Java

Java是由Sun Microsystems公司于 1995年5月推出的Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言（以下簡(jiǎn)稱Java語(yǔ)言）和Java平臺(tái)的總稱。由James Gosling和同事們共同研發(fā)，并在1995年正式推出。用Java實(shí)現(xiàn)的HotJava瀏覽器（支持Java applet）顯示了Java的魅力：跨平臺(tái)、動(dòng)態(tài)的Web、Internet計(jì)算。從此，Java被廣泛接受并推動(dòng)了Web的迅速發(fā)展，常用的瀏覽器均支持Javaapplet。另一方面，Java技術(shù)也不斷更新。

Java 組成

Java由四方面組成：

• Java編程語(yǔ)言

• Java類文件格式

• Java虛擬機(jī)

• Java應(yīng)用程序接口(Java API)

下面我們來說一下這四個(gè)方面的關(guān)系，我們通過Java編程語(yǔ)言+Java應(yīng)用程序接口（Java API）編寫出.java的文件（如，test.java），通過Java編譯器javac（Java Complier）進(jìn)行編譯生成.class的類文件(如，test.class)，再通過Java類文件+Java虛擬機(jī)（JVM）運(yùn)行Java程序。

Java 程序語(yǔ)言+Java API ---> test.java （java程序）

javac(Java Complier) ---> test.class （字節(jié)碼文件）

Java類文件+Java虛擬機(jī) ---> 運(yùn)行test.class

Java 組成

Java 平臺(tái)

Java平臺(tái)由Java虛擬機(jī)（Java Virtual Machine，簡(jiǎn)稱JVM）和Java 應(yīng)用編程接口（Application Programming Interface，簡(jiǎn)稱API）構(gòu)成。Java應(yīng)用編程接口為此提供了一個(gè)獨(dú)立于操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口，可分為基本部分和擴(kuò)展部分。在硬件或操作系統(tǒng)平臺(tái)上安裝一個(gè)Java平臺(tái)之后，Java應(yīng)用程序就可運(yùn)行。Java平臺(tái)已經(jīng)嵌入了幾乎所有的操作系統(tǒng)。這樣Java程序可以只編譯一次，就可以在各種系統(tǒng)中運(yùn)行。

Java 平臺(tái)

Java 體系

ava分為三個(gè)體系，

• J2SE（Java2 Platform Standard Edition，java平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)版）

• J2EE(Java 2 Platform,Enterprise Edition，java平臺(tái)企業(yè)版)

• J2ME(Java 2 Platform Micro Edition，java平臺(tái)微型版)。

其中，Java SE則只包含了Java二進(jìn)制程序(如JVM和Java字節(jié)碼編譯器)和Java的核心代碼庫(kù)，而Jave EE標(biāo)準(zhǔn)則包含了一組適用于創(chuàng)建企業(yè)級(jí)Web應(yīng)用程序的API。Jave EE建立在Java SE的基礎(chǔ)上，并依賴于Java SE才能正常工作。當(dāng)然，任何級(jí)別的應(yīng)用程序均能從Java EE中獲益，但Jave EE卻更適合解決大型軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題。JAVA EE包含多個(gè)獨(dú)立的API，Servlet和JSP就是其中的兩個(gè)，而JAVA EE中著名的API中還包含如下的幾個(gè)，

JAVA EE APIs：

• EJB(Enterprise JavaBeans)：JAVA相關(guān)的諸多高級(jí)功能的實(shí)現(xiàn)，如RMI（Remote Method Invocation), 對(duì)象/關(guān)系映射，跨越多個(gè)數(shù)據(jù)源的分布式事務(wù)等；

• JMS(Java Message Service)：高性能異步消息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)JAVA EE應(yīng)用程序與非JAVA程序的“透明”通信；

• JMX（Java Management Extensions）：在程序運(yùn)行時(shí)對(duì)其進(jìn)行交互式監(jiān)控和管理的機(jī)制；

• JTA（Java Transaction API）：允許應(yīng)用程序在自身的一個(gè)或多個(gè)組件中平滑地處理錯(cuò)誤的機(jī)制；

• JavaMail：通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的POP/SMTP/IMAP協(xié)議發(fā)送和接收郵件的機(jī)制；

