tomcat原理、结构、设计模式

1 what

一种web服务器，运行java servlet、jsp技术，能为java web提供运行环境并通过http协议处理客户端请求。即tomcat = http服务器+ servlet容器。同类产品有jetty

• Web应用：Web应用是指通过Web浏览器访问的应用程序，它使用Web技术和标准（如HTTP、HTML、CSS、JavaScript等）来提供用户界面和与用户的交互。Web应用可以包括前端和后端组件，前端负责用户界面和展示，后端负责业务逻辑和数据处理。
• Servlet：Servlet是Java EE规范的一部分，它是一种运行在服务器端的Java程序，用于接收客户端（如Web浏览器）的请求、处理这些请求（包括访问数据库、调用业务逻辑等），并返回响应给客户端。Servlet是构建动态Web内容的核心技术之一

2 结构

连接器connector+容器container

容器就是engine、host、context、servlet/wrapper

所以架构就是service（8080端口）、connector、engine、host（http:localhost.com）、context(/mvc，一个web应用程序)、servlet/wrapper(/add，一个servlet)

3 关键组件

3.1 connector

3.1.1 Endpoint

用于：网络层通信tcp/ip，如NIO\NIO2

3.1.2 Processor

用于：应用层协议解析，如http

3.1.3 Adapter

用于：统一转换。tomcat request/response 转为servlet request/response，从而传给容器container。

• servlet request是Java Servlet API 中的一个关键接口。
• Java Servlet API是Java EE（现称为Jakarta EE）中用于开发服务器端Java应用程序的一套接口和类。Servlet是JavaWeb的三大组件之一（Servlet、Filter、Listener），它主要用于处理客户端的请求并生成响应。

3.2 设计模式

3.2.1 变动点和不变点的设计思路

不变点用抽象类、接口（如ProtocoHanlder、AbstrctProtocol），变点用具体类实现（如Http11NioProtocol、Http11Nio2Protocol）

3.2.2 适配器模式

Adapter，tomcat用CoyoteAdapter。

3.2 container

3.2.1 如何管理engine、host、context、servlet，用组合模式，让他们都实现Container

• 组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。在这种模式中，客户端对单个对象和复合对象的使用具有一致性，即客户端能够以相同的方式处理单个对象和它们的组合。

说白了就是，用一个类/接口组装成树结构（有父子关系），这就是组合了，然后因为都是实现同一个接口，所以对每个部分的调用都是一样的。如下图

3.2.2 engine、host、context、servlet是顺序调用，用的是责任链模式Pipeline-Valve

pipeline是责任链，是队列，队列中的元素是valve。valve能执行处理逻辑，并转给下一个value。

valve和filter的区别：valve是tomcat的，filter是java servlet api的。valve工作再web容器级别，拦截所有应用请求，filter工作在应用级别，拦截某个web应用请求

3.2.3 engine管生命周期和分配请求

分配请求：映射mapper组件。根据url一层层找到对应的wrapper。

生命周期：负责容器创建、初始化、启动、销毁等。每个Container都继承了LifeCycle。所以也是个组合模式。

还用到了观察者模式（监听变更生命周期状态）、

组合模式（树结构即有父子关系）、

模板设计模式（写通用模板（通用逻辑），模板里面调用新方法，新方法走具体实现）

4 架构设计

1. 罗列需求
2. 面向对象设计类
3. 找出需求中的变动点和不变点
4. 变动点用抽象类，不变点用具体类实现