Tomcat相關知識整理

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初識Servlet

  • SUN公司制定了一系列Web應用與Web服務器進行協作的標準Java接口，統稱為Java Servlet API，還對Web服務器發布及運行Web應用的一些細節做了規約。SUN公司把這一系列標準Java接口和規約統稱為Servlet規范。Servlet就是Web服務器與Web應用進行協作的標準接口。

  • Servlet規范把能夠發布和運行JavaWeb應用的Web服務器稱為Servlet容器，它的最主要的特征就是動態執行JavaWeb應用中的Servlet實現類中的程序代碼。

  • Servlet是一種運行在服務器上的小插件，其最常見的用途是擴展Web服務器的功能，可作為非常安全的、可移植的、易于使用的CGI替代品。具有以下特點：

    • 提供了可被服務器動態加載并執行的程序代碼，為來自客戶端的請求提供相應的服務；

    • Servlet完全用Java語言編寫，因此要求運行Servlet的服務器必須支持Java語言；

    • Servlet完全在服務器端運行，因此它的運行不依賴于瀏覽器。不管瀏覽器是否支持Java語言，都能請求訪問服務器端的Servlet。

Tomcat

Tomcat作為運行Servlet的容器，其基本功能是負責接收和解析來自客戶端的請求，同時把客戶端的請求傳送給相應的Servlet，并把Servlet的響應結果返回給客戶端。

Tomcat組件，分為4類：

  • 頂層類元素：包括<Server>元素和<Service>元素，它們位于整個配置文件的頂層；

  • 連接器類元素：為<Connector>元素，代表介于客戶端與服務器端之間的通信接口，負責將客戶端的請求發送給服務器端，并將服務器的響應結果返回給客戶端；

  • 容器類元素：代表處理客戶端請求并生成響應結果的組件，共有四類，分別為<Engine>、<Host>、<Context>和<Cluster>元素。Engine組件為特定的Service組件處理所有客戶端請求，Host組件為特定的虛擬主機處理所有的客戶端請求，Context組件為特定的Web應用處理所有的客戶端請求。Cluster組件負責為Tomcat集群系統進行會話復制、Context組件的屬性的復制，以及集群范圍內WAR文件的發布。

  • 嵌套類元素：代表可以被嵌入到容器中的組件，如<Valve>元素和<Realm>元素等。

Tomcat元素：

  • <Server>元素：代表整個Servlet容器組件，是Tomcat的頂級元素。在<Server>元素中可包含一個或多個<Service>元素；

  • <Service>元素：包含一個<Engine>元素，以及一個或多個<Connector>元素，這些<Connector>元素共享同一個<Engine>元素；

  • <Connector>元素：代表和客戶端實際交互的組件，負責接收客戶端請求，以及向客戶端返回響應結果；

  • <Engine>元素：每個<Service>元素只能包含一個<Engine>元素。<Engine>元素處理在同一個<Service>中所有<Connector>元素接收到的客戶端請求；

  • <Host>元素：在一個<Engine>元素中可以包含多個<Host>元素。每個<Host>元素定義了一個虛擬主機，它可以包含一個或多個Web應用；

  • <Context>元素：每個<Context>元素代表了運行在虛擬主機上的單個Web應用。在一個<Host>元素中可以包含多個<Context>元素。

Tomcat的工作模式：

(1)獨立的Servlet容器

Tomcat作為獨立的web服務器來單獨運行，Servlet容器組件作為web服務器中的一部分存在，這是Tomcat的默認工作模式。 在這種模式下，Tomcat是一個獨立進行的Java程序。和運行其他Java程序一樣，運行Tomcat需要啟動一個Java虛擬機進程，由該進程來運行Tomcat。

stand alone.png

(2)其他web服務器進程內的Servlet容器

在這種模式下，Tomcat分為web服務器插件和Servlet容器插件兩部分。web服務器插件在其他web服務器進程的內部地址空間啟動一個JVM，Servlet在此JVM中運行。如有客戶端發出調用Servlet的請求，web服務器插件獲得對此請求的控制并將它轉發(JNI通信機制)給Servlet容器組件。

進程內的servlet.png

(3)其他web服務器進程外的Servlet容器

在這種模式下，Tomcat分為web服務器插件和Servlet容器組件兩部分。web服務器插件在其他web服務器的外部地址空間啟動一個JVM進程，Servlet容器組件再次JVM中運行。如有客戶端發出調用Servlet的請求，web服務器插件獲得對此請求的控制并將它轉發(IPC通信機制)給Servlet容器組件。

當Tomcat作為獨立的Servlet容器來運行時，可看做是能運行Java Servlet的獨立web服務器。此外，Tomcat還可作為其他web服務器進程內或進程外的Servlet容器，從而與其他web服務器集成，集成的意義在于：對于不支持運行Java Servlet的其web服務器，可通過集成Tomcat來提供運行Servlet的功能。