Java SE APIs：

• JNDI（Java Naming and Directory Interface）:用于與LDAP服務(wù)交互的API；

• JAXP（Java API for XML Processing）:用于分析及轉(zhuǎn)換XML（基于XSLT實(shí)現(xiàn)）；

Java 優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)程序不同，Sun 公司在推出 Java 之際就將其作為一種開放的技術(shù)。全球數(shù)以萬計(jì)的 Java 開發(fā)公司被要求所設(shè)計(jì)的 Java軟件必須相互兼容?！癑ava 語(yǔ)言靠群體的力量而非公司的力量”是Sun公司的口號(hào)之一，并獲得了廣大軟件開發(fā)商的認(rèn)同。這與微軟公司所倡導(dǎo)的注重精英和封閉式的模式完全不同。Sun 公司對(duì) Java 編程語(yǔ)言的解釋是：Java 編程語(yǔ)言是個(gè)簡(jiǎn)單、面向?qū)ο蟆⒎植际?、解釋性、健壯、安全與系統(tǒng)無關(guān)、可移植、高性能、多線程和動(dòng)態(tài)的語(yǔ)言。Java 平臺(tái)是基于 Java 語(yǔ)言的平臺(tái)。

用Java語(yǔ)言來編寫源代碼，把它編譯成Java Class文件，然后在Java VM中運(yùn)行class文件；當(dāng)編寫程序時(shí)，通過調(diào)用類(Java API)中的方法來訪問系統(tǒng)資源，而當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，它通過調(diào)用class文件中實(shí)現(xiàn)了Java API的方法也滿足程序的Java API調(diào)用。Java VM和Java API一起組成了一個(gè)“平臺(tái)“，所有Java程序都在其上編譯和運(yùn)行，因此，它們有時(shí)也被稱作Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境。Java VM的主要任務(wù)是裝載class文件并且執(zhí)行其中的字節(jié)碼。

Tomcat

Sun推出的JSP（Java Server Pages）是一種運(yùn)行于服務(wù)器端的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)開發(fā)技術(shù)，它基于Java技術(shù)。執(zhí)行JSP時(shí)需要在Web服務(wù)器上架設(shè)一個(gè)編譯JSP網(wǎng)頁(yè)的引擎。Tomcat服務(wù)器是Apache組織開發(fā)的一種JSP引擎同時(shí)支持Servlet，本身具有Web服務(wù)器的功能，可以作為獨(dú)立的Web服務(wù)器來使用。但是，在作為Web服務(wù)器方面，Tomcat處理靜態(tài)HTML頁(yè)面時(shí)不如Apache迅速，也沒有Apache健壯，所以我們一般將Tomcat與Apache配合使用，讓Apache對(duì)網(wǎng)站的靜態(tài)頁(yè)面請(qǐng)求提供服務(wù)，而Tomcat作為專用的JSP引擎，提供JSP解析，以得到更好的性能。并且Tomcat本身就是Apache的一個(gè)子項(xiàng)目，所以Tomcat對(duì)Apache提供了強(qiáng)有力的支持。對(duì)于大多數(shù)網(wǎng)站來說，Tomcat是一個(gè)很不錯(cuò)的選擇。

Tomcat 在嚴(yán)格意義上并不是一個(gè)真正的應(yīng)用服務(wù)器，它只是一個(gè)可以支持運(yùn)行Serlvet/JSP的Web容器，不過Tomcat也擴(kuò)展了一些應(yīng)用服務(wù)器的功能，如JNDI，數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，用戶事務(wù)處理等等。Tomcat 是一種具有JSP環(huán)境的Servlet容器。Servlet容器是代替用戶管理和調(diào)用 Servlet的運(yùn)行時(shí)外殼。那么什么是Servlet容器呢？

