一、什麼是Tomcat
Tomcat 是由 Apache 軟體基金會下屬的 Jakarta 專案開發的一個 Servlet 容器。是開源的輕量級Web應用伺服器。
二、tomcat結構目錄
①bin：啟動和關閉tomcat的bat檔案。
startup.bat , shutdown.bat 用於在windows下啟動和停止指令碼； startup.sh, shutdown.sh 用於在linux下啟動和停止指令碼；
②conf：配置檔案。
Catalina 用於儲存針對每個虛擬機器的Context配置
context.xml 用於定義所有web應用均需載入的Context配置，如果web應用指定了自己的context.xml ，該檔案將被覆蓋
catalina.properties Tomcat 的環境變數配置
catalina.policy Tomcat 執行的安全策略配置
logging.properties Tomcat 的日誌配置檔案， 可以透過該檔案修改Tomcat 的日誌級別及日誌路徑等server.xml該檔案用於配置server相關的資訊，比如tomcat啟動的埠號，配置主機(Host)。
web.xml檔案配置與web應用(web應用相當於一個web站點)
tomcat-user.xml配置使用者名稱密碼和相關許可權。
③lib：該目錄放置執行tomcat執行需要的jar包。
④logs：存放日誌，當我們需要檢視日誌的時候，可以查詢資訊。
⑤webapps：放置我們的web應用。
⑥work工作目錄：該目錄用於存放jsp被訪問後生成對應的server檔案和.class檔案。
啟動:雙擊 bin/startup.bat 檔案 ； 停止:雙擊 bin/shutdown.bat 檔案 ； 訪問:http://localhost:8080
三、Tomcat整體架構
1、Tomcat核心功能
我們已經瞭解了Tomcat要實現兩個核心功能：
1） 處理Socket連線，負責網路位元組流與Request和Response物件的轉化。 2） 載入和管理Servlet，以及具體處理Request請求。
因此Tomcat設計了兩個核心元件聯結器（Connector）和容器（Container）來分別做這兩件事情。聯結器負責對外交流，容器負責內部處理。
2、聯結器
聯結器中的各個元件的作用如下：1）EndPoint
EndPoint ： Coyote 通訊端點，即通訊監聽的介面，是具體Socket接收和傳送處理器，是對傳輸層的抽象，因此EndPoint用來實現TCP/IP協議的。 Tomcat 並沒有EndPoint 介面，而是提供了一個抽象類AbstractEndpoint ， 裡面定義了兩個內部類：Acceptor和SocketProcessor。Acceptor用於監聽Socket連線請求。SocketProcessor用於處理接收到的Socket請求，它實現Runnable介面，在Run方法裡呼叫協議處理元件Processor進行處理。為了提高處理能力，SocketProcessor被提交到執行緒池來執行。而這個執行緒池叫作執行器（Executor)，我在後面的專欄會詳細介紹Tomcat如何擴充套件原生的Java執行緒池。
2） Processor Processor ： Coyote 協議處理介面 ，如果說EndPoint是用來實現TCP/IP協議的，那麼Processor用來實現HTTP協議，Processor接收來自EndPoint的Socket，讀取位元組流解析成Tomcat Request和Response物件，並透過Adapter將其提交到容器處理，Processor是對應用層協議的抽象。
3）ProtocolHandler ProtocolHandler： Coyote 協議介面， 透過Endpoint 和 Processor ， 實現針對具體協議的處理能力。Tomcat 按照協議和I/O 提供了6個實現類 ： AjpNioProtocol ， AjpAprProtocol， AjpNio2Protocol ， Http11NioProtocol ，Http11Nio2Protocol ，Http11AprProtocol。我們在配置tomcat/conf/server.xml 時 ， 至少要指定具體的ProtocolHandler , 當然也可以指定協議名稱 ， 如 ： HTTP/1.1 ，如果安裝了APR，那麼將使用Http11AprProtocol ， 否則使用 Http11NioProtocol 。