進程外的servlet.png

Tomcat的目錄結構

  • bin：存放啟動和關閉Tomcat的腳本文件及所用到的類；

  • conf：存放Tomcat的各種配置文件，其中最重要的配置文件是server.xml；

  • logs：存放Tomcat的日志文件；

  • lib：存放Tomcat服務器及所有Web應用都可以訪問的jar文件；

  • webapps：Web應用的默認部署目錄；

  • work：Tomcat的工作目錄，Tomcat在運行時把生成的一些工作文件放于此目錄下。在默認情況下，Tomcat把編譯JSP而生成的Servlet類文件放于此目錄下；

  • tmp：臨時文件目錄。

NOTE：

  • Tomcat的lib子目錄：存放的jar文件不僅能被Tomcat訪問，還能被所有在Tomcat中發布的JavaWeb應用訪問；

  • JavaWeb應用的lib子目錄：存放的jar文件只能被當前JavaWeb應用訪問。

NOTE：

Tomcat在加載Web應用時，會把相應的web.xml文件中的數據讀入到內存中。

Context元素

主要屬性：

  • path：指定訪問該Web應用的URL入口，什么都不寫表示根路徑；

  • docBase：指定Web應用的文件路徑，可以給定絕對路徑，也可以給定相對于<Host>的appBase屬性的相對路徑。如果Web應用采用開放目錄結構，則指定Web應用的根路徑；如果Web應用是個war文件，則是定war文件的路徑；

  • className：指定實現Context組件的Java類的名字，這個類必須實現org.apache.catalina.Context接口；

  • reloadable：如果這個屬性設為true，Tomcat服務器在運行狀態下會監視在WEB-INF/classes和WEB-INF/lib目錄下的class文件的改動，以監視Web應用的WEB-INF/web.xml文件的改動。如果檢測到有class文件或web.xml文件被更新，服務器會自動重新加載Web應用。

專有屬性：

  • cachingAllowed：如果為true，表示允許啟用靜態資源的緩存，默認值為true；

  • cacheMaxSize：設定靜態資源緩存的最大容量，默認為10m；

  • workDir：指定Web應用的工作目錄，Tomcat在運行時會把與這個web應用相關的臨時文件放在這個目錄下；

  • uppackWar：如果設為true，表示將把Web應用的WAR文件展開為開放目錄結構后再運行。如果設為false，則直接運行war文件。默認為true。

Host元素

主要屬性

  • name：指定虛擬主機的名字

  • className：指定實現虛擬主機的Java類的名字，這個Java類必須實現org.apache.catalina.Host接口；

  • appBase：指定虛擬主機的目錄，可以指定絕對目錄，也可以指定相對于<CATALINA_HOME>的相對路徑；

  • autoDeploy：如果設定為true，表示當Tomcat服務器處于運行狀態時，能夠檢測appBase下的文件，如果有新的Web應用加進來，則會自動發布這個Web應用；

  • deployOnStart：如果此項設置為true，則表示當Tomcat啟動時會自動發布appBase目錄下的所有Web應用。如果web應用沒有相應的context元素，那么Tomcat會提供一個默認的context組件。默認值為true。

專有屬性：

  • unpackWARS：如果設置為true，表示將把appBase屬性指定的目錄下的web應用的war文件先展開為開放的目錄結構后再運行，如果設置為false，則直接運行war文件；

  • workDir：指定虛擬主機的工作目錄，Tomcat在運行時會把與這個虛擬主機的所有web應用相關的臨時文件放在此目錄下，默認值為<CATALINA_HOME>/work。如果<Host>元素下的一個<Context>元素也設置了workDIR屬性，那么<Context>的workDir屬性會覆蓋<Host>元素的workDir屬性；

  • deployXML：如果設置為false，那么Tomcat不會解析web應用中的用于設置context元素的META-INF/context.xml文件。默認值為true。

JavaWeb

SUN的Servlet規范對JavaWeb應用的定義：JavaWeb應用由一組Servlet/JSP、HTML文件、相關Java類，以及其他可以綁定的資源構成，它可以在由各種供應商提供的符合Servlet規范的Servlet容器中運行。

JavaWeb應用包含的內容：

  • Srvlet組件：標準Servlet接口的實現類，運行在服務器端，包含了被Servlet容器動態調用的程序代碼。

  • JSP組件：包含Java程序代碼的HTML文檔，運行在服務器端。當客戶端請求JSP文件時，Servlet容器先把它翻譯成Servlet類，然后動態調用它的程序代碼。