Servlet容器，負(fù)責(zé)處理客戶請(qǐng)求。當(dāng)客戶請(qǐng)求來到時(shí)，Servlet容器獲取請(qǐng)求，然后調(diào)用某個(gè)Servlet，并把Servlet的執(zhí)行結(jié)果返回給客戶。當(dāng)客戶請(qǐng)求某個(gè)資源時(shí)，Servlet容器使SERVLETREQUEST對(duì)象把客戶的請(qǐng)求信息封裝起來，然后調(diào)用JAVA Servlet API中定義的Servlet的一些生命周期方法，完成Servlet的執(zhí)行，接著把Servlet執(zhí)行的要返回給客戶的結(jié)果封裝到SERVLETRESPONSE對(duì)象中，最后SERVLET容器把客戶的請(qǐng)求發(fā)送給客戶，完成為客戶的一次服務(wù)過程。

Tomcat 體系結(jié)構(gòu)

Tomcat 體系結(jié)構(gòu)

Tomcat 支持Servlet 2.5和JSP 2.1的規(guī)范，它由一組嵌套的層次和組件組成，一般可分為以下四類：

• 頂級(jí)組件：位于配置層次的頂級(jí)，并且彼此間有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系（如，Server、Service）；

• 連接器：連接客戶端（可以是瀏覽器或Web服務(wù)器）請(qǐng)求至Servlet容器，

• 容器：包含一組其它組件，如Engine、Host、Content；

• 被嵌套的組件：位于一個(gè)容器當(dāng)中，但不能包含其它組件（如，Realm（用戶賬戶數(shù)據(jù)庫(kù)）、valve（基于用戶的認(rèn)證）、logger（記錄日志））；

頂級(jí)組件：

(1).服務(wù)器(server)：Tomcat的一個(gè)實(shí)例，通常一個(gè)JVM只能包含一個(gè)Tomcat實(shí)例；因此，一臺(tái)物理服務(wù)器上可以在啟動(dòng)多個(gè)JVM的情況下在每一個(gè)JVM中啟動(dòng)一個(gè)Tomcat實(shí)例，每個(gè)實(shí)例分屬于一個(gè)獨(dú)立的管理端口。這是一個(gè)頂級(jí)組件。

(2).服務(wù)(service)：一個(gè)服務(wù)組件通常包含一個(gè)引擎和與此引擎相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)連接器。給服務(wù)命名可以方便管理員在日志文件中識(shí)別不同服務(wù)產(chǎn)生的日志。一個(gè)server可以包含多個(gè)service組件，但通常情下只為一個(gè)service指派一個(gè)server。

連接器類組件：

連接器(connectors)：負(fù)責(zé)連接客戶端（可以是瀏覽器或Web服務(wù)器）請(qǐng)求至Servlet容器內(nèi)的Web應(yīng)用程序，通常指的是接收客戶發(fā)來請(qǐng)求的位置及服務(wù)器端分配的端口。默認(rèn)端口通常是HTTP協(xié)議的8080，管理員也可以根據(jù)自己的需要改變此端口。一個(gè)引擎可以配置多個(gè)連接器，但這些連接器必須使用不同的端口。默認(rèn)的連接器是基于HTTP/1.1的Coyote。同時(shí)，Tomcat也支持AJP、JServ和JK2連接器。

容器類組件：

(1).引擎(Engine)：引擎通是指處理請(qǐng)求的Servlet引擎組件，即Catalina Servlet引擎，它檢查每一個(gè)請(qǐng)求的HTTP首部信息以辨別此請(qǐng)求應(yīng)該發(fā)往哪個(gè)host或context，并將請(qǐng)求處理后的結(jié)果返回的相應(yīng)的客戶端。嚴(yán)格意義上來說，容器不必非得通過引擎來實(shí)現(xiàn)，它也可以是只是一個(gè)容器。如果Tomcat被配置成為獨(dú)立服務(wù)器，默認(rèn)引擎就是已經(jīng)定義好的引擎。而如果Tomcat被配置為Apache Web服務(wù)器的提供Servlet功能的后端，默認(rèn)引擎將被忽略，因?yàn)閃eb服務(wù)器自身就能確定將用戶請(qǐng)求發(fā)往何處。一個(gè)引擎可以包含多個(gè)host組件。

(2).主機(jī)(Host)：主機(jī)組件類似于Apache中的虛擬主機(jī)，但在Tomcat中只支持基于FQDN的“虛擬主機(jī)”。一個(gè)引擎至少要包含一個(gè)主機(jī)組件。

