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  • tomcat处理个请求过程

    千次阅读 2017-07-16 22:32:50
    首先,tomcat是一个基于组件的服务器,它的构成组件都是...其配置文件结构如下:顶层类元素:一个配置文件中只能有一个元素,可包含多个Service。 顶层类元素:本身不是容器,可包含一个Engine,多个Connector。 连接

    首先,tomcat是一个基于组件的服务器,它的构成组件都是可配置的,可以在tomcat目录下conf/server.xml中进行配置。其配置文件结构如下:

    <Server>顶层类元素:一个配置文件中只能有一个<Server>元素,可包含多个Service。
        <Service>顶层类元素:本身不是容器,可包含一个Engine,多个Connector。
            <Connector/>连接器类元素:代表通信接口。
            <Engine>容器类元素:为特定的Service组件处理所有客户请求,可包含多个Host。engine为顶层Container
               <Host>容器类元素:为特定的虚拟主机处理所有客户请求,可包含多个Context。
                  <Context>容器类元素:为特定的Web应用处理所有客户请求。代表一个应用,包含多个Wrapper(封装了servlet)
                  </Context>
               </Host>
            </Engine>
         </Service>
    </Server>

    tomcat是基于组件的,分层避不可免,对于一个请求的处理,tomcat的链式调用比较长,让我们从接收请求开始说起。

    tomcat处理socket请求的IO模型有BIO、NIO、AIO等,后两者IO模型比较复杂,而本文的主要关注点不在这,因此将tomcat配置成BIO模式。

    tomcat接收请求的代码在Acceptor类中:

    /**
     * The background thread that listens for incoming TCP/IP connections and
     * hands them off to an appropriate processor.
     * JIoEndpoint 的内部类
     */
    protected class Acceptor extends AbstractEndpoint.Acceptor {
        @Override
        public void run() {
            // Loop until we receive a shutdown command
            while (running) {
                //if we have reached max connections, wait
                countUpOrAwaitConnection();
    
                Socket socket = null;
                //阻塞住 监听新的socket请求
                socket = serverSocketFactory.acceptSocket(serverSocket);
    
                // Configure the socket
                if (running && !paused && setSocketOptions(socket)) {
                    // Hand this socket off to an appropriate processor 首先使用processSocket()简单处理socket
                    if (!processSocket(socket)) {
                        countDownConnection();
                        // Close socket right away
                        closeSocket(socket);
                    }
                } else {
                    countDownConnection();
                    // Close socket right away
                    closeSocket(socket);
                }
    
            }
        }
    }

    Acceptor 继承了 AbstractEndpoint.Acceptor ,间接实现了Runnable接口,tomcat在运行时将Acceptor运行在一个后台线程内,单独监听socket请求,此线程的调用栈如下:

    这里写图片描述

    processSocket()方法如下:

    /**
     * Process a new connection from a new client. Wraps the socket so
     * keep-alive and other attributes can be tracked and then passes the socket
     * to the executor for processing.
     */
    protected boolean processSocket(Socket socket) {
        // Process the request from this socket
        SocketWrapper<Socket> wrapper = new SocketWrapper<Socket>(socket);
        wrapper.setKeepAliveLeft(getMaxKeepAliveRequests());
        wrapper.setSecure(isSSLEnabled());
        // During shutdown, executor may be null - avoid NPE
        if (!running) {
            return false;
        }
        getExecutor().execute(new SocketProcessor(wrapper));
        return true;
    }

    processSocket方法主要工作为将socket请求信息进行封装,然后将一个实现了Runnable接口的并包含socket信息的SocketProcessor对象交给线程池,进行执行,然后Acceptor线程从该方法返回,重新监听端口上的socket请求。

    线程池receive到该worker后,取出一个线程处理socket请求,其调用栈如下:

    这里写图片描述

    调用栈底部的processor和handler主要处理TCP和HTTP协议的一些细节,CoyoteAdapter实现了对request输入流的编解码工作,并从service中获取顶层Container,将request和response交与容器组件,关键代码如下:

    connector.getService().getContainer().getPipeline().getFirst().invoke(request, response);

    其中,在每一层容器中对请求的处理都运用了责任链模式,即所谓的Pipeline-Value处理模式,pipeline就像一个管道,表示对请求的链式处理过程,其中包含多个value,每个value代表对请求的一次处理,处理完成之后交给next Value进行处理,每层容器都至少有一个Value,这个Value被成为BaseValue,在pipeline中位于最后一个位置,比如Engine容器的BaseValue为StandardEngineValue。每一层的BaseValue会调用下一层容器的pipeline的第一个Value,由此形成一个长链:

