Tomcat学习笔记（1）- 源码环境搭建

不念不忘少年蓝@ 2023-03-01 05:44 51阅读 0赞

> 书籍《Tomcat内核设计剖析》《how tomcat works？》

### 文章目录 ###

*  1. 基础知识
 *  2. 环境搭建
 *  3. Servlet规范

# 1. 基础知识 #

Java的网络通信底层是基于套接字的，其理论依据是应用层与TCP/IP协议族通信的中间抽象层，它是一组接口。  
应用层通过调用这些接口发送和接收数据。一般这种抽象层由操作系统提供或者由JVM自己实现。使用套接字通信可以简单地实现应用程序在网络上的通信。一台机器上的应用向套接字中写入信息，另外一台相连的机器能读取到。TCP/IP协议族中有两种套接字类型，分别是流套接字和数据报套接字，分别对应TCP协议和UDP协议。一个TCP/IP套接字由一个互联网地址、一个协议及一个端口号唯一确定。即**Socket**。

感兴趣的可以去了解下Java的Socket编程，以及它对应的延申出来的一些性能优化模型。  
下面是个简单的例子：

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", "8080"); //建立连接
    OutputStream os = socket.getOutputStream(); //获取输出流
    boolean autoflush = true;
    PrintWriter out = new PrintWriter( socket.getOutputStream(), autoflush); //设置自动 flush
    BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader( socket.getInputstream() ));

--------------------

[IO模型参考链接][IO]

--------------------

*  单线程阻塞I/O模型  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]
 *  多线程阻塞I/O模型  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]
 *  单线程非阻塞I/O模型  
    在调用读取或写入接口后立即返回，而不会进入阻塞状态。
 *  多线程非阻塞I/O模型  
    即经典的Reactor模型。（Netty）  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

–图片来自《Tomcat内核设计剖析》

# 2. 环境搭建 #

1.  下载源码：[地址][Link 1]
2.  进入解压目录，并创建一个目录，命名为home ， 并将conf、webapps目录移入 home 目录中。  
    ![在这里插入图片描述][20200723121454865.png]
3.  在当前目录下创建一个 pom.xml 文件，引入tomcat的依赖包

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
             xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
        <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
        <groupId>org.apache.tomcat</groupId>
        <artifactId>apache-tomcat-8.5.42-src</artifactId>
        <name>Tomcat8.5</name>
        <version>8.5</version>
        <build>
            <finalName>Tomcat8.5</finalName>
            <sourceDirectory>java</sourceDirectory>
            
            <resources>
                <resource>
                    <directory>java</directory>
                </resource>
            </resources>
            
            <plugins>
                <plugin>
                    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                    <version>2.3</version>
                    <configuration>
                        <encoding>UTF-8</encoding>
                        <source>1.8</source>
                        <target>1.8</target>
                    </configuration>
                </plugin>
            </plugins>
        </build>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>junit</groupId>
                <artifactId>junit</artifactId>
                <version>4.12</version>
                <scope>test</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.easymock</groupId>
                <artifactId>easymock</artifactId>
                <version>3.4</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>ant</groupId>
                <artifactId>ant</artifactId>
                <version>1.7.0</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>wsdl4j</groupId>
                <artifactId>wsdl4j</artifactId>
                <version>1.6.2</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>javax.xml</groupId>
                <artifactId>jaxrpc</artifactId>
                <version>1.1</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.eclipse.jdt.core.compiler</groupId>
                <artifactId>ecj</artifactId>
                <version>4.5.1</version>
            </dependency>
        </dependencies>
        
    
    </project>

1.  在idea中， 使用MAVEN导入该工程。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]
2.  配置idea的启动类， 配置 MainClass ， 并配置 VM 参数。  
    ![在这里插入图片描述][20200723122020889.png]  
    找到启动类:  
    org.apache.catalina.startup.Bootstrap  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
    注意需要和自己的源码文件夹位置对应：

-Dcatalina.home=D:/apache-tomcat/apache-tomcat-8.5.51-src/home -Dcatalina.base=D:/apache-tomcat/apache-tomcat-8.5.51-src/home -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Djava.util.logging.config.file=D:/apache-tomcat/apache-tomcat-8.5.51-src/home/conf/logging.properties

1.  修改一行代码，启动主方法， 运行Tomcat ， 访问Tomcat 。  
    这样做的目的是手动将JSP解析器初始化。  
    在org.apache.catalina.startup.ContextConfig\#configureStart方法下，722行添加如下代码：

context.addServletContainerInitializer(new JasperInitializer(), null);

![在这里插入图片描述][20200723122512280.png]  
启动，成功访问。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

如果按照上面的流程来出了问题，建议多试试，实在不行看看其他博客。

# 3. Servlet规范 #

首先我们得知道：Java体系的Web服务器基本上都会遵循Servlet规范。  
其次就是我们需要学习的Servlet以及其具体实现Tomcat（容器）。  
![在这里插入图片描述][20200723213305618.png]  
从包名就可以看出这是jdk自身定义的规范。

Tomcat作为一款Web服务器，其最基本的通信协议是HTTP（过程如下）：  
1） 用户通过浏览器进行了一个操作，比如输入网址并回车，或者是点击链接，接着浏览 器获取了这个事件。  
2） 浏览器向服务端发出TCP连接请求。  
3） 服务程序接受浏览器的连接请求，并经过TCP三次握手建立连接。  
4） 浏览器将请求数据打包成一个HTTP协议格式的数据包。  
5） 浏览器将该数据包推入网络，数据包经过网络传输，最终达到端服务程序。  
6） 服务端程序拿到这个数据包后，同样以HTTP协议格式解包，获取到客户端的意图。  
7） 得知客户端意图后进行处理，比如提供静态文件或者调用服务端程序获得动态结果。  
8） 服务器将响应结果（可能是HTML或者图片等）按照HTTP协议格式打包。  
9） 服务器将响应数据包推入网络，数据包经过网络传输最终达到到浏览器。  
10） 浏览器拿到数据包后，以HTTP协议的格式解包，然后解析数据，假设这里的数据是 HTML。  
11） 浏览器将HTML文件展示在页面上。

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那我们想要探究的Tomcat作为一个HTTP服务器，在这个过程中都做了些什么事情呢？主要是接受连接、解析请求数据、处理请求和发送响应这几个步骤。此外我们还得了解一下Tomcat启动。

[IO]: https://blog.csdn.net/littlewhitevg/article/details/106266109
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230209/4d39500ceb0d462eb09a328d45e9e929.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230209/93f6d0b986684ba484a7a838ca6f3049.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230209/2b2da5d9ad77437984438153bd040139.png
[Link 1]: https://tomcat.apache.org/download-80.cgi
[20200723121454865.png]: /images/20230209/304acd7c9a2f447aa19a4da1237a6405.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230209/a15bd7aaa3d6415fad58532beb467bfc.png
[20200723122020889.png]: /images/20230209/bf0df45eff1e4e6c9ac380624286e258.png
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[20200723122512280.png]: /images/20230209/41e33b6a9b924eee92d7168ee608990d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdHRsZXdoaXRldmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20230209/652f4befd45646ccb2fbe30ffcd498b6.png
[20200723213305618.png]: /images/20230209/620a2684ad244485b81067f2eeda1c18.png