tomcat中BIO和NIO底层原理实现
UNIX 系统下的 I/O 模型有 5 种:同步阻塞 I/O、同步非阻塞 I/O、I/O 多路复用、信号驱动 I/O 和异步 I/O。
所谓的I/O 就是计算机内存与外部设备之间拷贝数据的过程。
Java I/O 模型对于一个网络 I/O 通信过程,比如网络数据读取,会涉及两个对象,一个是调用这个 I/O 操作的用户线程,另外一个就是操作系统内核。一个进程的地址空间分为用户空间和内核空间,用户线程不能直接访问内核空间。
当用户线程发起 I/O 操作后,网络数据读取操作会经历两个步骤:
用户线程等待内核将数据从网卡拷贝到内核空间。
内核将数据从内核空间拷贝到用户空间。
各种 I/O 模型的区别就是:它们实现这两个步骤的方式是不一样的。
同步阻塞 I/O:用户线程发起 read 调用后就阻塞了,让出 CPU。内核等待网卡数据到来,把数据从网卡拷贝到内核空间,接着把数据拷贝到用户空间,再把用户线程叫醒。
同步非阻塞 I/O:用户线程不断的发起 read 调用,数据没到内核空间时,每次都返回失败,直到数据到了内核空间,这一次 read 调用后,在等待数据从内核空间拷贝到用户空间这段时间里 ...
tomcat关于session实现
我们可以通过 Request 对象的 getSession 方法来获取 Session,并通过 Session 对象来读取和写入属性值。而 Session 的管理是由 Web 容器来完成的,主要是对 Session 的创建和销毁,除此之外 Web 容器还需要将 Session 状态的变化通知给监听者。
当然 Session 管理还可以交给 Spring 来做,好处是与特定的 Web 容器解耦,Spring Session 的核心原理是通过 Filter 拦截 Servlet 请求,将标准的 ServletRequest 包装一下,换成 Spring 的 Request 对象,这样当我们调用 Request 对象的 getSession 方法时,Spring 在背后为我们创建和管理 Session。
Session 的创建tomcat 中主要由每个 Context 容器内的一个 Manager 对象来管理 Session。默认实现类为 StandardManager。下面我们通过它的接口来了解一下 StandardManager 的功能:
public interface Manager ...
tomcat对https的支持
Https工作原理
1.使⽤ JDK 中的 keytool ⼯具⽣成免费的秘钥库⽂件(证书)。
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 ...
手写迷你版tomcat
MinicatMinicat要做的事情:作为⼀个服务器软件提供服务的,也即我们可以通过浏览器客户端发送http请求,Minicat可以接收到请求进⾏处理,处理之后的结果可以返回浏览器客户端。1)提供服务,接收请求(Socket通信)2)请求信息封装成Request对象(Response对象)3)客户端请求资源,资源分为静态资源(html)和动态资源(Servlet)4)资源返回给客户端浏览器我们递进式完成以上需求,提出V1.0、V2.0、V3.0版本的需求V1.0需求:浏览器请求http://localhost:8080,返回⼀个固定的字符串到⻚⾯"Hello Minicat!”V2.0需求:封装Request和Response对象,返回html静态资源⽂件V3.0需求:可以请求动态资源(Servlet)
具体代码Bootstrappackage server;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.Node;
...
springboot集成tomcat
为了方便开发和部署,Spring Boot 在内部启动了一个嵌入式的 Web 容器。我们知道 tomcat 和 Jetty 是组件化的设计,要启动 tomcat 或者 Jetty 其实就是启动这些组件。在 tomcat 独立部署的模式下,我们通过 startup 脚本来启动 tomcat,tomcat 中的 Bootstrap 和 Catalina 会负责初始化类加载器,并解析server.xml和启动这些组件。
在内嵌式的模式下,Bootstrap 和 Catalina 的工作就由 Spring Boot 来做了,Spring Boot 调用了 tomcat 和 Jetty 的 API 来启动这些组件。那 Spring Boot 具体是怎么做的呢?
Spring Boot 中 Web 容器相关的接口既然要支持多种 Web 容器,Spring Boot 对内嵌式 Web 容器进行了抽象,定义了WebServer接口:
public interface WebServer {
void start() throws WebServerException;
void sto ...
tomcat启动流程
tomcat启动流程
tomcat源码目录
catalina目录
catalina包含所有的Servlet容器实现,以及涉及到安全、会话、集群、部署管理Servlet容器的各个方面,同时,它还包含了启动入口。
coyote目录
coyote是tomcat链接器框架的名称,是tomcat服务器提供的客户端访问的外部接口,客户端通过Coyote与服务器建立链接、发送请求并接收响应。
El目录,提供java表达式语言
Jasper模块提供JSP引擎
Naming模块提供JNDI的服务
Juli提供服务器日志的服务
tomcat提供外部调用的接口api
tomcat启动流程分析
启动流程解析:注意是标准的启动,也就是从bin目录下的启动文件中启动tomcat
我们可以看到这个流程非常的清晰,同时注意到,tomcat的启动非常的标准,除去Boostrap和Catalin,我们可以对照一下Server.xml的配置文件。Server,service等等这些组件都是一一对照,同时又有先后顺序。
基本的顺序是先init方法,然后再start方法。
加入调试信息() ...