    这里写图片描述

    到达pipeline长链最后一个value StandardWrapperValue后,会触发另外一个责任链模式:filterChain责任链,也就是我们平常熟悉的在web项目中配置的filter被调用的位置。

    StandardWrapperValue调用filterChain代码如下:

    //StandardWrapperValue类
    
    public final void invoke(Request request, Response response){
        ...
        // Create the filter chain for this request
        ApplicationFilterFactory factory =
            ApplicationFilterFactory.getInstance();
        ApplicationFilterChain filterChain =
            factory.createFilterChain(request, wrapper, servlet);
        ...
        //开始调用filterChain
        filterChain.doFilter(request.getRequest(), response.getResponse());
        ...
    }

    ApplicationFilterFactory.getInstance()方法如下:

    /**
     * Return the factory instance.
     */
    //ApplicationFilterFactory类
    public static ApplicationFilterFactory getInstance() {
        if (factory == null) {
            factory = new ApplicationFilterFactory();
        }
        return factory;
    }

    看到这个单例方法我有点蒙,这不明摆着存在竞态条件么,完全线程不安全的单例工厂 - - ,源码为tomcat7.0,难道这样没问题?

    createFilterChain创建filterChain的代码如下:

    //ApplicationFilterChain类
    
    public ApplicationFilterChain createFilterChain
            (ServletRequest request, Wrapper wrapper, Servlet servlet) {
         ApplicationFilterChain filterChain = null;
         ...
         filterChain = new ApplicationFilterChain();
         ...
         filterChain.setServlet(servlet);
         ...
         // Acquire the filter mappings for this Context
         StandardContext context = (StandardContext) wrapper.getParent();
         FilterMap filterMaps[] = context.findFilterMaps();
    
         // If there are no filter mappings, we are done
         if ((filterMaps == null) || (filterMaps.length == 0))
             return (filterChain);
    
         // Acquire the information we will need to match filter mappings
        String servletName = wrapper.getName();
    
        // Add the relevant path-mapped filters to this filter chain 根据请求url找到对应的filter指针,添加进来
        for (int i = 0; i < filterMaps.length; i++) {
            if (!matchDispatcher(filterMaps[i] ,dispatcher)) {
                continue;
            }
            if (!matchFiltersURL(filterMaps[i], requestPath))
                continue;
            ApplicationFilterConfig filterConfig = (ApplicationFilterConfig)
                context.findFilterConfig(filterMaps[i].getFilterName());
            if (filterConfig == null) {
                // FIXME - log configuration problem
                continue;
            }
            ...
            filterChain.addFilter(filterConfig);
        }
    
        // Add filters that match on servlet name second
        //如果配置了根据servlet名称过滤,则再寻找一遍filter
        for (int i = 0; i < filterMaps.length; i++) {
            if (!matchDispatcher(filterMaps[i] ,dispatcher)) {
                continue;
            }
            if (!matchFiltersServlet(filterMaps[i], servletName))
                continue;
            ApplicationFilterConfig filterConfig = (ApplicationFilterConfig)
                context.findFilterConfig(filterMaps[i].getFilterName());
            if (filterConfig == null) {
                // FIXME - log configuration problem
                continue;
            }
            ...
            //addFilter时会对filter指针排重
            filterChain.addFilter(filterConfig);
        }
    
        // Return the completed filter chain
        return (filterChain);
    }

    创建filterChain代码比较简单,首先创建一个FilterChain对象,然后把url对应的servlet放进去,相当于pipeline-value模式中的最后一个BaseValue。之后从ServletContext中拿出所有的filter,然后根据url和servlet name找到符合条件的filter,根据顺序组装到filterChain中。

    可能看到这里有些人会想,为什么要为每次请求都创建一个新的FilterChain对象呢,这显得有些不合常理,因为对于tomcat的大部分组件、filter、servlet都是单例的,而且频繁new操作有些消耗资源吧。确实是这样的,但这里将FilterChain做成prototype是有原因的,因为对于每个url,对应的filter个数都是不固定的,filterchain需要保存每个请求所对应的一个filter数组,以及调用到的filter的position,以便继续向下调用filter。这里的filter不能像pipeline-value模式那样组装起来,而是依靠filterChain来决定每个url的调用顺序。

    创建完filterchain后,StandardWrapperValue就开始调用filterChain的doFilter方法了:

    //ApplicationFilterChain类
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response){
    ...
        internalDoFilter(request,response);
    ...
    }
    
    private void internalDoFilter(ServletRequest request, 
                                      ServletResponse response){
        ...
        // Call the next filter if there is one
        if (pos < n) {
            ApplicationFilterConfig filterConfig = filters[pos++];
            Filter filter = null;
            filter = filterConfig.getFilter();
            filter.doFilter(request, response, this);
            return;
        }
    
        ...
    