4）Adapter 由於協議不同，客戶端發過來的請求資訊也不盡相同，Tomcat定義了自己的Request類來“存放”這些請求資訊。ProtocolHandler介面負責解析請求並生成Tomcat Request類。但是這個Request物件不是標準的ServletRequest，也就意味著，不能用Tomcat Request作為引數來呼叫容器。Tomcat設計者的解決方案是引入CoyoteAdapter，這是介面卡模式的經典運用，聯結器呼叫CoyoteAdapter的Sevice方法，傳入的是Tomcat Request物件，CoyoteAdapter負責將Tomcat Request轉成ServletRequest，再呼叫容器的Service方法。
3、容器
Tomcat設計了4種容器，分別是Engine、Host、Context和Wrapper。容器的功能是處理Connector接收進來的請求，併產生相應的響應，這4種容器不是平行關係，而是父子關係， Tomcat透過一種分層的架構，使得Servlet容器具有很好的靈活性。
1） Engine 表示整個Catalina的Servlet引擎，用來管理多個虛擬站點，一個Service最多隻能有一個Engine，但是一個引擎可包含多個Host 2）Host 代表一個虛擬主機，或者說一個站點，可以給Tomcat配置多個虛擬主機地址，而一個虛擬主機下可包含多個Context 3）Context 表示一個Web應用程式， 一個Web應用可包含多個Wrapper 4）Wrapper 表示一個Servlet，Wrapper 作為容器中的最底層，不能包含子容器
四、server.xml
server.xml是Tomcat中最重要的配置檔案，server.xml位於$TOMCAT_HOME/conf目錄下；server.xml的每一個元素都對應了Tomcat中的一個元件；透過對xml檔案中元素的配置，可以實現對Tomcat中各個元件的控制。
server.xml的整體結構如下：
1、server.xml檔案中的元素可以分為以下4類（1）頂層元素：和元素是整個配置檔案的根元素，元素則代表一個Engine元素以及一組與之相連的Connector元素。（2）聯結器：代表了外部客戶端傳送請求到特定Service的介面；同時也是外部客戶端從特定Service接收響應的介面。（3）容器：容器的功能是處理Connector接收進來的請求，併產生相應的響應。Engine、Host和Context都是容器，但它們不是平行的關係，而是父子關係：Engine包含Host，Host包含Context。一個Engine元件可以處理Service中的所有請求，一個Host元件可以處理發向一個特定虛擬主機的所有請求，一個Context元件可以處理一個特定Web應用的所有請求。（4）內嵌元件：可以內嵌到容器中的元件。實際上，Server、Service、Connector、Engine、Host和Context是最重要的最核心的Tomcat元件，其他元件都可以歸為內嵌元件。2、各個核心元件的作用、特點以及配置方式1）ServerServer元素在最頂層，代表整個Tomcat容器，因此它必須是server.xml中唯一一個最外層的元素。一個Server元素中可以有一個或多個Service元素。在第一部分的例子中，在最外層有一個元素，shutdown屬性表示關閉Server的指令；port屬性表示Server接收shutdown指令的埠號，設為-1可以禁掉該埠。2）ServiceService的作用，是在Connector和Engine外面包了一層，把它們組裝在一起，對外提供服務。一個Service可以包含多個Connector，但是隻能包含一個Engine；其中Connector的作用是從客戶端接收請求，Engine的作用是處理接收進來的請求。在第一部分的例子中，Server中包含一個名稱為“Catalina”的Service。實際上，Tomcat可以提供多個Service，不同的Service監聽不同的埠。3）ConnectorConnector的主要功能，是接收連線請求，建立Request和Response物件用於和請求端交換資料；然後分配執行緒讓Engine來處理這個請求，並把產生的Request和Response物件傳給Engine。透過配置Connector，可以控制請求Service的協議及埠號。Service可以配置兩個Connector。eg：配置兩個Connector（1）透過配置第1個Connector，客戶端可以透過8080埠號使用http協議訪問Tomcat。