🚩Tomcat

Tomcat 定义

Tomcat = HTTP 服务器 + Servlet 容器，是一个Web容器

• HTTP服务器：处理HTTP请求并响应结果
• Servlet容器：将请求转发到具体的Servlet，用来加载和管理业务类

访问url的过程

Servlet

Servlet指的是任何实现了 Servlet 接口的类，主要用于处理客户端传来的 HTTP 请求，并返回一个响应。

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// 几乎所有的Java Web 框架（如Spring） 都是基于Servlet的封装
public interface Servlet {
    void init(ServletConfig config) throws ServletException;

    ServletConfig getServletConfig();

    // 实现业务逻辑
    void service(ServletRequest req,ServletRespons res) throws ServletException, IOException;
    
    String getServletInfo();

    void destroy();
}

Tomcat 总体架构

Tomcat 要实现2个核心功能：

1. 处理 Socket 连接，转化 字节流->Request->Response->字节流
2. 加载和管理Servlet，处理 Request请求

连接器的作用：对Servlet容器通过ProtocalHandler屏蔽了协议和IO模型，使得容器获取到的都是一个标准的ServletRequest对象 连接器的3个高内聚的功能：Endpoint Processo Adapter Endpoint ：网络通信 socket（TCP/IP） ⬇️字节流⬇️ Processor：应用层协议解析（HTTP) ⬇️Tomcat Request⬇️ Adapter：适配器模式转化 request 和 response ⬇️ServletRequest⬇️ 容器

Tomcat中有4种容器，它们是父子关系，从大到小如下：

• Engine：引擎
• Host：虚拟主机/站点【域名】
• Context：Web应用程序【Web应用路径】
• Wrapper： Servlet【Servlet映射的路径】，与一个url请求相对应

Mapper组件：将用户请求的URL定位到一个Servlet，组件中保存了容器组件与访问路径的映射关系

Java 类加载器

• 引导类加载器 bootstrap：只有它是C++编写，只加载包名为 java、javax、sun等开头的核心类库
  • JAVA_HOME/jre/lib
• 扩展类加载器 ExtClassLoader：派生于 ClassLoader 类
  • JAVA_HOME/jre/lib/ext
• 应用类加载器 AppClassLoader
  • CLASSPATH 或 java.class.path

当解析一个类型到另一个类型的引用的时候，JVM 需要保证这两个类型的类加载器是相同的。

类加载过程

1. 加载 Loading：.class 文件 -> 类的二进制字节流，生成一个代表这个类的java.lang.Class 对象，作为方法区这个类的数据访问入口。
2. 链接 Linking：
   1. 验证 Verify：保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机本身。（以 CAFEBABE 开头）
   2. 准备 Prepare：为变量分配初始值（零），不包括final static 修饰的常量，它在编译时就显式初始化了，也不包括实例变量分配初始化，它和对象一起分配到堆中【给类变量默认赋值】
   3. 解析 Resolve：符号引用 -> 直接引用
3. 初始化 Initialization：执行类构造器方法<clinit>() ，【给类变量显式赋值，即静态代码块赋值】
   1. 口诀：父静子静（初始化），父代父构，子代子构
4. 使用：JVM 从入口方法开始执行
5. 卸载：销毁 class 对象

🌟 双亲委派机制

双亲委派机制：加载某个类时，优先交给上级类加载器加载。父类加载器无法完成加载才会还给子类去加载，例如自定义的String类永远无法执行，保证了系统的安全性，这就是沙箱安全机制。

• 避免类的重复加载
• 保护程序安全，防止核心API被随意篡改

Tomcat 打破双亲委派机制？

目的：优先加载 Web 应用目录下的类。 原因：若使用JVM默认的AppClassLoader加载Web应用，AppClassLoader只能加载一个Servlet类，在加载第二个同名Servlet类时，AppClassLoader会返回第一个Servlet类的Class实例。 因为在AppClassLoader眼里，同名Servlet类只能被加载一次。 方法：继承ClassLoader抽象类，并重写它的loadClass方法。（因为ClassLoader的默认实现是双亲委派） Tomcat 类加载器的层次结构

1. Web应用之间的类如何隔离？

自定义 WebAppClassLoader 类加载器，为每个Web应用创建一个实例。

2. Web应用之间的类如何共享库类？

设计 SharedClassLoader 类加载器作为 WebAppClassLoader 类加载器的父类，专门来加载 Web 应用之间共享的类，子类加载不到的类会委托父加载器去加载。

3. Tomcat本身的类与Web应用的类如何隔离？

设计 CatalinaClassLoader 类加载器，专门加载 Tomcat 自身的类。

4. Tomcat本身的类与Web应用的类如何隔共享数据？

同理，设计 CommonClassLoader 作为CatalinaClassLoader 和SharedClassLoader 的父类。