体系结构简图

核心配置文件

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN"><Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" /><!--Initialize Jasper prior to webapps are loaded. Documentation at /docs/jasper-howto.html --><Listener className="org.apache.catalina.core.JasperListener" /><!-- Prevent memory leaks due to use of particular java/javax APIs--><Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" /><Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" /><!-- Global JNDI resourcesDocumentation at /docs/jndi-resources-howto.html--><GlobalNamingResources><!-- Editable user database that can also be used byUserDatabaseRealm to authenticate users--><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><Service name="Catalina"><Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443" /><Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /><Engine name="Catalina" defaultHost="localhost"><Host name="localhost"  appBase="webapps"unpackWARs="true" autoDeploy="true"><Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"prefix="localhost_access_log." suffix=".txt"pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" /></Host></Engine></Service>
</Server>

由上面的结构图和配置文件可以看出tomcat 基本组件构成为Server、Service、Connector、Engine、Host、Context、Wrapper
它们的基本功能如下

1. server组件是管理tomcat实例的组件，可以监听一个端口，从此端口上可以远程向该实例发送shutdown关闭命令。
2. service组件是一个逻辑组件，用于绑定connector和container，有了service表示可以向外提供服务，就像是一般的daemon类服务的service。可以认为一个service就启动一个JVM，更严格地说，一个engine组件才对应一个JVM(定义负载均衡时，jvmRoute就定义在Engine组件上用来标识这个JVM)，只不过connector也工作在JVM中。
3. connector组件是监听组件，它有四个作用：
   (1). 开启监听套接字，监听外界请求，并和客户端建立TCP连接;
   (2). 使用protocolHandler解析请求中的协议和端口等信息，如http协议、AJP协议;
   (3). 根据解析到的信息，使用processer将分析后的请求转发给绑定的Engine;
   (4). 接收响应数据并返回给客户端。
4. container是容器，它是一类组件，在配置文件(如server.xml)中没有体现出来。它包含4个容器类组件：engine容器、host容器、context容器和wrapper容器。
5. engine容器用于从connector组件处接收已建立的TCP连接，还用于接收客户端发送的http请求并分析请求，然后按照分析的结果将相关参数传递给匹配出的虚拟主机。engine还用于指定默认的虚拟主机。
6. host容器定义虚拟主机，由于tomcat主要是作为servlet容器的，所以为每个webapp指定了它们的根目录appBase。
7. context容器主要是根据path和docBase获取一些信息，将结果交给其内的wrapper组件进行处理(它提供wrapper运行的环境，所以它叫上下文context)。一般来说，都采用默认的标准wrapper类，因此在context容器中几乎不会出现wrapper组件。
8. wrapper容器对应servlet的处理过程。它开启servlet的生命周期，根据context给出的信息以及解析web.xml中的映射关系，负责装载相关的类，初始化servlet对象init()、执行servlet代码service()以及服务结束时servlet对象的销毁destory()。
9. executor组件为每个Service组件提供线程池，使得各个connector和Engine可以从线程池中获取线程处理请求，从而实现tomcat的并发处理能力。一定要注意，Executor的线程池大小是为Engine组件设置，而不是为Connector设置的，Connector的线程数量由Connector组件的acceptorThreadCount属性来设置。如果要在配置文件中设置该组件，则必须设置在Connector组件的前面，以便在Connector组件中使用executor属性来引用配置好的Executor组件。如果不显式设置，则采用Connector组件上的默认配置，默认配置如下：
   (1). maxThreads：最大线程数，默认值200。
   (2). minSpareThreads：最小空闲线程数，默认值25。
   (3). maxIdleTime：空闲线程的线程空闲多长时间才会销毁，默认值60000即1分钟。
   (4). prestartminSpareThreads：是否启动executor时就直接创建等于最小空闲线程数的线程，默认值为false，即只在有连接请求进入时才会创建。

• 总结起来：Tomcat 就两个核心组件连接器（Connector）和容器（Container）
• 连接器，负责对外交流： 处理Socket连接，负责⽹络字节流与Request和Response对象的转化；
• 容器，负责内部处理：加载和管理Servlet，以及具体处理Request请求，大概可以描述为如下流程
• Client(request)–>Connector–>Engine–>Host–>Context–>Wrapper(response data)–>Connector(response header)–>Client

Tomcat 连接器组件 Coyote

Coyote 是Tomcat 中连接器的组件名称 , 是对外的接口。客户端通过Coyote与服务器建立连接、发送请 求并接受响应 ,主要有如下功能

1. 封装了底层的网络通信(Socket 请求及响应处理)
2. 使Catalina 容器(容器组件)与具体的请求协议及IO操作方式完全解耦
3. 将Socket 输入转换封装为 Request 对象，进一步封装后交由Catalina 容器进行处理，处理请求完成后, Catalina 通过Coyote 提供的Response 对象将结果写入输出流
4. 负责的是具体协议(应用层)和IO(传输层)相关内容