其中，protocol屬性規定了請求的協議，port規定了請求的埠號，redirectPort表示當強制要求https而請求是http時，重定向至埠號為8443的Connector，connectionTimeout表示連線的超時時間。在這個例子中，Tomcat監聽HTTP請求，使用的是8080埠，而不是正式的80埠；實際上，在正式的生產環境中，Tomcat也常常監聽8080埠，而不是80埠。這是因為在生產環境中，很少將Tomcat直接對外開放接收請求，而是在Tomcat和客戶端之間加一層代理伺服器(如nginx)，用於請求的轉發、負載均衡、處理靜態檔案等；透過代理伺服器訪問Tomcat時，是在區域網中，因此一般仍使用8080埠。（2）透過配置第2個Connector，客戶端可以透過8009埠號使用AJP協議訪問Tomcat。是因為Tomcat可以用作Servlet/JSP容器，但是對靜態資源的處理速度較慢，不如Apache和IIS等HTTP伺服器；因此常常將Tomcat與Apache等整合，前者作Servlet容器，後者處理靜態資源，而AJP協議便負責Tomcat和Apache的連線。4）EngineEngine元件在Service元件中有且只有一個；Engine是Service元件中的請求處理元件。Engine元件從一個或多個Connector中接收請求並處理，並將完成的響應返回給Connector，最終傳遞給客戶端。eg:name屬性用於日誌和錯誤資訊，defaultHost屬性指定了預設的host名稱，當發往本機的請求指定的host名稱不存在時，一律使用defaultHost指定的host進行處理；因此，defaultHost的值，必須與Engine中的一個Host元件的name屬性值匹配。name屬性用於日誌和錯誤資訊，在整個Server中應該唯一。5）HostHost是Engine的子容器。Engine元件中可以內嵌1個或多個Host元件，每個Host元件代表Engine中的一個虛擬主機。Host元件至少有一個，且其中一個的name必須與Engine元件的defaultHost屬性相匹配。Host的作用:Host虛擬主機的作用，是執行多個Web應用（一個Context代表一個Web應用），並負責安裝、展開、啟動和結束每個Web應用。Host元件代表的虛擬主機，對應了伺服器中一個網路名實體(如”www.test.com”，或IP地址”116.25.25.25”)；為了使使用者可以透過網路名連線Tomcat伺服器，這個名字應該在DNS伺服器上註冊。客戶端通常使用主機名來標識它們希望連線的伺服器；該主機名也會包含在HTTP請求頭中。Tomcat從HTTP頭中提取出主機名，尋找名稱匹配的主機。如果沒有匹配，請求將傳送至預設主機。因此預設主機不需要是在DNS伺服器中註冊的網路名，因為任何與所有Host名稱不匹配的請求，都會路由至預設主機。Host的引數:unpackWARs指定了是否將代表Web應用的WAR檔案解壓；如果為true，透過解壓後的檔案結構執行該Web應用，如果為false，直接使用WAR檔案執行Web應用。 Host的autoDeploy和appBase屬性，與Host內Web應用的自動部署有關；一個Engine中有且僅有一個Host元件的name屬性與Engine元件的defaultHost屬性相匹配Host元素內定義了Valve元件:不同的Valve有不同的特性，AccessLogValve記錄的日誌就是訪問日誌，每天的請求會寫到一個日誌檔案裡。AccessLogValve可以與Engine、Host或Context關聯；一個容器內可以建立多個Valve，而且Valve定義的次序也決定了它們生效的次序。Valve元件引數：className：規定了Valve的型別，是最重要的屬性；本例中，透過該屬性規定了這是一個AccessLogValve。 directory：指定日誌儲存的位置，本例中，日誌儲存在$TOMCAT_HOME/logs目錄下。 prefix：指定了日誌檔案的字首。 suffix：指定了日誌檔案的字尾。透過directory、prefix和suffix的配置，在$TOMCAT_HOME/logs目錄下，可以看到如下所示的日誌檔案。 pattern：指定記錄日誌的格式小結：pattern中一些值: %h：遠端主機名或IP地址；如果有nginx等反向代理伺服器進行請求分發，該主機名/IP地址代表的是nginx，否則代表的是客戶端。後面遠端的含義與之類似，不再解釋。 %l：遠端邏輯使用者名稱，一律是”-”，可以忽略。 %u：授權的遠端使用者名稱，如果沒有，則是”-”。 %t：訪問的時間。 %r：請求的第一行，即請求方法(get/post等)、uri、及協議。 %s：響應狀態，200,404等等。 %b：響應的資料量，不包括請求頭，如果為0，則是””-。 %D：請求處理的時間(單位是毫秒)6）Context（靜態部署）Context元素代表在特定虛擬主機上執行的一個Web應用。每個Web應用基於WAR檔案，或WAR檔案解壓後對應的目錄
