Tomcat-架构、生命周期、优化

【056扩展1 Tomcat的线程池】

在conf的server.xml中通过connector可以改变，默认的线程池是Tomcat自定义的，类似于ThreadPoolExecutor，通过参数可以指定核心线程数和最大线程数等，阻塞队列是继承了LinkedBlockingQueue的TaskQueue。

【056扩展2 Tomcat是线程安全的吗？】

Tomcat不是线程安全的，因为Tomcat的servlet被包装在wrapper容器里，而相同请求的wrapper只在第一次完成初始化，后面的请求会调用同一个servlet的doGet和doPost方法，其成员变量是共享的。

【057 Tomcat的内部架构】

Tomcat启动时，调用的是BootStrap的run方法，该方法会调用Catalina生命周期的start方法（之后所有组件的启动也是依靠各自生命周期的start方法），加载conf目录下的server.xml文件，启动唯一的Server。而Server又会启动内部的多个Service方法，每一个Service代表一种类型的Web服务(A "Service" is a collection of one or more "Connectors" that share a single "Container")，可以有多个Connector，但只能有一个Engine。每个Connector指定不同的连接方式，包括协议，监听端口号等。然后通过线程池的线程处理，分析请求，并交给合适的容器。容器的顶层是Engine，一个Engine可以有多个Host，每个Host是一台虚拟主机，而每个Host又可以有多个Context，代表每一个Web应用，Context包含多个Wrapper，每个Wrapper封装一个Java Servlet或者Jasper编译生成的Jsp Servlet。不管是哪一个层次的容器或子容器，都可以设置valve过滤链，处理公共流程。

【057扩展1 Tomcat连接器Connector】

Connextor一般需要指定协议如protocol="HTTP/1.1"、监听端口号port="8080"、连接超时如connectionTimeout="20000"、把客户请求转发至SSL的redirectPort="8443"以及线程池executor="tomcatThreadPool"。线程池可以是多个Connector共享的，也可独占，需要指定maxThreads和minSpareThreads。

【057扩展2 Tomcat虚拟主机Host】

如果把所有web站点的目录都放在webapps下，可能导致磁盘空间不够用，也不利于对web站点目录的管理，把web站点的目录分散到其他磁盘管理就需要配置虚拟目录（默认情况下，只有配置在Host的appBase中的目录，也就是webapps下的目录才能被Tomcat自动管理成一个web站点）。在server.xml中<Host>的节点下添加<Context path="/web1" docBase="D:\web1"/>，path表示访问应用名，docBase表示绝对路径。

【057扩展4 什么是Jasper？】

Jasper的作用是把Jsp文件转为servlet，存放在Tomcat的Work目录下，每个应用会有一个独立的子目录。转换过程发生在Server的监听器JasperListener。

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【058 Tomcat的生命周期】

Tomcat自带的所有组件都继承了Lifecycle接口，实现start和stop方法。Tomcat是通过BootStrap来实现启停的，继承了Lifecycle接口的类会采用观察者模式，通过事件通知的方式来启动和停止。以Context为例，其内部还有一个LifcycleSupport类型的成员，该类型维护了一个LifecycleListener的数组，调用Context的start和stop方法时，除了会通知所属的Wrapper和Valve组件，还会通知该数组的所有成员触发内部注册的lifecycle的start和stop方法。

【059 Tomcat的设计模式】

①单例模式的扩展StringManager，每个包有一个共享的单例String配置信息；

②装饰者模式ResponseFacade/RequestFacade，封装了Response和Request中希望对Tomcat开发者公开但是对Web开发者屏蔽的函数，因此不能简单地用public/private权限，如对请求的readLine等解析方法；

③ 责任链模式管道与阀门；

④ 观察者模式lifecycle。

【060 Tomcat的Connector运行模式】

BIO、NIO、APR三种。BIO是默认的，修改为NIO只需要修改connector的协议，例如将协议Http11Protocol修改为Http11NioProtocol；APR是从操作系统级别来解决异步的IO问题，利用中断的方式主动处理请求，需要安装APR和native，协议修改为Http11AprProtocol。

【061 Tomcat的调优方案】

Tomcat调优可以从JVM虚拟机和Tomcat自身两个层面进行优化：

① JVM方面，主要是考虑内存大小，调整堆空间，Tomcat默认可以使用的内存为128MB。应用程序需要的内存超出堆的最大值时虚拟机就会提示内存溢出。在bin目录下的catalina.bat或catalina.sh，设置JAVA_OPTS=-Xms初始化内存大小 -Xmx可以使用的最大内存，一般建议堆的最大值设置为可用内存的最大值的80%，另外[初始化内存大小]等于[可以使用的最大内存]，这样可以减少平凡分配堆而降低性能。

② Tomcat方面，主要是连接器Connector的优化，通过修改minProcessors和maxProcessors的值来控制线程数，通常Windows是1000个左右，Linux是2000个左右。