【转】Tomcat相关面试题，看这一篇就够了！

转自公众号：Java思维导图

Tomcat相关的面试题出场的几率并不高，正是因为如此，很多人忽略了对Tomcat相关技能的掌握。下面这篇文章整理了Tocmat相关的系统架构，介绍了Server、Service、Connector、Container之间的关系，各个模块的功能，可以说，把这几个掌握住了，Tomcat相关的面试题你就不会有任何问题了！另外，在面试的时候你还要有意识无意识的往Tomcat这个地方引，就比如说常见的Spring MVC的执行流程，一个URL的完整调用链路，这些相关的题目你是可以再往Tomcat处理请求的这个过程去说的！掌握住Tomcat的这些技能，面试官一定会佩服你的。

学了本节之后，你应该明白的是：

Server、Service、Connector、Container四大组件之间的关系和联系，以及他们的主要功能点；
Tomcat执行的整体架构，请求时如何被一步步处理的；
Engine、Host、Context、Wrapper相关的概念关系；
Container是如何处理请求的；
Tomcat用到的相关设计模式；

一、Tomcat顶层架构

俗话说，站在巨人的肩膀上看世界，一般学习的时候也是先总览一下整体，然后各个击破，最后形成思路，了解具体细节。Tomcat的结构很复杂，但是Tomcat非常模块化，找到了Tomcat最核心的模块，问题才可以游刃而解。了解Tomcat的整体架构对以后深入了解Tomcat来说至关重要！

先上一张Tomcat的顶层结构图，如下：

Tomcat中最顶层的容器室Server，代表着整个服务器，从上图中可以看出，一个Server可以包含至少一个Service，用于具体提供服务。

Service主要包含两个部分：Connector和Container。从上图中可以看出，Tomcat的心脏就是这两个组件，他们的作用如下：

1、Connector用于处理连接相关的事情，并提供Socket与Request和Response相关的转化；

2、Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求；

一个Tomcat中只有一个Server，一个Server可以包含多个Service，一个Service只有一个Container，但是可以有多个Connectors，这是因为一个服务可以提供多个连接，如同是提供Http和Https链接，也可以提供相同协议下不同端口的连接，示意图如下（Engine、Host、Context下边会说明）：

多个Connector和一个Container就组成了一个Service，有了Service就可以对外提供服务了。但是Service还要一个生存环境，必须要有人能够给他生命、掌握其生死大权，那就非Server莫属了！整个Tomcat的生命周期由Server控制。

另外，上午的包含关系，或者说父子关系，都可以在tomcat的conf目录下的server.xml配置文件中看出，下图是删除了注释内容之后的一个完整的server.xml配置文件（Tomcat版本为8.0）：

详细的配置文件内容可以到Tomcat官网查看：http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/index.html

上面的配置文件，还可以通过下边的一张结构图更清楚的理解：

Server标签设置的端口号为8005，shtudown="SHUTDOWN"，标示在8005端口监听"SHUTDOWN"命令，如果接收到了，就会关闭Tomcat。一个Server有一个Service，当然还可以配置多个Service，Service左边的内容都属于Container，Service下边是Connector。

二、Tomcat顶层架构小结

1、Tomcat只有一个Server，一个Server可以有多个Connector和一个Container；

2、Server掌管着整个Tomcat的生死大权；

3、Service是对外提供服务的；

4、Connector用于接收请求并将请求封装成Request和Response来具体处理；

5、Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求；

知道了整个Tomcat顶层的分层架构和各个组件之间的关系以及作用，对于绝大多数的开发人员来说，Server和Service对我们来说确实很遥远，而我们开发中绝大部分进行配置的内容是属于Conector和Container的，所以接下来介绍一下Connector和Container.

三、Connector和Container的微妙关系

由上述内容，我们大概可以知道一个请求发送到Tomcat之后，首先经过Service，然后会交给我们的Connector，Connector用于接收请求并将请求封装为Request和Response来具体处理，Request和Response封装完之后再交给Container进行处理，Container处理完请求之后再返回给Connector，最后再由Connector通过Socket将处理的结果返回给客户端，这样整个请求就处理完了！

Connector最底层使用的是Socket来进行连接的，Request和Response是按照HTTP协议来封装的，所以Connector同时需要实现TCP/IP协议和HTTP协议！

Tomcat既然处理请求，那么肯定需要先接受到这个请求，接受请求的这个东西我们首先就需要看一下Connector！

四、Connector架构分析

Connector用于接收请求并将请求封装成Request和Response，然后交给Container进行处理，Container处理完之后再交给Connector返回给客户端。