  • 相關的Java類：開發人員自定義的與Web應用相關的Java類。

  • 靜態文檔：存放在存放在服務器端的文件系統中，如HTML文件、圖片文件等。當客戶端請求訪問這些文件時，Servlet容器先從本地文件系統中讀取這些文件的數據，再把它發送到客戶端。

  • web.xml文件：JavaWeb應用的配置文件，采用XML格式。該文件必須位于Web應用的WEB-INF目錄下。

Servlet規范規定：JavaWeb應用必須采用固定的目錄結構，即每種類型的組件在web應用中都有固定的存放目錄。

JavaWeb應用的目錄結構，以helloapp為例

  • /helloapp：此Web應用的根目錄，所有的JSP和HTML文件都存放于此目錄或用戶自定義的子目錄下(WEB-INF子目錄除外)；

  • /helloapp/WEB-INF：存放此Web應用的配置文件web.xml；

  • /helloapp/WEB-INF/classes：存放各種.class文件，Servlet類的.class文件也存放于此目錄下；

  • /helloapp/WEB-INF/lib：存放此Web應用所需的各種jar文件；

  • /helloapp/META-INF：當前Webapp的私有資源目錄，通常存放自用的context.xml；

  • /helloapp/classes：此Webapp的私有類；

  • /helloapp/lib：此Webapp的私有類，被打包為jar格式；

  • /helloapp/index.jsp：此Webapp的主頁。

NOTE：在WEB-INF目錄的classes及lib子目錄下都可以存放類文件。在運行時，Servlet容器的類加載器先加載classes目錄下的類，再加載lib目錄下的jar文件中的類。

Tomcat閥(Valve)

Tomcat閥能夠對Catalina容器接收到的http請求進行預處理。Tomcat閥可以可以加入到3種Catalina容器中，它們是Engine、Host和Context。

Tomcat閥主要包括以下幾種：

  • 客戶訪問日志閥(Access Log Valve)

  • 遠程地址過濾器(Remote Address Filter)

  • 遠程主機過濾器(Remote Host Filter)

  • 客戶請求記錄器(Request Dumper)

1.客戶訪問日志閥

能夠將客戶端的請求信息寫到日志文件中，這些日志文件可以記錄網頁的訪問次數、訪問時間、用戶的會話活動和用戶的安全驗證信息等?？蛻粼L問日志閥可以加入到Engine、Host或Context容器。

屬性：

  • className：指定閥的實現類，此處為org.apache.catalina.valves.AccessLogValve；

  • directory：設定存放日志文件的絕對或相對于<CATALINA_HOME>的目錄，默認為<CATALINA_HOME>/logs；

  • pattern：設定日志的格式和內容；

  • prefix：設定日志文件名前綴，默認為access_log；

  • resolveHosts：如果設為true，表示把遠程IP地址解析為主機名；如果設為false，表示直接記錄遠程IP地址，默認為false；

  • suffix：設定日志文件的擴展名，默認為""；

pattern屬性的可選值：

%a：遠程IP地址；
%A：本地IP地址；
%b：發送的字節數，不包括HTTP頭部，符號“-”表示發送字節為零；
%B：發送的字節數，不包括HTTP頭部；
%h：遠程主機名；
%H：客戶端請求所用的協議；
%l：遠程邏輯用戶名(目前總是返回符號“-”)；
%m：客戶端的請方式；
%p：接收到客戶端請求的本地服務器端口；
%q：客戶端請求中的查詢字符串(Query String)，即HTTP請求的第一行的URI部分的“?”后面的內容；
%r：客戶端請求的第一行內容(包括請求方式、請求URI及HTTP協議版本)；
%s：服務器響應結果中的HTTP狀態代碼；
%S：用戶的額Session ID；
%t：時間和日期；
%u：通過安全認證的遠程用戶名，符號“-”表示不存在遠程用戶名；
%U：客戶端請求的URL路徑；
%v：本地服務器名；

2.遠程地址過濾器

可以根據遠程客戶端的IP地址來決定是否接受客戶端的請求。在遠程地址過濾器中，事先保存了一份被拒絕的IP地址清單和允許訪問的IP地址清單。

屬性

  • className：指定閥實現類，此處為org.apache.catalina.valves.AccessLogValve；

  • allow：指定允許訪問的客戶端IP地址，如果沒有設定，則表示只要客戶端IP地址不在deny清單中，就允許訪問，多個IP地址用逗號隔開；

  • deny：指定不允許訪問的IP地址；

3.遠程主機過濾器

與遠程地址多濾器基本上相同，只是一個是基于ip，一個是基于主機名。

4.客戶請求記錄器

用于把客戶端請求的詳細信息記錄到日志文件，是一個有效的跟蹤工具，尤其是當HTTP請求中的Header或Cookie有錯誤時，它可以跟蹤客戶請求的詳細信息。

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