù)來調(diào)?容器较店。Tomcat設(shè)計(jì)者的解決?案是引?CoyoteAdapter志鹃，這是適配器模式的經(jīng)典運(yùn)?，連接器調(diào)?CoyoteAdapter的Sevice?法泽西，傳?的是Tomcat Request對(duì)象曹铃，CoyoteAdapter負(fù)責(zé)將Tomcat Request轉(zhuǎn)成ServletRequest，再調(diào)?容器捧杉。

4.Tomcat 本質(zhì)上就是?款 Servlet 容器陕见， 因?yàn)?Catalina 才是 Tomcat 的核? 。容器接收到ServletRequest后味抖，根據(jù)URL和Servlet的映射關(guān)系评甜，找到相應(yīng)的Servlet。如果Servlet還沒有被加載仔涩，就?反射機(jī)制創(chuàng)建這個(gè)Servlet忍坷，并調(diào)?Servlet的init?法來完成初始化。接著調(diào)?這個(gè)具體Servlet的service?法來處理請求熔脂，請求處理結(jié)果使?ServletResponse對(duì)象封裝佩研。

其中?個(gè)Catalina實(shí)例（容器）對(duì)應(yīng)?個(gè) Server實(shí)例（容器），一個(gè)Server實(shí)例對(duì)應(yīng)多個(gè)Service實(shí)例（容器）霞揉。

Catalina：負(fù)責(zé)解析Tomcat的配置?件（server.xml） , 以此來創(chuàng)建服務(wù)器Server組件并進(jìn)?管理Server：服務(wù)器表示整個(gè)Catalina Servlet容器以及其它組件旬薯，負(fù)責(zé)組裝并啟動(dòng)Servlaet引擎,Tomcat連接器。Server通過實(shí)現(xiàn)Lifecycle接?适秩，提供了?種優(yōu)雅的啟動(dòng)和關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)的?式Service：服務(wù)是Server內(nèi)部的組件绊序，?個(gè)Server包含多個(gè)Service。它將若?個(gè)Connector組件綁定到?個(gè)Container：容器秽荞，負(fù)責(zé)處理?戶的servlet請求骤公，并返回對(duì)象給web?戶的模塊

Container組件下有?種具體的組件，分別是Engine扬跋、Host阶捆、Context和Wrapper。這4種組件（容器）是??關(guān)系胁住。Tomcat通過?種分層的架構(gòu)趁猴，使得Servlet容器具有很好的靈活性刊咳。Engine：表示整個(gè)Catalina的Servlet引擎彪见，?來管理多個(gè)虛擬站點(diǎn)，?個(gè)Service最多只能有?個(gè)Engine娱挨，但是?個(gè)引擎可包含多個(gè)HostHost：代表?個(gè)虛擬主機(jī)余指，或者說?個(gè)站點(diǎn)，可以給Tomcat配置多個(gè)虛擬主機(jī)地址，??個(gè)虛擬主機(jī)下可包含多個(gè)ContextContext：表示?個(gè)Web應(yīng)?程序酵镜， ?個(gè)Web應(yīng)?可包含多個(gè)WrapperWrapper：表示?個(gè)Servlet碉碉，Wrapper 作為容器中的最底層，不能包含?容器上述組件的配置其實(shí)就體現(xiàn)在conf/server.xml中淮韭。

5.Coyote接收到容器返回的Response 對(duì)象之后進(jìn)行返回給用戶

2.Tomcat 服務(wù)器核?配置詳解

核?配置在tomcat?錄下conf/server.xml?件垢粮，server.xml中包含了 Servlet容器的相關(guān)配置，即 Catalina 的配置靠粪。

Server標(biāo)簽：port：關(guān)閉服務(wù)器的監(jiān)聽端?蜡吧；shutdown：關(guān)閉服務(wù)器的指令字符串

Service 標(biāo)簽：該標(biāo)簽?于創(chuàng)建 Service 實(shí)例，默認(rèn)使? org.apache.catalina.core.StandardService占键。默認(rèn)情況下昔善，Tomcat 僅指定了Service 的名稱， 值為 "Catalina"畔乙。Service ?標(biāo)簽為 ： Listener君仆、Executor、Connector牲距、Engine返咱，其中：Listener ?于為Service添加?命周期監(jiān)聽器，Executor ?于配置Service 共享線程池牍鞠，Connector ?于配置Service 包含的鏈接器洛姑，Engine ?于配置Service中鏈接器對(duì)應(yīng)的Servlet 容器引擎