上下文(Context)

Context組件是最內(nèi)層次的組件，它表示W(wǎng)eb應(yīng)用程序本身。配置一個(gè)Context最主要的是指定Web應(yīng)用程序的根目錄，以便Servlet容器能夠?qū)⒂脩粽?qǐng)求發(fā)往正確的位置。Context組件也可包含自定義的錯(cuò)誤頁(yè)，以實(shí)現(xiàn)在用戶訪問發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)提供友好的提示信息。

被嵌套類(nested)組件

這類組件通常包含于容器類組件中以提供具有管理功能的服務(wù)，它們不能包含其它組件，但有些卻可以由不同層次的容器各自配置。

閥門(Valve)

用來攔截請(qǐng)求并在將其轉(zhuǎn)至目標(biāo)之前進(jìn)行某種處理操作，類似于Servlet規(guī)范中定義的過濾器。Valve可以定義在任何容器類的組件中。Valve常被用來記錄客戶端請(qǐng)求、客戶端IP地址和服務(wù)器等信息，這種處理技術(shù)通常被稱作請(qǐng)求轉(zhuǎn)儲(chǔ)(request dumping)。請(qǐng)求轉(zhuǎn)儲(chǔ)valve記錄請(qǐng)求客戶端請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中的HTTP首部信息和cookie信息文件中，響應(yīng)轉(zhuǎn)儲(chǔ)valve則記錄響應(yīng)數(shù)據(jù)包首部信息和cookie信息至文件中。

日志記錄器(Logger)

用于記錄組件內(nèi)部的狀態(tài)信息，可被用于除Context之外的任何容器中。日志記錄的功能可被繼承，因此，一個(gè)引擎級(jí)別的Logger將會(huì)記錄引擎內(nèi)部所有組件相關(guān)的信息，除非某內(nèi)部組件定義了自己的Logger組件。

領(lǐng)域(Realm)

用于用戶的認(rèn)證和授權(quán)；在配置一個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，管理員可以為每個(gè)資源或資源組定義角色及權(quán)限，而這些訪問控制功能的生效需要通過Realm來實(shí)現(xiàn)。Realm的認(rèn)證可以基于文本文件、數(shù)據(jù)庫(kù)表、LDAP服務(wù)等來實(shí)現(xiàn)。Realm的效用會(huì)遍及整個(gè)引擎或頂級(jí)容器，因此，一個(gè)容器內(nèi)的所有應(yīng)用程序?qū)⒐蚕碛脩糍Y源。同時(shí)，Realm可以被其所在組件的子組件繼承，也可以被子組件中定義的Realm所覆蓋。

引擎(Engine)

引擎是指處理請(qǐng)求的Servlet引擎組件，即Catalina Servlet引擎，它從HTTPconnector接收請(qǐng)求并響應(yīng)請(qǐng)求。它檢查每一個(gè)請(qǐng)求的HTTP首部信息以辨別此請(qǐng)求應(yīng)該發(fā)往哪個(gè)host或context，并將請(qǐng)求處理后的結(jié)果返回的相應(yīng)的客戶端。嚴(yán)格意義上來說，容器不必非得通過引擎來實(shí)現(xiàn)，它也可以是只是一個(gè)容器。如果Tomcat被配置成為獨(dú)立服務(wù)器，默認(rèn)引擎就是已經(jīng)定義好的引擎。而如果Tomcat被配置為Apache Web服務(wù)器的提供Servlet功能的后端，默認(rèn)引擎將被忽略，因?yàn)閃eb服務(wù)器自身就能確定將用戶請(qǐng)求發(fā)往何處。一個(gè)引擎可以包含多個(gè)host組件。