        // We fell off the end of the chain -- call the servlet instance
        servlet.service(request, response);
        ...
    }

    pos为filterchain对象内的一个变量,用来标记当前调用的filter的位置,filter.doFilter(request, response, this),这句代码即调用咱们的filter了,记不记得咱们自己写filter时,如果不直接close outputstream,都会在doFilter最后写一句:filterChain.doFilter(req,res)来回调filterChain,让它继续调用接下来的filter。

    在pos == n (filter数组长度)时,也就是filter调用完了,servlet.service(request, response)这一句便是调用我们的servlet了。我们的servlet在处理完请求后,再一步一步按原路返回,将处理结果通过socket写回客户端。

    至此,一个请求就被tomcat处理完了。

    展开全文
  • Tomcat是一个基于组件形式的的Web容器,由Server(服务器)、Service(服务)、Connector... Tomcat请求过程如图:Server:代表整个Tomcat,它包含所有的容器;Service:相当于一个集合,包含多个Connector(连接...

            Tomcat是一个基于组件形式的的Web容器,由Server(服务器)、Service(服务)、Connector(连接器)、Engine(引擎)、Host(主机)、Context(应用服务)组成,它们在server.xml里都有配置。

     Tomcat的请求过程如图:


    Server:代表整个Tomcat,它包含所有的容器;

    Service:相当于一个集合,包含多个Connector(连接)、一个Engine(引擎),它还负责处理所有Connector(连接)获取的客户请求;

    Connector:一个Connector(连接)在指定的接口上侦听客户的请求,并将客户的请求交给Engine(引擎)来进行处理并获得回应返回给客户请求;

    Engine:一个Engine(引擎)下可以配置多个虚拟主机Host,每个主机都有一个域名,当Engine获得一个请求时,会把这个请求发送的相应的Host上,Engine有一个默认的虚拟主机,如果没有虚拟主机能够匹配这个请求,那就由这个默认的虚拟主机来进行处理请求;

    Host:代表一个Virtual host,每个虚拟主机都和某个网络域名想匹配,每个虚拟主机下面可以部署一个或者多个web app,每个web对应一个context,有一个context path,当一个host获取请求时,就把该请求匹配到某个context上;

    Context:一个context对应一个web aplication,一个web由一个或多个servlet组成,Context在创建的时候将根据配置文件CATALINA_HOME/conf/web.xml和WEBAPP_HOME/WEB-INF/web.xml载入servlet类,当context获取请求时,讲在自己的映射表中需找相匹配的servlet类,如果找到,则执行该类,获得请求的回应,并返回。

    处理请求过程

    现在我来模拟Tomcat处理一个Http请求的过程:

    设置一个来自客户端URL:http://localhost:8080/webgateway/index

    1. 服务器8080端口接收到客户发来的请求,被一个在那里监听的叫HTTP1.1的Connector获取了这个链接请求;
    2. Connector把请求交给同在Service下的Engine去处理,并等待Engine的响应;
    3. Engine把url解析,并把请求传给相对应的Host处理,如果没有相对应的Host,则用默认名叫localhost的Host来处理;
    4. Host再把url解析为/webgateway/index.html,匹配context-path为/webgateway的Context去处理(如果匹配不到就把该请求交给路径名为””的Context去处理);
    5. context-path为/webgateway的Context会匹配Servlet Mapping为/index的Servlet处理;
    6. 构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象,作为参数调用Servlet的doGet或doPost方法;
    7. Context把处理完的HttpServletResponse对象返回给Host;
    8. Host把HttpServletResponse对象返回给Engine;
    9. Engine把HttpServletResponse对象返回给Connector;
    10. Connector把HttpServletResponse对象返回给客户browser。


    转载自:http://objcoding.com/2017/06/12/Tomcat-structure-and-processing-request-process/

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  • (2)ServiceService是这样一个集合:它由一个或者多个Connector组成,以及一个Engine,负责处理所有Connector所获得的客户请求。 (3)Connector 一个Connector将在某个指定端口上侦听客户请求,并将获得的请求...