Executor 標(biāo)簽：默認(rèn)情況下，Service 并未添加共享線程池配置皮服。 如果我們想添加?個(gè)線程池楞艾， 可以在<Service> 下添加如下配置：name：線程池名稱，?于 Connector中指定namePrefix：所創(chuàng)建的每個(gè)線程的名稱前綴龄广，?個(gè)單獨(dú)的線程名稱為namePrefix+threadNumbermaxThreads：池中最?線程數(shù)minSpareThreads：活躍線程數(shù)硫眯，也就是核?池線程數(shù)，這些線程不會(huì)被銷毀择同，會(huì)?直存在maxIdleTime：線程空閑時(shí)間两入，超過該時(shí)間后，空閑線程會(huì)被銷毀敲才，默認(rèn)值為6000（1分鐘）裹纳，單位毫秒maxQueueSize：在被執(zhí)?前最?線程排隊(duì)數(shù)?，默認(rèn)為Int的最?值紧武，也就是?義的?限剃氧。除?特殊情況，這個(gè)值 不需要更改阻星，否則會(huì)有請求不會(huì)被處理的情況發(fā)?prestartminSpareThreads：啟動(dòng)線程池時(shí)是否啟動(dòng) minSpareThreads部分線程朋鞍。默認(rèn)值為false，即不啟動(dòng)threadPriority：線程池中線程優(yōu)先級(jí)，默認(rèn)值為5滥酥，值從1到10className：線程池實(shí)現(xiàn)類更舞，未指定情況下，默認(rèn)實(shí)現(xiàn)類為org.apache.catalina.core.StandardThreadExecutor坎吻。如果想使??定義線程池?先需要實(shí)現(xiàn)org.apache.catalina.Executor接?

Connector 標(biāo)簽：默認(rèn)情況下缆蝉，server.xml 配置了兩個(gè)鏈接器，?個(gè)?持HTTP協(xié)議瘦真，?個(gè)?持AJP協(xié)議?多數(shù)情況下返奉，我們并不需要新增鏈接器配置，只是根據(jù)需要對(duì)已有鏈接器進(jìn)?優(yōu)化

Engine 標(biāo)簽：表示 Servlet 引擎

Host 標(biāo)簽：?于配置?個(gè)虛擬主機(jī)

Context 標(biāo)簽：?于配置?個(gè)Web應(yīng)?

3.Tomcat 源碼構(gòu)建及核?流程源碼剖析

tomcate啟動(dòng)流程圖：

Tomcat執(zhí)行流程：

4.Tomcat 類加載機(jī)制剖析

JVM 的類加載機(jī)制：

當(dāng) JVM 運(yùn)?過程中吗氏，?戶?定義了類加載器去加載某些類時(shí)芽偏，會(huì)按照下?的步驟（?類委托機(jī)制）　　1） ?戶??的類加載器，把加載請求傳給?加載器弦讽，?加載器再傳給其?加載器污尉，?直到加載器樹的頂層　　2 ）最頂層的類加載器?先針對(duì)其特定的位置加載，如果加載不到就轉(zhuǎn)交給?類　　3 ）如果?直到底層的類加載都沒有加載到往产，那么就會(huì)拋出異常 ClassNotFoundException　因此被碗，按照這個(gè)過程可以想到，如果同樣在 classpath 指定的?錄中和???作?錄中存放相同的class仿村，會(huì)優(yōu)先加載 classpath ?錄中的?件锐朴。

當(dāng)某個(gè)類加載器需要加載某個(gè).class?件時(shí)，它?先把這個(gè)任務(wù)委托給他的上級(jí)類加載器蔼囊，遞歸這個(gè)操作焚志，如果上級(jí)的類加載器沒有加載，??才會(huì)去加載這個(gè)類畏鼓。

防?重復(fù)加載同?個(gè).class酱酬。通過委托去向上?問?問，加載過了云矫，就不?再加載?遍膳沽。保證數(shù)據(jù)安全。保證核?.class不能被篡改让禀。通過委托?式挑社，不會(huì)去篡改核?.class，即使篡改也不會(huì)去加載巡揍，即使加載也不會(huì)是同?個(gè).class對(duì)象了痛阻。不同的加載器加載同?個(gè).class也不是同?個(gè).class對(duì)象。這樣保證了class執(zhí)?安全（如果?類加載器先加載吼肥，那么我們可以寫?些與java.lang包中基礎(chǔ)類同名的類录平， 然后再定義?個(gè)?類加載器麻车，這樣整個(gè)應(yīng)?使?的基礎(chǔ)類就都變成我們??定義的類了缀皱。）Object類 -----> ?定義類加載器（會(huì)出現(xiàn)問題的斗这，那么真正的Object類就可能被篡改了）

