概要：
- Tomcat各核心组件认知
- Tomcat server.xml 配置详解
- Tomcat IO模型介绍
一、Tomcat各组件认知
- Tomcat架构说明
- Tomcat组件及关系详情介绍
- Tomcat启动参数说明
- Tomcat架构说明
1、Tomcat架构说明
Tomcat是一个基于JAVA的WEB容器，其实现了JAVA EE中的 Servlet 与 jsp 规范，与Nginx apache 服务器不同在于一般用于动态请求处理。在架构设计上采用面向组件的方式设计。即整体功能是通过组件的方式拼装完成。另外每个组件都可以被替换以保证灵活性。
那么是哪些组件组成了Tomcat呢？
2、Tomcat 各组件及关系
- Server 和 Service
- Connector 连接器
- HTTP 1.1
- SSL https
- AJP（ Apache JServ Protocol） apache 私有协议，用于apache 反向代理Tomcat
- Container
- Engine 引擎 catalina
- Host 虚拟机 基于域名 分发请求
- Context 隔离各个WEB应用 每个Context的 ClassLoader都是独立
- Component
- Manager （管理器）
- logger （日志管理）
- loader （载入器）
- pipeline (管道)
- valve （管道中的阀）
3、Tomcat启动参数说明
我们平时启动Tomcat过程是怎么样的？
- 复制WAR包至Tomcat webapp 目录。
- 执行starut.bat 脚本启动。
- 启动过程中war 包会被自动解压装载。
但是我们在Eclipse 或idea 中启动WEB项目的时候 也是把War包复杂至webapps 目录解压吗？显然不是，其真正做法是在Tomcat程序文件之外创建了一个部署目录，在一般生产环境中也是这么做的 即：Tomcat 程序目录和部署目录分开 。
我们只需要在启动时指定CATALINA_HOME 与 CATALINA_BASE 参数即可实现。
| 启动参数 | 描述说明 |
|---|---|
| JAVA_OPTS | jvm 启动参数 , 设置内存 编码等 -Xms100m -Xmx200m -Dfile.encoding=UTF-8 |
| JAVA_HOME | 指定jdk 目录，如果未设置从java 环境变量当中去找。 |
| CATALINA_HOME | Tomcat 程序根目录 |
| CATALINA_BASE | 应用部署目录，默认为$CATALINA_HOME |
| CATALINA_OUT | 应用日志输出目录：默认$CATALINA_BASE/log |
| CATALINA_TMPDIR | 应用临时目录：默认：$CATALINA_BASE/temp |
可以编写一个脚本 来实现自定义配置：
演示自定义启动Tomcat
- [ ] 下载并解压Tomcat
- [ ] 创建并拷贝应用目录
- [ ] 创建Tomcat.sh
- [ ] 编写Tomcat.sh
- [ ] chmod +x tomcat.sh 添加执行权限
- [ ] 拷贝conf 、webapps 、logs至应用目录。
- [ ] 执行启动测试。
#!/bin/bash
export JAVA_OPTS="-Xms100m -Xmx200m"
export JAVA_HOME=/root/svr/jdk/
export CATALINA_HOME=/usr/local/apache-tomcat-8.5.34
export CATALINA_BASE="`pwd`"
case $1 in
start)
$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh start
echo start success!!
;;
stop)
$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh stop
echo stop success!!
;;
restart)
$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh stop
echo stop success!!
sleep 2
$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh start
echo start success!!