    一、Tomcat的组成

    (1)Server
    服务器元素代表整个catalina servlet容器。是单例模式。

     

    (2)Service
    Service是这样一个集合:它由一个或者多个Connector组成,以及一个Engine,负责处理所有Connector所获得的客户请求。

     

    (3)Connector

    一个Connector将在某个指定端口上侦听客户请求,并将获得的请求交给Engine来处理,从Engine处获得回应并返回客户。TOMCAT有两个典型的Connector,一个直接侦听来自browser的http请求,一个侦听来自其它WebServer的请求

    Coyote Http/1.1 Connector 在端口8080处侦听来自客户browser的http请求
    Coyote JK2 Connector 在端口8009处侦听来自其它WebServer(Apache)的servlet/jsp代理请求

     

    (4) Engine
      Engine下可以配置多个虚拟主机Virtual Host,每个虚拟主机都有一个域名,当Engine获得一个请求时,它把该请求匹配到某个Host上,然后把该请求交给该Host来处理,Engine有一个默认虚拟主机,当请求无法匹配到任何一个Host上的时候,将交给该默认Host来处理

     

    (5)Host
      代表一个Virtual Host,虚拟主机,每个虚拟主机和某个网络域名Domain Name相匹配,每个虚拟主机下都可以部署(deploy)一个或者多个Web App,每个Web App对应于一个Context,有一个Context path,当Host获得一个请求时,将把该请求匹配到某个Context上,然后把该请求交给该Context来处理,匹配的方法是“最长匹配”,所以一个path==""的Context将成为该Host的默认Context,所有无法和其它Context的路径名匹配的请求都将最终和该默认Context匹配

     

    (6)Context
    一个Context对应于一个Web Application,一个Web Application由一个或者多个Servlet组成,Context在创建的时候将根据配置文件$CATALINA_HOME/conf/web.xml和$WEBAPP_HOME/WEB-INF/web.xml载入Servlet类,当Context获得请求时,将在自己的映射表(mapping table)中寻找相匹配的Servlet类,如果找到,则执行该类,获得请求的回应,并返回。

     

    二、Tomcat的http请求处理

    (1)browser 请求url被发送到本机端口默认为80,被在那里侦听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得 

    (2) Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理,并等待来自Engine的回应 
    (3) Engine获得请求url,匹配它所拥有的所有虚拟主机Host 
    (4) Engine匹配到名为severName的Host(即使匹配不到也把请求交给localhost Host处理,因为该Host被定义为该Engine的默认主机) 
    (5) Host获得请求url,匹配它所拥有的所有Context 
    (6) Host匹配到路径前缀相同的Context(如果匹配不到就把该请求交给路径名为”“的Context去处理) 
    (7)Context获得请求url,在它的mapping table中寻找对应的servlet 
    (8) Context匹配到URL PATTERN为*.jsp的servlet,对应于JspServlet类 
    (9) 构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象,作为参数调用Servlet的doGet或doPost方法 
    (10)Context把执行完了之后的HttpServletResponse对象返回给Host 
    (11)Host把HttpServletResponse对象返回给Engine 
    (12)Engine把HttpServletResponse对象返回给Connector 
    (13)Connector把HttpServletResponse对象返回给客户browser

     

    三、tomcat处理一个请求的详细流程

      protocolHandler负责生成endpoint和Http11ConnectionHandler,endpoint的acceptor线程负责处理连接请求,收到连接请求后交给worker线程处理。work线程调用Http11ConnectionHandler,Http11ConnectionHandler维护一个Http11Processor池,在构造Http11Processor时将生成org.apache.coyote.Request和org.apache.coyote.Response对象。

      Http11Processor使用InternalInputBuffer类来解析http协议,并将解析后的数据(请求头,分割行等)封装到org.apache.coyote.Request和org.apache.coyote.Response对象中,之后将此两对象传给CoyoteAdapter.service(request, response)在该方法内部实现了org.apache.coyote.Request --> org.apache.catalina.connector.Request,

    org.apache.coyote.Response --> org.apache.catalina.connector.Response的转换。

      接下来请求进入pipeline,pipeline中value的执行(调用value的invoke方法)顺序如下: 
    StandardEngineValve --> StandardHostValve --> StandardContextValve --> StandardWrapperValve --> ApplicationFilterChain.doFilter --> Servlet(HttpServlet).service 
    (由StandardWrapper创建的单实例——多线程共用),invoke方法的参数即为org.apache.catalina.connector.Request/Response。 
      如果是jsp则继续-->JspServletWrapper.service-->Compiler(如果没有被编译的话) --> 装载具体编译后的servlet class file-->交给具体servlet的service方法 --> 通过out.write写入html页面,事实上这个out是response.getWriter,所以也就将结果写入了response。 

    转载于:https://www.cnblogs.com/maokun/p/7503748.html

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  • Tomcat利用Servlet处理请求过程画了一张图,先上图: Servlet全称Java Servlet,没有对应中文翻译,都叫Servlet,其实就是Java编写的服务端程序。tomcat-embed-core包中有一Servlet接口: 它有很实现类...