Tomcat的類加載：

引導(dǎo)類加載器 和 擴(kuò)展類加載器 的作?不變系統(tǒng)類加載器正常情況下加載的是 CLASSPATH 下的類，但是 Tomcat 的啟動(dòng)腳本并未使?該變量啤斗，?是加載tomcat啟動(dòng)的類表箭，?如bootstrap.jar，通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定钮莲。位于CATALINA_HOME/bin下Common 通?類加載器加載Tomcat使?以及應(yīng)?通?的?些類免钻，位于CATALINA_HOME/lib下，?如servlet-api.jarCatalina ClassLoader ?于加載服務(wù)器內(nèi)部可?類崔拥，這些類應(yīng)?程序不能訪問Shared ClassLoader ?于加載應(yīng)?程序共享類极舔，這些類服務(wù)器不會(huì)依賴Webapp ClassLoader，每個(gè)應(yīng)?程序都會(huì)有?個(gè)獨(dú)???的Webapp ClassLoader链瓦，他?來加載本應(yīng)?程序 /WEB-INF/classes 和 /WEB-INF/lib 下的類拆魏。tomcat 8.5 默認(rèn)改變了嚴(yán)格的雙親委派機(jī)制?先從 Bootstrap Classloader加載指定的類如果未加載到，則從 /WEB-INF/classes加載如果未加載到慈俯，則從 /WEB-INF/lib/*.jar 加載

5.Tomcat 對(duì) Https 的?持及 Tomcat 性能優(yōu)化策略

HTTPS和HTTP的主要區(qū)別HTTPS協(xié)議使?時(shí)需要到電?商務(wù)認(rèn)證授權(quán)機(jī)構(gòu)（CA）申請SSL證書HTTP默認(rèn)使?8080端?渤刃，HTTPS默認(rèn)使?8443端?HTTPS則是具有SSL加密的安全性傳輸協(xié)議，對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)?加密贴膘，效果上相當(dāng)于HTTP的升級(jí)版HTTP的連接是?狀態(tài)的卖子，不安全的；HTTPS協(xié)議是由SSL+HTTP協(xié)議構(gòu)建的可進(jìn)?加密傳輸刑峡、身份認(rèn)證的?絡(luò)協(xié)議洋闽，?HTTP協(xié)議安全

Tomcat對(duì)HTTPS的支持

1） 使? JDK 中的 keytool ?具?成免費(fèi)的秘鑰庫?件(證書)。

keytool -genkey -alias lagou -keyalg RSA -keystore lagou.keystore

2） 配置conf/server.xml

<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"

maxThreads="150" schema="https" secure="true" SSLEnabled="true"><SSLHostConfig><Certificate

certificateKeystoreFile="/Users/yingdian/workspace/servers/apache-tomcat-

8.5.50/conf/lagou.keystore" certificateKeystorePassword="lagou123" type="RSA"

/></SSLHostConfig></Connector>

3）使?https協(xié)議訪問8443端?（https://localhost:8443）

Tomcat 性能優(yōu)化策略

系統(tǒng)性能的衡量指標(biāo)突梦，主要是響應(yīng)時(shí)間和吞吐量喊递。1）響應(yīng)時(shí)間：執(zhí)?某個(gè)操作的耗時(shí)；2) 吞吐量：系統(tǒng)在給定時(shí)間內(nèi)能夠?持的事務(wù)數(shù)量阳似，單位為TPS（Transactions PerSecond的縮寫骚勘，也就是事務(wù)數(shù)/秒，?個(gè)事務(wù)是指?個(gè)客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送請求然后服務(wù)器做出反應(yīng)的過程撮奏。Tomcat優(yōu)化從兩個(gè)??進(jìn)?1）JVM虛擬機(jī)優(yōu)化（優(yōu)化內(nèi)存模型）2）Tomcat?身配置的優(yōu)化（?如是否使?了共享線程池俏讹？IO模型？）

虛擬機(jī)運(yùn)?優(yōu)化（參數(shù)調(diào)整）：

Java 虛擬機(jī)的運(yùn)?優(yōu)化主要是內(nèi)存分配和垃圾回收策略的優(yōu)化：內(nèi)存直接影響服務(wù)的運(yùn)?效率和吞吐量垃圾回收機(jī)制會(huì)不同程度地導(dǎo)致程序運(yùn)?中斷（垃圾回收策略不同畜吊，垃圾回收次數(shù)和回收效率都是不同的）