• Tomcat Coyote 支持的 IO模型与协议，如下
  

在 8.0 之前 ，Tomcat 默认采用的I/O方式为 BIO，之后改为 NIO。 无论 NIO、NIO2 还是 APR， 在性 能方面均优于以往的BIO。 如果采用APR， 甚至可以达到 Apache HTTP Server 的影响性能。

• Coyote 的内部组件及流程
  
• Coyote 组件及作用

组件	作用描述
EndPoint	EndPoint 是 Coyote 通信端点，即通信监听的接口，是具体Socket接收和发 送处理器，是对传输层的抽象，因此EndPoint用来实现TCP/IP协议的
Processor	Processor 是Coyote 协议处理接口 ，如果说EndPoint是用来实现TCP/IP协 议的，那么Processor用来实现HTTP协议，Processor接收来自EndPoint的 Socket，读取字节流解析成Tomcat Request和Response对象，并通过 Adapter将其提交到容器处理，Processor是对应用层协议的抽象
ProtocolHandler	Coyote 协议接口， 通过Endpoint 和 Processor ， 实现针对具体协议的处 理能力。Tomcat 按照协议和I/O 提供了6个实现类 : AjpNioProtocol ， AjpAprProtocol， AjpNio2Protocol ， Http11NioProtocol ， Http11Nio2Protocol ，Http11AprProtocol
Adapter	由于协议不同，客户端发过来的请求信息也不尽相同，Tomcat定义了自己的 Request类来封装这些请求信息。ProtocolHandler接口负责解析请求并生成 Tomcat Request类。但是这个Request对象不是标准的ServletRequest，不 能用Tomcat Request作为参数来调用容器。Tomcat设计者的解决方案是引 入CoyoteAdapter，这是适配器模式的经典运用，连接器调用 CoyoteAdapter的Sevice方法，传入的是Tomcat Request对象， CoyoteAdapter负责将Tomcat Request转成ServletRequest，再调用容器

Tomcat Servlet 容器 Catalina

Tomcat是一个由一系列可配置(conf/server.xml)的组件构成的Web容器，而Catalina是Tomcat的 servlet容器。
从另一个⻆度来说，Tomcat 本质上就是一款 Servlet 容器， 因为 Catalina 才是 Tomcat 的核心 ， 其 他模块都是为Catalina 提供支撑的。 比如 : 通过 Coyote 模块提供链接通信，Jasper 模块提供 JSP 引 擎，Naming 提供JNDI 服务，Juli 提供日志服务。

• Servlet 容器 Catalina 的结构，下图跟最上面的结构图内容一样，更简洁明了
  

• 可以认为整个Tomcat就是一个Catalina实例，Tomcat 启动的时候会初始化这个实例，Catalina 实例通过加载server.xml完成其他实例的创建，创建并管理一个Server，Server创建并管理多个服务， 每个服务又可以有多个Connector和一个Container。

• 一个Catalina实例对应一个 Server实例，一个 Server实例对应多个Service实例，每一个Service实例下可以有多个Connector实例和一个Container实例

1. Catalina
   负责解析Tomcat的配置文件(server.xml) , 以此来创建服务器Server组件并进行管理
2. Server
   服务器表示整个Catalina Servlet容器以及其它组件，负责组装并启动Servlaet引擎,Tomcat连接 器。Server通过实现Lifecycle接口，提供了一种优雅的启动和关闭整个系统的方式
3. Service
   服务是Server内部的组件，一个Server包含多个Service。它将若干个Connector组件绑定到一个 Container
4. Container
   容器，负责处理用户的servlet请求，并返回对象给web用户的模块

• Container 组件的具体结构

Container组件下有几种具体的组件，分别是Engine、Host、Context和Wrapper。这4种组件(容器)是父子关系。
Tomcat通过一种分层的架构，使得Servlet容器具有很好的灵活性。

1. Engine
   表示整个Catalina的Servlet引擎，用来管理多个虚拟站点，一个Service最多只能有一个Engine， 但是一个引擎可包含多个Host
2. Host
   代表一个虚拟主机，或者说一个站点，可以给Tomcat配置多个虚拟主机地址，而一个虚拟主机下可包含多个Context
3. Context
   表示一个Web应用程序， 一个Web应用可包含多个Wrapper
4. Wrapper
   表示一个Servlet，Wrapper 作为容器中的最底层，不能包含子容器