    Tomcat利用Servlet处理请求的过程画了一张图,先上图:

    Servlet 全称Java Servlet,没有对应中文翻译,都叫Servlet,其实就是Java编写的服务端程序。tomcat-embed-core包中有一个Servlet接口:

    它有很多实现类:

    其中我们最熟悉的就是Spring MVC里面的DispatcherServlet即前端控制器。回忆一下之前用XML是怎么配置DispatcherServlet的:

    配合了<servlet>和<servlet-mapping>两个标签,前者就是将DispatcherServlet交给了Bean容器,后者就是指定了该Servlet的url匹配规则。所以上图Tomcat利用Servlet处理请求的过程中第二步Tomcat可以从Bean容器中根据url匹配规则加载合适的Servlet。这是XML配置,在@Configuration的配置类中是一样的。在Spring Boot的约定大于配置的前提下,用@Controller和@RequestMapping两个注解也能达成同样的目的,都是将一个Servlet交给Bean容器并指定url匹配规则。

    这里有一个细节需要注意,就是Tomcat容器在启动的时候只是将Servlet实现类对象交给了Bean容器,并没有去初始化Servlet,即没有调用其init()方法,当有请求过来并通过url匹配到指定Servlet时,才将该Servlet从Bean容器中加载到Servlet容器,这个时候才去执行其init()方法初始化。关于这一点,可以自定义一个Servlet来验证。

    自定义了一个MyServlet去实现Servlet接口,并重写了方法:

    init()方法即Servlet的初始化方法,service()是Servlet真正处理请求和返回响应的方法,可以在里面写一个简单的往响应里写一个测试的字符串,destroy()是Servlet的销毁方法,在servlet 容器移除Servlet 时执行,和init()一样只执行一次。这个方法会在所有的线程的service()方法执行完成或者超时后执行,调用这个方法后,容器不会再调用这个servlet的方法,也就是说容器不再把请求发送给这个servlet。这个方法给servlet释放占用的资源的机会,通常用来执行一些清理任务。

    然后将这个MyServlet交给Bean容器,并配置url匹配规则:

     

    然后就可以启动容器了,从容器启动的日志中是看不到在init()方法中打印的日志的,说明容器启动的时候并没有去初始化Servlet,启动日志太长了就不贴了。

    服务启动后可以用postman调用试一下这个"/testServlet"路由:

    是返回了在service()方法中的测试字符串"111111"的,再去看一下服务端的日志:

    该日志是我调了两次"/testServlet"的,可以看出第一次调用时执行了init()方法和service()方法,之后的调用就只执行service()方法了。说明Servlet是在第一次被加载进Servlet容器的时候初始化的,且只初始化一次。

    刚刚postman调接口的时候,Method是GET,理论上这个自定义Servlet是不限制Method的,只是根据url去匹配,于是试了一下其他Method,GET和POST都是可以的:

    但是PUT和DELETE不行:

    至于为什么PUT和DELETE不行有待去了解。我知道POST和PUT的区别是Tomcat接收到POST请求后将请求数据封装为一个Map,所以我们用request.getParameter("key")可以取出请求参数,但是Tomcat不会对PUT请求体中的参数进行封装,也就是通过request.getParameter()是拿不到请求数据的,如果自定义Servlet需要支持PUT请求,需要自己写拿请求数据的这段逻辑。不过这里应该不是这个原因,具体原因需要去详细了解,这个问题Mark一下。

    通过GET和POST至少可以知道如果只实现了Servlet是不区分Method的,如果想区分Method的话可以去继承HttpServlet,去重写对应Method的方法:

    同样将这个MyHttpServlet配置交给Bean容器:

    用postman测试一下"/testHttpServlet",分别测试GET和POST,看一下日志:

    从日志可以看到是分别执行了重写的doGet()和doPost()方法。同时,HttpServlet中是可以重写doPut()和doDelete()的。

    总结一下,其实这些东西是在早期还没有用Spring Boot,大家都在用Spring MVC用XML时最容易接触到的,现在Spring Boot约定大于配置哪一套屏蔽了很多这类知识点。使用Spring Boot开发是趋势,但是去更多的了解他们的原理还是必要的,所以不能丢下以前的东西,因为越是原始就越接近底层。

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  • tomcat基础

    2019-09-04 14:09:51
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  • 就连最开始一很重要的Digester都没讲,很你想搞清楚的问题的没说,比如Tomcat如何初始化我们编写的Sevlet,又如何把请求映射到指定的Servlet,以及没有找到对应资源又如何处理。 这篇主要记录Tomcat的启动流程,...

空空如也

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