;;
version)
$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh version
;;
configtest)
$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh configtest
;;
esac
exit 0
二、Tomcat server.xml 配置详解
Server 的基本基本配置：
<Server>
<Listener /><!-- 监听器 -->
<GlobaNamingResources> <!-- 全局资源 -->
</GlobaNamingResources
<Service> <!-- 服务 用于 绑定 连接器与 Engine -->
<Connector 8080/> <!-- 连接器-->
<Connector 8010 /> <!-- 连接器-->
<Connector 8030/> <!-- 连接器-->
<Engine> <!-- 执行引擎-->
<Logger />
<Realm />
<host "www.tl.com" appBase=""> <!-- 虚拟主机-->
<Logger /> <!-- 日志配置-->
<Context "/luban" path=""/> <!-- 上下文配置-->
</host>
</Engine>
</Service>
</Server>
元素说明：
**server **
root元素：server 的顶级配置
主要属性:
port：执行关闭命令的端口号
shutdown：关闭命令
- [ ] 演示shutdown的用法
#基于telent 执行SHUTDOWN 命令即可关闭
telent 127.0.0.1 8005
SHUTDOWN
service
服务：将多个connector 与一个Engine组合成一个服务，可以配置多个服务。
Connector
连接器：用于接收 指定协议下的连接 并指定给唯一的Engine 进行处理。
主要属性：
- protocol 监听的协议，默认是http/1.1
- port 指定服务器端要创建的端口号
- minThread 服务器启动时创建的处理请求的线程数
- maxThread 最大可以创建的处理请求的线程数
- enableLookups 如果为true，则可以通过调用request.getRemoteHost()进行DNS查询来得到远程客户端的实际主机名，若为false则不进行DNS查询，而是返回其ip地址
- redirectPort 指定服务器正在处理http请求时收到了一个SSL传输请求后重定向的端口号
- acceptCount 指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以放到处理队列中的请求数，超过这个数的请求将不予处理
- connectionTimeout 指定超时的时间数(以毫秒为单位)
- SSLEnabled 是否开启 sll 验证，在Https 访问时需要开启。
- [ ] 演示配置多个Connector
<Connector port="8860" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8862"
URIEncoding="UTF-8"
useBodyEncodingForURI="true"
compression="on" compressionMinSize="2048"
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/plain,text/javascript,text/css,application/x-json,application/json,application/x-javascript"
maxThreads="1024" minSpareThreads="200"
acceptCount="800"
enableLookups="false"
/>
Engine
引擎：用于处理连接的执行器，默认的引擎是catalina。一个service 中只能配置一个Engine。
主要属性：name 引擎名称 defaultHost 默认host
Host
虚拟机：基于域名匹配至指定虚拟机。类似于nginx 当中的server,默认的虚拟机是localhost.
主要属性：
- [ ] 演示配置多个Host
<Host name="www.luban.com" appBase="/usr/www/luban"
unpackWARs="true" autoDeploy="true">
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs" prefix="www.luban.com.access_log" suffix=".txt"
pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
</Host>
Context
应用上下文：一个host 下可以配置多个Context ，每个Context 都有其独立的classPath。相互隔离，以免造成ClassPath 冲突。
主要属性：
- [ ] 演示配置多个Context
<Context docBase="hello" path="/h" reloadable="true"/>
Valve
阀门：可以理解成request 的过滤器，具体配置要基于具体的Valve 接口的子类。以下即为一个访问日志的Valve.
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
prefix="www.luban.com.access_log" suffix=".txt"
pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
三、Tomcat IO模型介绍
- Tomcat支持的IO模型说明
- BIO 与NIO的区别
- IO模型源码解读
1、Tomcat支持的IO模型说明
| 描述 | |
|---|---|
| BIO | 阻塞式IO，即Tomcat使用传统的java.io进行操作。该模式下每个请求都会创建一个线程，对性能开销大，不适合高并发场景。优点是稳定，适合连接数目小且固定架构。 |
| NIO | 非阻塞式IO，jdk1.4 之后实现的新IO。该模式基于多路复用选择器监测连接状态在通知线程处理，从而达到非阻塞的目的。比传统BIO能更好的支持并发性能。Tomcat 8.0之后默认采用该模式 |
| APR | 全称是 Apache Portable Runtime/Apache可移植运行库)，是Apache HTTP服务器的支持库。可以简单地理解为，Tomcat将以JNI的形式调用Apache HTTP服务器的核心动态链接库来处理文件读取或网络传输操作。使用需要编译安装APR 库 |
| AIO | 异步非阻塞式IO，jdk1.7后之支持 。与nio不同在于不需要多路复用选择器，而是请求处理线程执行完程进行回调调知，已继续执行后续操作。Tomcat 8之后支持。 |
使用指定IO模型的配置方式:
配置 server.xml 文件当中的
默认配置 8.0 protocol=“HTTP/1.1” 8.0 之前是 BIO 8.0 之后是NIO
BIO
protocol=“org.apache.coyote.http11.Http11Protocol“
NIO
protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol“
AIO
protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol“
APR
protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol“
2、BIO 与NIO有什么区别
分别演示在高并发场景下BIO与NIO的线程数的变化？
演示数据：
| 每秒提交数 | BIO执行线程 | NIO执行线程 | ||
|---|---|---|---|---|
| 预测 | 200 | 200 | 50 | |
| 实验环境 | 200 | 48 | 37 | |
| 生产环境 | 200 | 419 | 23 |
结论：
BIO 线程模型讲解
NIO 线程模型讲解
BIO 源码解读
- Http11Protocol Http BIO协议解析器
- JIoEndpoint
- Acceptor implements Runnable
2. SocketProcessor implements Runnable
- Acceptor implements Runnable
- Http11NioProtocol Http Nio协议解析器
- NioEndpoint
- Acceptor implements Runnable
2. Poller implements Runnable
3. SocketProcessor implements Runnable
- Acceptor implements Runnable