tomcat管道模式
tomcat管道模式
管道与阀门
管道是就像一条管道把多个对象连接起来,整体看起来就像若干个阀门嵌套在管道中,而处理逻辑放在阀门上。
在一个比较复杂的大型系统中,如果一个对象或数据流需要进行繁杂的逻辑处理,我们可以选择在一个大的组件中直接处理这些繁杂的逻辑处理,这个方式虽然达到目的,但是拓展性和可重用性差。因为牵一发而动全身。
管道是就像一条管道把多个对象连接起来,整体看起来就像若干个阀门嵌套在管道中,而处理逻辑放在阀门上。
它的结构和实现是非常值得我们学习和借鉴的。
首先要了解的是每一种container都有一个自己的StandardValve
Pipeline就像一个工厂中的生产线,负责调配工人(valve)的位置,valve则是生产线上负责不同操作的工人。
tomcat中的管道
tomcat按照包含关系有4个级别的容器,标准实现分别是:
StandardEngine
StandardHost
StandardContext
StandardWrapper
请求对象和响应对象分别在这4个容器之间通过管道机制进行传递。
Pipeline-Valve 是责任链模式, ...
tomcat类加载和类加载器
tomcat类加载与类加载器
Java类加载机制类加载器 虚拟机设计团队把类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流” 这个动作放到Java虚拟机外部去实现*,以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称为 “类加载器”。
类加载器可以说是Java语言的一项创新,也是Java语言流行的重要原因之一,它最初是为了满足Java Applet的需求而开发出来的。虽然目前Java Applet技术基本上已经“死掉”,但类加载器却在类层次划分、OSGi、热部署、代码加密等领域大放异彩,成为了Java技术体系中一块重要的基石,可谓是失之桑榆,收之东隅。
类加载器虽然只用于实现类的加载动作,但它在Java程序中起到的作用却远远不限于类加载阶段。对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性,每一个类,都拥有一个独立的类名称空间。这句话可以表达得更通俗一些:比较两个类是否“相等”,只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义。否则,即使这两个类来源于同一个Class文件,被同一个虚拟机加载,只要加载它们 ...
tomcat请求流程
tomcat请求流程
Connector组件的Acceptor监听客户端套接字连接并接收Socket。
将连接交给线程池Executor处理,开始执行请求响应任务。
Processor组件读取消息报文,解析请求行、请求体、请求头,封装成Request对象。
Mapper组件根据请求行的URL值和请求头的Host值匹配由哪个Host容器、Context容器、Wrapper容器处理请求。
CoyoteAdaptor组件负责将Connector组件和Engine容器关联起来,把生成的Request对象和响应对象Response传递到Engine容器中,调用 Pipeline。
Engine容器的管道开始处理,管道中包含若干个Valve、每个Valve负责部分处理逻辑。执行完Valve后会执行基础的 Valve–StandardEngineValve,负责调用Host容器的Pipeline。
Host容器的管道开始处理,流程类似,最后执行 Context容器的Pipeline。
Context容器的管道开始处理,流程类似,最后执行 Wrapper容器的Pipeline。
Wrapper容器的 ...
tomcat性能优化
tomcat性能优化tomcat 的关键指标有吞吐量、响应时间、错误数、线程池、CPU 以及 JVM 内存。
server.xml优化 其实网络的tomcat配置信息的文章很多,五花八门,一般推荐使用tomcat自身提供的配置帮助文档,因为你只要下载了tomcat,并且启动了它,那么tomcat就会提供最官方,最准确的官方参数说明文档。
下载tomcat后不要删掉默认的程序包.
一般tomcat启动后,不改动端口的话,默认是8080,我们输入localhost:8080 访问下。
这个会出现一个英文的tomcat环境界面,包括各种文档说明信息都在此,我推荐使用谷歌浏览器,因为这个浏览器自带翻译功能。
Connector连接器
IO模型优化策略
连接器模式改为NIO模式,NIO模式最大化压榨了CPU,把时间片更好利用起来,NIO适合大量长连接。
I/O 调优实际上是连接器类型的选择,一般情况下默认都是 NIO,在绝大多数情况下都是够用的,除非你的 Web 应用用到了 TLS 加密传输,而且对性能要求极高,这个时候可以考虑 APR,因为 APR 通过 OpenSSL 来处理 ...
tomcat源码安装
tomcat源码安装
下载tomcat源代码
https://tomcat.apache.org/download-80.cgi
通过地址下载tomcat的zip源码包
解压以及创建必要目录和配置
解压、新建catalina-home目录,同时将目录中的conf和webapps文件夹复制到catalina-home目录中
新增以及配置POM
需要通过Maven组织文件,因此需要在根目录下创建目录中新建pom.xml文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
< ...
tomcat生命周期
tomcat生命周期管理
各种组件如何统一管理 tomcat的架构设计是清晰的、模块化、它拥有很多组件,加入在启动tomcat时一个一个组件启动,很容易遗漏组件,同时还会对后面的动态组件拓展带来麻烦。如果采用我们传统的方式的话,组件在启动过程中如果发生异常,会很难管理,比如你的下一个组件调用了start方法,但是如果它的上级组件还没有start甚至还没有init的话,tomcat的启动会非常难管理,因此,tomcat的设计者提出一个解决方案:用Lifecycle管理启动,停止、关闭。
生命周期统一接口 tomcat内部架构中各个核心组件有包含与被包含关系,例如:Server包含了Service.Service又包含了Container和Connector,这个结构有一点像数据结构中的树,树的根结点没有父节点,其他节点有且仅有一个父节点,每一个父节点有0至多个子节点。所以,我们可以通过父容器启动它的子容器,这样只要启动根容器,就可以把其他所有的容器都启动,从而达到了统一的启动,停止、关闭的效果。
所有所有组件有一个统一的接口——Lifecycle,把所有的启动、停止、关闭、生命周期相关 ...