今天，我們一起學習一下Tomcat，本文內容主要參考與 Apache Tomcat 7 官方文檔，以及Tomcat 7源碼。內容主要分爲一下五個方面：
一、什麼是Tomcat？
Apache Tomcat 是一個Java Servlet、JavaServer Pages、Java Expression Language 和Java WebSocket技術的開源實現。
二、Tomcat安裝和配置
1、下載Tomcat 7安裝包，進入 Apache Tomcat 7 下載頁面，選擇適合你係統的版本，這裏下載的是window版本。
2、下載成功後，解壓。這裏解壓到了D:\Tomcat\apache-tomcat-7目錄底下。
3、配置JAVA_HOME，在系統環境變量中新建JAVA_HOME環境變量並指定爲系統JDK的安裝目錄。
4、點擊\bin目錄底下的startup.bat 可以看到Tomcat成功運行。
5、編寫Servlet簡單demo
1）、在\webapps 目錄下創建HelloWeb目錄，進入該目錄，創建\classes和\lib目錄，並新建web.xml文件。
2）、打開IDEA，創建maven工程，引入Servlet依賴：
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
<version>3.1.0</version>
</dependency>
3）、構建HelloServlet類：
public class HelloServlet extends HttpServlet {
@Override
protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
PrintWriter writer = resp.getWriter();
writer.println("Hello World");
writer.close();
}
}
4）、在maven工具點擊package，打包項目，並將生成的\target\classes拷貝到\HelloWeb\classes目錄底下，將javax.servlet-api-3.1.0.jar拷貝到\HelloWeb\lib目錄底下
5）、配置web.xml文件：
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee
http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"
version="3.0">
<servlet>
<servlet-name>hello</servlet-name>
<servlet-class>HelloServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>hello</servlet-name>
<url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>
</web-app>
6）、重新啓動Tomcat 可以看到瀏覽器輸出Hello World.
三、Tomcat的目錄結構和整體架構。
1、\bin 裏面含有啓動tomcat所有要的jar包和腳本文件。
bootstrap.jar、commons-daemon.jar、tomcat-juli.jar這三個包是tomcat在啓動時加載的類，其中，bootstrap.jar含有tomcat啓動類，在catalina.bat啓動腳本文件中， 我們可以看到如下腳本：
%_EXECJAVA% %LOGGING_CONFIG% %LOGGING_MANAGER% %JAVA_OPTS% %CATALINA_OPTS% %DEBUG_OPTS% -D%ENDORSED_PROP%="%JAVA_ENDORSED_DIRS%" -classpath "%CLASSPATH%" -Dcatalina.base="%CATALINA_BASE%" -Dcatalina.home="%CATALINA_HOME%" -Djava.io.tmpdir="%CATALINA_TMPDIR%" %MAINCLASS% %CMD_LINE_ARGS% %ACTION%
其中
%_EXECJAVA%代表JAVA命令
%LOGGING_CONFIG% %LOGGING_MANAGER% %JAVA_OPTS% %CATALINA_OPTS% %DEBUG_OPTS% -D%ENDORSED_PROP%="%JAVA_ENDORSED_DIRS%" -Dcatalina.base="%CATALINA_BASE%" -Dcatalina.home="%CATALINA_HOME%" -Djava.io.tmpdir="%CATALINA_TMPDIR%" 代表JAVA 命令運行時的JVM參數和系統變量
-classpath 代表指定JAVA文件的路徑
"%CLASSPATH%"代表D:\Tomcat\apache-tomcat-7\apache-tomcat-7.0.103\bin\bootstrap.jar.
