内容介绍

在本章内容中，我们将深入探讨 Tomcat 服务器的运行架构、LVS 负载均衡的运行机制以及 Cache 缓存机制，并提供相应的解决方案和指导。通过理解这些关键概念和机制，您将能够优化您的系统架构，提高性能和可扩展性。

Servlet 容器和 Tomcat 服务器

Servlet 容器是为 JavaWeb 应用提供运行时环境的软件，它扮演着管理 Servlet 生命周期和共享数据的角色。Servlet 容器也被称为 JavaWeb 应用容器或 Servlet 容器。比较常用的 Servlet 容器软件包括 Tomcat、JBoss、WebLogic 和 WebSphere 等。

在这里主要介绍 Tomcat，Tomcat 是一个开源的 Servlet 容器，它是 Apache 软件基金会的一个项目。它被广泛使用于 JavaWeb 应用的开发和部署。WebLogic 和 WebSphere 是商业级的 Servlet 容器，它们提供了更多的高级功能和扩展性，适用于大型企业级应用。

Tomcat 简介

Tomcat 是一个免费的开源 Servlet 容器，它是 Apache 软件基金会的顶级项目，提供了一个可靠且功能丰富的 Servlet 容器，用于部署和运行 JavaWeb 应用程序。Tomcat 由 Apache、Sun 和其他公司以及个人共同开发。得益于 Sun 的参与和支持，Tomcat 始终能够及时地体现最新的 Servlet 规范。

Tomcat 系统架构分析

Tomcat 的结构虽然复杂，但它也非常模块化。一旦找到了 Tomcat 最核心的模块，您就能够抓住 Tomcat 的"七寸"。

Tomcat 定制化模块架构

通过理解 Tomcat 的模块化结构，您可以更好地理解和配置 Tomcat，以满足特定的需求。您可以选择性地启用或禁用不同的模块，根据项目的要求进行定制和优化。

Tomcat 架构中的关键组件是 Connector 和 Container。Connector 组件可以被替换，这为服务器设计者提供了更多选择。一个 Container 可以选择多个 Connector，这使得组件选择与不同应用场景密切相关。

Catalina 模块

Catalina 模块负责处理 HTTP 请求、管理 Servlet 的生命周期以及处理与 Servlet 相关的任务。它是 Tomcat 的核心引擎，负责将请求分发给相应的 Servlet 进行处理，并将响应返回给客户端。除了 Catalina 模块，Tomcat 还包括其他重要的模块，如 Connector 模块用于处理网络连接，Realm 模块用于身份验证和授权，以及 Web 模块用于处理 Web 应用程序的部署和管理。

Tomcat 的模块化结构使得它可以根据需求进行灵活的配置和定制。它由多个模块组成，每个模块负责不同的功能和任务。其中，最核心的模块是 Catalina，它是 Tomcat 的 Servlet 容器实现。

Tomcat 结构处理流程

在 JavaWeb 应用中，Servlet 容器负责接收和处理 HTTP 请求，并将请求分发给相应的 Servlet 容器进行处理。它管理 Servlet 生命周期，包括初始化、请求处理和销毁。此外，Servlet 容器还提供了一些额外的功能，如会话管理、安全性控制和错误处理。

Tomcat 的核心由两个组件

从上图中可以看出，Tomcat 的核心由两个组件组成：Connector 和 Container。在后面的内容中，将详细介绍这两个组件的功能和作用。

• Connector 组件：Tomcat 中的一个关键部分，它负责处理与客户端的网络连接。Connector 可以根据需要进行替换，这为服务器设计者提供了更多的选择。由于 Connector 的重要性，它不仅与服务器的设计密切相关，还与不同的应用场景有关。

• Container 组件：Tomcat 的另一个核心部分，它负责管理和执行 Servlet 的生命周期。Container 提供了一个运行环境，使得 Servlet 能够在 Tomcat 中被正确加载、初始化和执行。Container 还负责处理请求和响应，以及管理会话和共享数据。

Connector 和 Container 是 Tomcat 的两个关键组件，它们紧密合作，共同构建了 Tomcat 的核心功能。Connector 负责处理网络连接，Container 负责管理 Servlet 的生命周期。通过理解和优化这两个组件，可以提高 Tomcat 的性能和可靠性，并满足不同应用场景的需求。

Tomcat 的 Service 组件

多个 Connector 和一个 Container 组成了一个 Service。Service 是对外提供服务的实体。然而，Service 还需要一个掌控其生命周期的环境，这就是 Server 的作用。整个 Tomcat 的生命周期由 Server 控制。

Service 作为“婚姻”

在 Tomcat 中，我们可以将 Connector 和 Container 比作一对情侣。Connector 负责对外交流，类比为男方；而 Container 处理请求和内部事务，类比为女方。Service 就像是这对情侣的结婚证，将它们连接在一起，形成一个家庭。除了 Connector 和 Container，还有其他元素也是构成这个家庭的一部分。

简单来说，Service 只是在 Connector 和 Container 的外面添加了一层封装，将它们组装在一起，并向外部提供服务。一个 Service 可以设置多个 Connector，但只能有一个 Container 容器。该 Service 的接口方法如下：

Service 接口

getContainer()setContainer (Container)getInfo()getName()setName (String)getServer()setServer (Server)addConnector (Connector)findConnectors()removeConnector (Connector)initialize()

Service 接口定义了一些方法用于关联 Connector 和 Container，同时初始化其它组件。

注意，该接口并未强制规定控制下层组件的生命周期。所有组件的生命周期由 Lifecycle 接口来控制，这是一个重要的设计模式，后面将对该接口进行详细介绍。

StandardService

Tomcat 中的 Service 接口有一个标准实现类叫做 StandardService。它既实现了 Service 接口，也实现了 Lifecycle 接口，因此可以控制下层组件的生命周期。

StandardService 的类结构图

下面是 StandardService 类的结构：

Web 基础架构 — 负载均衡和 LVS

总结介绍

Connector 和 Container 是 Tomcat 的核心组件，它们在服务器设计和应用场景选择方面起着重要作用。通过深入了解和优化这两个组件，可以更好地理解和配置 Tomcat，以实现高效和灵活的应用程序部署和管理。