Tomcat系统架构简介

Tomcat系统架构图

tomcat-architecture

从架构图可以看出，顶层组件Server代表一个Tomcat Server实例，一个Server中有一个或者多个Service，每个Service有多个Connector，以及一个Engine。

Connector和Engine是Tomcat最核心的两个组件。

Connector负责处理网络通信，以及应用层协议(HTTP，AJP)的解析，生成标准的ServletRequest和ServletResponse对象，然后传递给Engine处理。每个Connector监听不同的网络端口。

Engine代表整个Servlet引擎，可以包含多个Host，表示它可以管理多个虚拟站点。Host代表的是一个虚拟主机，而一个虚拟主机下可以部署多个Web应用程序，Context表示一个Web应用程序。Wrapper表示一个Servlet，一个Web应用程序中可能会有多个Servlet。

从Tomcat的配置文件server.xml也能看出Tomcat的系统架构设计。

<Server>
  <Service>
    <Connector />
    <Connector />
    <Engine>
      <Host>
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
</Server>

Connector

我们再仔细看一下Connector的内部实现。

connector

• Endpoint 负责网络通信
• Processor 实现应用层协议(HTTP，AJP)解析
• Adapter 将Tomcat的Request/Response转换为标准的ServletRequest/ServletResponse

Tomcat的网络通信层支持多种 I/O 模型：

• NIO：使用Java NIO实现
• NIO.2：异步I/O，使用JDK NIO.2实现
• APR：使用了Apache Portable Runtime (APR)实现

endpoint

Tomcat实现支持了多种应用层协议：

• HTTP/1.1
• HTTP/2
• AJP：二进制协议，Web Server和Tomcat之间的通信协议

processor

Processor解析网络字节流生成Tomcat的Request对象后，会调用Adapter.service(request, response)方法。Adapter是Servlet引擎的入口，Adapter负责将Tomcat的Request对象转换为标准的ServletRequest，然后再调用Servlet引擎的service方法。

adapter

ProtocolHandler

Tomcat允许一个Engine对接多个Connector，每个Connector可以使用不同的 I/O 模型，实现不同的应用层协议解析。Connector屏蔽了 I/O 模型和协议的区别，传递给Engine的是标准的ServletRequest/ServletResponse对象。

由于 I/O 模型和应用层协议解析可以自由组合，Tomcat使用ProtocolHandler实现这种组合。各种组合都有相应的具体实现类。比如：Http11NioProtocol 和 AjpNio2Protocol。

tomcat-ProtocolHandler

关于NioEndpoint和Nio2Endpoint组件的内部实现，会在后续文章进行分析。