rem Add on extra jar file to CLASSPATH
rem Note that there are no quotes as we do not want to introduce random
rem quotes into the CLASSPATH
if "%CLASSPATH%" == "" goto emptyClasspath
set "CLASSPATH=%CLASSPATH%;"
:emptyClasspath
set "CLASSPATH=%CLASSPATH%%CATALINA_HOME%\bin\bootstrap.jar"
%MAINCLASS%代表在"%CLASSPATH%"路徑下的類，這裏是
set MAINCLASS=org.apache.catalina.startup.Bootstrap
%CMD_LINE_ARGS%代表main函數的入參
%ACTION%代表最後一個入參，也就是Tomcat運行的動作，org.apache.catalina.startup.Bootstrap類會根據最後一個參數決定Tomcat的狀態.下圖是org.apache.catalina.startup.Bootstrap#main()方法
Tomcat的啓動腳本簡化來看是這樣的：
java org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
2、\conf包含Tomcat Web服務的配置文件，其中最重要的是server.xml文件：
<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
<!-- 每一個Tomcat服務只有一個Server port是指TCP/IP端口，用於接收shutdown命令 shutdown是指shutdown命令的String值-->
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
<!-- 代表Server的JNDI資源 所有的web項目都可以訪問到 -->
<GlobalNamingResources>
<Resource name="UserDatabase" auth="Container"
type="org.apache.catalina.UserDatabase"
description="User database that can be updated and saved"
factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"
pathname="conf/tomcat-users.xml" />
</GlobalNamingResources>
<!-- tomcat 服務 包含 一個Engine 和 至少一個 Connector -->
<Service name="Catalina">
<!-- 連接器 它確保Tomcat可以作爲一個獨立的web服務 主要包含ProtocolHandler 和 Adapter ProtocolHandler又包含EndPoint和Processor EndPoint主要用於接受請求 Processor 主要用於處理請求 Adapter 主要用於將處理過的請求交給具體的servlet處理 -->
<!-- port 連接器監聽的端口號 -->
<!-- protocol 連接器使用的傳輸協議 -->
<!-- connectionTimeout 連接建立後 等待請求的時間 否則超時 單位是微秒 -1代表不設置超時時間-->
<!-- redirectPort 假如該連接器不支持SSL請求 那麼它會將請求轉發到該端口的連接器 -->
<!-- acceptCount 可接收的請求數目 超過該值 請求將阻塞 -->
<!-- maxThreads 連接器可以創造的用於處理請求的最大線程數目 -->
<!-- minSpareThreads 最小空閒處理請求的線程數目 -->
<!-- URIEncoding 用於解碼URI字節的字符編碼 -->
<Connector port="8080"
protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443"
acceptCount="100"
maxThreads="200"
minSpareThreads="10"
URIEncoding="ISO-8859-1" />
<!-- 引擎，用來管理多個站點，一個Service最多只能有一個Engine -->
<!-- name 引擎的名字 -->
<!-- localhost 默認Host 必須 用於處理沒有匹配的請求 -->
<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
<!-- 代表一個站點，也可以叫虛擬主機，通過配置Host就可以添加站點 -->
<!-- name 站點名稱 跟站點域名對應 -->
<!-- appBase 應用的基礎路徑 默認是webapps -->
<!-- unpackWARs 是否自動解壓war包 -->
<!-- autoDeploy 是否開啓自動部署 -->
<Host name="localhost" appBase="webapps"
unpackWARs="true" autoDeploy="true">
<!-- 代表一個應用程序，對應着平時開發的一套程序，或者一個WEB-INF目錄以及下面的web.xml文件 -->
<!-- path 請求的路徑 -->
<!-- docBase 應用的存放路徑 HelloWeb -->
<Context path="HelloWeb" docBase="HelloWeb">
</Context >
</Host>
</Engine>
</Service>
</Server>
3、\lib目錄主要存放tomcat的依賴類.
4、\webapps應用存放Servlet應用.
解釋完了上述各部分 我們從整體的角度看一下Tomcat的結構：
Tomcat中最頂層的容器是Server，代表着整個服務器，從上圖中可以看出，一個Server可以包含至少一個Service，用於具體提供服務。
Service主要包含兩個部分：Connector和Container。從上圖中可以看出 Tomcat 的心臟就是這兩個組件，他們的作用如下：
1、Connector用於處理連接相關的事情，並提供Socket與Request和Response相關的轉化;
2、Container用於封裝和管理Servlet，以及具體處理Request請求；
再來看一下他們之間的關係圖：