因此，我们可以把Connector分为四个方面进行理解：

1、Connector如何接收请求的？

2、如何将请求封装为Request和Response的？

3、封装完之后的Request和Response如何交给Container进行处理的？

4、Container处理完之后如何交给Connector并返回给客户端的？

首先看一下Connector的结构图，如下所示：

Connector就是通过ProtocolHandler来处理请求的，不同的是ProtocolHandler代表不同的连接类型，比如：HTTP11Protocol使用的是普通的Socket来连接的，HTTP11NipProtocol使用的是NioSocket来连接的。

其中，ProtocolHandler包含了三个部件：Endpoint、Processor、Adapter：

1、Endpoint用来处理底层Socket的网络连接，Processor用于将Endpoint接收的Socket封装成Request，Adapter用于将Request交给Container进行具体的处理。

2、Endpoint由于是处理底层Socket连接，因此Endpoint是用来实现TCP/IP协议的，而Porcessor用来实现Http协议的，Adapter将请求适配到Servlet容器进行具体的处理。

3、Endpoint的抽象实现AbstractEndpoint里面定义的Acceptor和AsyncTimeout两个内部类和一个Handler接口。Acceptor用于监听请求，AsyncTimeout用于检查异步Request的超时，Handler用于处理接收到的Socket，在内部调用Processor进行处理。

至此，我们应该额可以回答(1) (2) (3)的问题了，但是(4)还是不知道，那么我们就来看一下Container是如何进行处理以及将处理完之后的结果返回给Connector的？

五、Container架构分析

Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求，在Container内部包含了四个子容器，结构图如下：

4个子容器的作用分别是：

1、Engine：引擎，用来管理多个站点，一个Service最多只能有一个Engine；

2、Host：代表一个站点，也可以叫虚拟主机，通过配置Host就可以添加站点；

3、Context：代表一个应用程序，对应着平时研发的一套程序，或者igeWEB-INF目录以及下面的web.xml文件

4、Wrapper：每一个Wrapper封装这一个Servlet；

下面找一个Tomat文件目录对照一下，如下图所示：

Context与Host的区别是，Context表示一个应用，我们的Tomcat中默认的配置下webapps下的每一个文件夹目录都是一个Context，其中ROOT目录中存放着主应用，其它目录存放着子应用，而整个webapps就是一个Host站点。

我们访问应用Context的时候，如果是ROOT下的则直接使用域名就可以访问，例如：www.ledouit.com，如果是Host(webapps)下的其它应用，则可以使用www.ledouit.com/docs进行访问，当然默认制定的跟应用（ROOT)是可以进行设定的，只不过Host站点下默认的主应用是ROOT目录下的。

看到这里，我们知道Container是什么，但是还是不知道Container是如何进行处理的以及处理完之后是如何将处理完的结果返回给Connector的？别急！下边就开始探讨一下Container是如何进行处理的！

六、Container如何处理请求的

Container处理请求是使用Pipeline-Value管道来处理的！（Value是阀门之意）

Pipeline-Value是责任链模式，责任链模式是指在一个请求处理的过程中，有很多处理者依次对请求进行处理，每个处理者负责做自己相应的处理，处理完之后，将处理后的请求返回，再让下一个处理者继续处理。

但是！Pileline-Value使用的责任链模式和普通的责任链模式有些不同！区别主要有以下两点：

1、每个Pileline-Value都有特定的Value，而且是在管道的最后一个执行，这个Value叫做BaseValue，BaseValue是不可删除的；

2、在上层容器的管道的BaseValue中会调用下层容器的管道。

我们知道Container容器包含四个子容器，而这四个子容器对应的BaseValue分别在：StandardEngineValue、StandardHostValue、StandardContextValue、StandardWrapperValue。

Pipeline的处理流程图如下：

1、Connector在接收到请求后会首先调用最顶层容器的Pipeline来处理，这里的最顶层容器的Pileline就是EnginePileline（Engine的管道）；

2、在Engine的管道中依次会执行EngineValue1、EngineValue2等等，最后会执行StandardEngineValue，在StandardEngineValue中会调用Host管道，然后再依次执行Host的HostValue1、HostValue2等，最后再执行StandardHostValue，然后在依次调用Context和Wrapper管道，最后执行到StandardWrapperValue。

3、当执行StandardWrapperValue的时候，会在StandardWrapperValue中创建FilterChain，并调用其doFilter方法来处理请求，这个FilterChain包含着我们配置的与请求相匹配的Filter和Servlet，其doFilter方法会依次调用所有的Filter的doFilter方法和Servlet的service方法，这样请求就得到了处理！

4、当所有的PIpeline-Value都执行完之后，并且处理完了具体的请求，这个时候就可以将返回的结果交给Connector了，Connector在通过Socket的方式将结果返回给客户端。