Tomcat原理和源码分析

Tomcat是什么？

首先看下官网的解释说明(看不懂的可以翻译一下)，从第一句Tomcat是Java Servlet，JavaServer页，Java表达式语言和Java的WebSocket技术的一个开源实现。我们不难发现tomcat是java语言编写的，所以这就解释了我们为什么需要安装jvm环境了。其次Servlet/JSP container.意思是他是servlet/jsp的容器。那么我们来想一下我们写的servlet是为什么放入tomcat启动后就能在浏览器上展示了呢。

Tomcat 原理

在不少资料上都会去说Tomcat是web容器和Servlet容器。web容器怎么理解呢？就比如我启动tomcat后，这时候有人访问给了一个请求，我肯定需要一个监听端口的功能，这样我可以去处理这个请求。
那Servlet容器又是什么意思呢？容器就好像一个大罐子，把我们所有的servlet都放进去，这样我们收到请求后根据我们的地址上的信息去访问对应的servlet。

如何去写一个简易版Tomcat

看到上面的信息我们不难就能知道大概的tomcat该怎么写了，首先我们需要监听一个端口，例子我们用8080，其实这例子是真的简单哈哈哈哈

class Mytomcat{//servlet容器List<Servlet> list ;//监听8080端口ServerSocket server = new ServerSocket(8080);Socket socket = server.accpet();//根据web.xml配置加载所有的servletlist.add(servlet);
}

那我们tomcat是真的这么写的吗？我们到官网下个源码看看这边我用的tomcat8的源码，我们找到Connector的类

一段乱鼓秋，突然发现了这个类

继续翻

这边有几个实现，我们点进去看看，不看不要紧，一看发现了要找的就在这里

看到最后你发现原来他真的是每次都是new一个seversocket去监听端口。那他在哪建造servlet容器的啊
哈哈哈哈，我就摊牌了我就直接找到那个类我们看看吧，

上面这段注释写的很清楚：Load and initialize all servlets marked “load on startup” in the web application deployment descriptor.加载所有的servlet。
但是为什么这里是list.add(wrapper);，难道wrapper就是servlet吗？
有经验的同学可能知道tomcat最重要的可能就是web.xml文件了我们从那边看看有什么线索吧这种配置文件搜搜config试试吧，碰巧我们找到了这个类有个方法叫createWebXml（），不用想肯定是了

那我们怎么解析这个文件讲servlet添加到容器里的呢？

巧了不是，正好有方法Scan the web.xml files that apply to the web application 。

点进去看看

看到这一段大概就清楚了，扫描servlet标签创建了个wrapper，这样岂不是跟我们想的一样。只是他包装成了wrapper，为什么要包装，一般用包装就是让他更强。
那我就好奇了，既然servlet标签代表的是一个servlet，那难道说web.xml里面的每个标签都是一个组件吗？

解析server.xml文件

从网上找了个tomcat的图，如下图：

这个能很形象描绘tomcat的内部机构，那为什么明明就监听端口、servlet容器这些功能为什么会这么复杂，哈哈哈哈哈，我觉得是为了解耦，高内聚低耦合吧，我们如何会发现图中的组件在server.xml中都有对应的标签等等，每个部分到底什么作用可以参考官网，他们写的比我详细的多。其实我是嫌麻烦哈哈哈。

如何优化Tomcat

评价一个tomcat的性能高取决于哪些因素呢？

吞吐量、响应时间、线程池、CPU、内存等等

命令或者工具有哪些呢？

ps -ef|grep tomcat pid
查看状态
cat /pro/pid/status
查看CPU，和内存占用
top -p pid

工具用哪些呢？
tomcat是一个Java进程，可以用jvm方面的工具查看比如说：
jconsole、jvisualvm、arthas、psi-probe等等
还可以修改tomcat-users.xml利用tomcat自带的功能去查看tomcat进程的属性。

知道如何查看性能了，如果我们想要优化Tomcat，我们就必须知道我们从什么方面开始。首先我先从官网下载Tomcat8的源码（版本随便），怎么开始看呢？我这个人比较偷懒，不想自己动手，想着从官网中看看有没有答案。
还真的找到了：官网地址在这里

我们从中可以看到UML图，这些图分为三步：
1.catalina加载

2.catalina启动

3.发布app

照着源码和时序图慢慢看吧，大概懂啥意思就行。
扯了半天咋优化tomcat啊，其实你从初始化、启动、发布应用三个步骤中我们能发现，其实tomcat就是通过Digester将server.xml解析，将Server、Service、Enginee等等上面那张tomcat组件图全部初始化后启动。这么细细一想，那岂不是优化tomcat本质上就是优化server.xml。想想确实是那么回事，那我们怎么才能优化呢？
还是找着官网的说明吧，

看了官网发现，其实真正可以被我们优化的就只有Connector、Host、Context、Executor这四个了。

Connector优化

怎么优化我们必须得看看代码了，那我们自然会想到connector类里面看看吧。

看看构造函数,在比较比较server.xml

别的都能看得懂protocol是什么东西呢？通过更改会走不同的protocol

再来官网看看有什么发现没？

很详细，但简单的来说：总体有四种实现（根据tomcat的版本不一样而变化）BIO，NIO，NIO2，APR四种，BIO用于并发小，每次请求就会建一个线程。NIO，NIO2是一个线程可以处理多个请求NIO2是NIO的升级版。APR是访问本地库什么巴拉巴拉的。我们可以通过更改xml的protocol，优化tomcat。

Executor优化

线程池优化肯定是跟Connector一起做用的，无非是调线程池最大线程数之类的。