JAVA_OPTS="-server -Xms2048m -Xmx2048m -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m"

垃圾回收（GC）策略垃圾回收性能指標(biāo)吞吐量：?作時(shí)間（排除GC時(shí)間）占總時(shí)間的百分?泽疆， ?作時(shí)間并不僅是程序運(yùn)?的時(shí)間，還包含內(nèi)存分配時(shí)間玲献。暫停時(shí)間：由垃圾回收導(dǎo)致的應(yīng)?程序停?響應(yīng)次數(shù)/時(shí)間殉疼。垃圾收集器串?收集器（Serial Collector）單線程執(zhí)?所有的垃圾回收?作梯浪， 適?于單核CPU服務(wù)器?作進(jìn)程-----|（單線程）垃圾回收線程進(jìn)?垃圾收集|---?作進(jìn)程繼續(xù)并?收集器（Parallel Collector）參數(shù) 描述-XX:+UseSerialGC 啟?串?收集器-XX:+UseParallelGC啟?并?垃圾收集器，配置了該選項(xiàng)瓢娜，那么 -XX:+UseParallelOldGC默認(rèn)啟?-XX:+UseParNewGC年輕代采?并?收集器挂洛，如果設(shè)置了 -XX:+UseConcMarkSweepGC選項(xiàng)，?動(dòng)啟?-XX:ParallelGCThreads年輕代及?年代垃圾回收使?的線程數(shù)眠砾。默認(rèn)值依賴于JVM使?的CPU個(gè)數(shù)-XX:+UseConcMarkSweepGC（CMS）對(duì)于?年代虏劲，啟?CMS垃圾收集器。 當(dāng)并?收集器?法滿?應(yīng)?的延遲需求是褒颈，推薦使?CMS或G1收集器柒巫。啟?該選項(xiàng)后， -XX:+UseParNewGC?動(dòng)啟?谷丸。-XX:+UseG1GC啟?G1收集器堡掏。 G1是服務(wù)器類型的收集器， ?于多核刨疼、?內(nèi)存的機(jī)器泉唁。它在保持?吞吐量的情況下，?概率滿?GC暫停時(shí)間的?標(biāo)币狠。?作進(jìn)程-----|（多線程）垃圾回收線程進(jìn)?垃圾收集|---?作進(jìn)程繼續(xù)?稱為吞吐量收集器（關(guān)注吞吐量）游两， 以并?的?式執(zhí)?年輕代的垃圾回收， 該?式可以顯著降低垃圾回收的開銷(指多條垃圾收集線程并??作漩绵，但此時(shí)?戶線程仍然處于等待狀態(tài))贱案。適?于多處理器或多線程硬件上運(yùn)?的數(shù)據(jù)量較?的應(yīng)?并發(fā)收集器（Concurrent Collector）以并發(fā)的?式執(zhí)??部分垃圾回收?作，以縮短垃圾回收的暫停時(shí)間止吐。適?于那些響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先于吞吐量的應(yīng)?宝踪， 因?yàn)樵撌占麟m然最?化了暫停時(shí)間(指?戶線程與垃圾收集線程同時(shí)執(zhí)?,但不?定是并?的，可能會(huì)交替進(jìn)?)碍扔， 但是會(huì)降低應(yīng)?程序的性能CMS收集器（Concurrent Mark Sweep Collector）并發(fā)標(biāo)記清除收集器瘩燥， 適?于那些更愿意縮短垃圾回收暫停時(shí)間并且負(fù)擔(dān)的起與垃圾回收共享處理器資源的應(yīng)?G1收集器（Garbage-First Garbage Collector）適?于?容量內(nèi)存的多核服務(wù)器， 可以在滿?垃圾回收暫停時(shí)間?標(biāo)的同時(shí)不同， 以最?可能性實(shí)現(xiàn)?吞吐量(JDK1.7之后）

在bin/catalina.sh的腳本中 , 追加如下配置 :JAVA_OPTS="-XX:+UseConcMarkSweepGC"

Tomcat 配置調(diào)優(yōu)：

調(diào)整tomcat線程池

調(diào)整tomcat的連接器

禁? AJP 連接器

調(diào)整 IO 模式

動(dòng)靜分離

可以使?Nginx+Tomcat相結(jié)合的部署?案厉膀，Nginx負(fù)責(zé)靜態(tài)資源訪問，Tomcat負(fù)責(zé)Jsp等動(dòng)態(tài)資源訪問處理（因?yàn)門omcat不擅?處理靜態(tài)資源）