docBase：docBase指定了該Web應用使用的WAR包路徑，或應用目錄。靜態部署時，docBase可以在appBase目錄下，也可以不在；本例中，docBase不在appBase目錄下。 path：靜態部署時，可以顯式指定path屬性，但是仍然受到了嚴格的限制：只有當自動部署完全關閉(deployOnStartup和autoDeploy都為false)或docBase不在appBase中時，才可以設定path屬性。在本例中，docBase不在appBase中，因此path屬性可以設定。 reloadable屬性指示tomcat是否在執行時監控在WEB-INF/classes和WEB-INF/lib目錄下class檔案的改動。如果值為true，那麼當class檔案改動時，會觸發Web應用的重新載入。在開發環境下，reloadable設定為true便於除錯；但是在生產環境中設定為true會給伺服器帶來效能壓力，因此reloadable引數的預設值為false。
但是目前往往server.xml配置檔案中看不到Context元素的出現，因為Tomcat開啟了自動部署，Web應用沒有在server.xml中配置靜態部署，而是由Tomcat透過特定的規則自動部署。
Context是Host的子容器，每個Host中可以定義任意多的Context元素。 ==靜態部署與自動部署是可以共存的。在實際應用中，並不推薦使用靜態部署，因為server.xml 是不可動態重載入的資源，伺服器一旦啟動了以後，要修改這個檔案，就得重啟伺服器才能重新載入。而自動部署可以在Tomcat執行時透過定期的掃描來實現，不需要重啟伺服器。==
7）Listener
Listener(即監聽器)定義的元件，可以在特定事件發生時執行特定的操作；被監聽的事件通常是Tomcat的啟動和停止。監聽器需要配置的最重要的屬性是className，該屬性規定了監聽器的具體實現類，該類必須實現了org.apache.catalina.LifecycleListener介面。
下面依次介紹例子中配置的監聽器：
VersionLoggerListener：當Tomcat啟動時，該監聽器記錄Tomcat、Java和作業系統的資訊。該監聽器必須是配置的第一個監聽器。 AprLifecycleListener：Tomcat啟動時，檢查APR庫，如果存在則載入。APR，即Apache Portable Runtime，是Apache可移植執行庫，可以實現高可擴充套件性、高效能，以及與本地伺服器技術更好的整合。 JasperListener：在Web應用啟動之前初始化Jasper，Jasper是JSP引擎，把JVM不認識的JSP檔案解析成java檔案，然後編譯成class檔案供JVM使用。 JreMemoryLeakPreventionListener：與類載入器導致的記憶體洩露有關。 GlobalResourcesLifecycleListener：透過該監聽器，初始化< GlobalNamingResources>標籤中定義的全域性JNDI資源；如果沒有該監聽器，任何全域性資源都不能使用。< GlobalNamingResources>將在後文介紹。 ThreadLocalLeakPreventionListener：當Web應用因thread-local導致的記憶體洩露而要停止時，該監聽器會觸發執行緒池中執行緒的更新。當執行緒執行完任務被收回執行緒池時，活躍執行緒會一個一個的更新。只有當Web應用(即Context元素)的renewThreadsWhenStoppingContext屬性設定為true時，該監聽器才有效。
8）GlobalNamingResources與Realm
Realm提供了一種使用者密碼與web應用的對映關係，從而達到角色安全管理的作用。Realm的配置使用name為UserDatabase的資源實現。而該資源在Server元素中使用GlobalNamingResources配置，GlobalNamingResources元素定義了全域性資源，透過配置可以看出，該配置是透過讀取$TOMCAT_HOME/ conf/tomcat-users.xml實現的。