Tomcat的系統架構與設計模式
本文主要從Tomcat如何分發請求、如何處理多用戶同時請求、它的多級容器是如何協調工作的角度分析Tomcat的工作原理。
1、Tomcat總體結構
Tomcat的兩個核心組件：Connector & Container。
多個Connector和一個Container就形成了Service，而Service包括整個Tomcat的生命週期由Server控制。
Connector負責接受請求，Container負責處理這些請求，Service主要負責關聯兩者，同時會初始化它下面的其他組件。所有組件的聲明週期在一個Lifecycle的接口中控制。
Server提供一個接口讓其他程序能夠訪問到這個Service集合，同時要維護它包含的所有Service的生命週期，包括如何初始化、如何結束服務、如何找到別人要訪問的Service。
(1)、Connector組件
Connector組件主要任務是負責接收瀏覽器發過來的TCP連接請求，創建一個Request和Response對象分別用於和請求端交換數據。然後產生一個線程來處理這個請求並把產生的Request和Response對象傳給處理這個請求的線程，處理這個請求的線程就是Container組件要做的事情了。
HttpConnector啓動(start方法)後，進入等待請求的狀態，直到一個新的請求到來纔會激活它繼續執行，這個激活是在HttpProcessor的assign方法中。創建HttpProcessor對象時會把available爲false，當請求到來時，將請求的Socket賦給當前處理的Socket，並將available設置爲true，這樣HttpProcessor的run方法將被激活，接下來會處理這次請求。
當Connector將Socket連接封裝成Request和Response對象後，接下來的事情就交給Container來處理了。
(2)、Servlet容器Container
Container是容器的父接口，所有子容器都必須實現這個接口，Container容器的設計用的是典型的責任鏈的設計模式。它由四個子容器組件構成，分別是Engine、Host、Context和Wrapper，這四個組件是父子關係，前者包含後者。
通常一個Servlet class 對應一個Wrapper。
A、容器的總體設計
Context還可以定義在父容器Host中，Host不是必需的，但是要運行war程序，就必需要用Host，因爲war中必有web.xml文件，這個文件的解析就需要Host。如果要有多個Host就要定義一個top容器Engine。而Engine沒有父容器了，一個Engine代表一個完整的Servlet引擎。
B、Engine容器
Engine容器只定義了一些基本的關聯關係，標準實現類是StandardEngine。只能添加Host類型的子容器，初始化方法是初始化和它相關聯的組件，以及一些事件的監聽。
C、Host容器
Host是Engine的子容器，一個Host在Engine中代表一個虛擬主機，這個虛擬主機的作用就是運行多個應用，它負責安裝和展開這些應用，並且標識這個應用以便能夠區分它們。它的子容器通常是Context，它除了關聯子容器外，還有就是保存一個主機應該有的信息。
D、Context容器
Context代表Servlet的Context，它具備了Servlet運行的基本環境。Context最重要的功能就是管理它裏面的Servlet實例，Servlet實例在Context中是以Wrapper出現的。
Context準備Servlet的運行環境是從Start方法開始的，主要作用是設置各種資源屬性和管理組件，還有一個非常重要的作用是啓動子容器和Pipeline。
注：reloadable設置爲true時，war被修改後Tomcat會自動重新加載這個應用。這個功能是在StandardContext的backgroundProcess方法中實現的，其實就是調用reload方法(先調用stop在調用start)，完成Context的一次重新加載(這個方法是週期調用的，運行在一個後臺線程中)。
E、Wrapper容器
Wrapper代表一個Servlet，它負責管理一個Servlet，包括Servlet的裝載、初始化、執行及資源回收。Wrapper是最底層的容器了，沒有子容器了。
Wrapper的實現類是StandardWrapper，該類還實現了擁有一個Servlet初始化信息的ServletConfig。Servlet可以獲得的信息都在StandardWrapperFacade裏封裝，這些信息又是在StandardWrapper對象中拿到的，所以Servlet可以通過ServletConfig拿到有限的容器的信息。
當Servlet被初始化完成後，就等着StandardWrapperValve去調用它的Service方法了，調用Service方法之前要調用Servlet所有的filter。
(3) 其他組件
安全組件security，日誌組件logger，session，mbeans，naming
以上時序圖來自《深入分析Java Web技術內幕》
參考書籍：
《深入分析Java Web技術內幕》