Tomcat連接器架構(gòu)：基于Apache做為Tomcat前端的架構(gòu)來講，Apache通過mod_jk、mod_jk2或mod_proxy模塊與后端的Tomcat進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。而對(duì)Tomcat來說，每個(gè)Web容器實(shí)例都有一個(gè)Java語(yǔ)言開發(fā)的連接器模塊組件，在Tomcat中，這個(gè)連接器是org.apache.catalina.Connector類。這個(gè)類的構(gòu)造器可以構(gòu)造兩種類別的連接器：HTTP/1.1負(fù)責(zé)響應(yīng)基于HTTP/HTTPS協(xié)議的請(qǐng)求，AJP/1.3負(fù)責(zé)響應(yīng)基于AJP的請(qǐng)求。但可以簡(jiǎn)單地通過在server.xml配置文件中實(shí)現(xiàn)連接器的創(chuàng)建，但創(chuàng)建時(shí)所使用的類根據(jù)系統(tǒng)是支持APR(Apache Portable Runtime)而有所不同。APR是附加在提供了通用和標(biāo)準(zhǔn)API的操作系統(tǒng)之上一個(gè)通訊層的本地庫(kù)的集合，它能夠?yàn)槭褂昧薃PR的應(yīng)用程序在與Apache通信時(shí)提供較好伸縮能力時(shí)帶去平衡效用。同時(shí)，需要說明的是，mod_jk2模塊目前已經(jīng)不再被支持了，mod_jk模塊目前還apache被支持，但其項(xiàng)目活躍度已經(jīng)大大降低。因此，目前更常用 的方式是使用mod_proxy模塊。

如果支持APR：

• HTTP/1.1：org.apache.cotote.http11.Http11AprProtocol

• AJP/1.3：org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol

如果不支持APR：

• HTTP/1.1: org.apache.coyote.http11.Http11Protocol

• AJP/1.3: org.apache.jk.server.JkCoyoteHandler

連接器協(xié)議：

Tomcat的Web服務(wù)器連接器支持兩種協(xié)議：AJP和HTTP，它們均定義了以二進(jìn)制格式在Web服務(wù)器和Tomcat之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并提供相應(yīng)的控制命令。

AJP(Apache JServ Protocol)協(xié)議：目前正在使用的AJP協(xié)議的版本是通過JK和JK2連接器提供支持的AJP13，它基于二進(jìn)制的格式在Web服務(wù)器和Tomcat之間傳輸數(shù)據(jù)，而此前的版本AJP10和AJP11則使用文本格式傳輸數(shù)據(jù)。

HTTP協(xié)議：誠(chéng)如其名稱所表示，其是使用HTTP或HTTPS協(xié)議在Web服務(wù)器和Tomcat之間建立通信，此時(shí)，Tomcat就是一個(gè)完全功能的HTTP服務(wù)器，它需要監(jiān)聽在某端口上以接收來自于商前服務(wù)器的請(qǐng)求。

Tomcat 工作模式

獨(dú)立的Servlet容器

Tomcat 的默認(rèn)工作模式，作為獨(dú)立的Servlet容器，是內(nèi)置在Web服務(wù)器中的一部分，是指使用基于JAVA的Web服務(wù)器的情形。其他兩種方式是TOMCAT與其他服務(wù)器集成的方式。

進(jìn)程內(nèi)的Servlet容器

Servlet容器作為Web服務(wù)器的插件和JAVA容器的實(shí)現(xiàn)。Web服務(wù)器的插件在內(nèi)部地址空間打開一個(gè)JVM（JAVA VIRTUAL MACHINE）使JAVA容器得以在內(nèi)部運(yùn)行。如有某個(gè)需要調(diào)用Servlet的請(qǐng)求，插件將取得對(duì)此請(qǐng)求的控制并將它傳遞（使用JNI）給JAVA容器。進(jìn)程內(nèi)的容器對(duì)于多線程、單進(jìn)程的服務(wù)器非常適合，并且提供了很好的運(yùn)行速度，只是伸縮性有所不足。

注，JNI是JAVA NATIVE INTERFACE的縮寫，是JAVA本地調(diào)用接口，通過JNI，JAVA程序可以和其他語(yǔ)言編寫的本地程序進(jìn)行通信。

進(jìn)程外的Servlet容器

Servlet容器運(yùn)行于Web服務(wù)器之外的地址空間，并且作為Web服務(wù)器的插件和JVM使用IPC（如TCP/IP）進(jìn)行通信。進(jìn)程外容器的反應(yīng)時(shí)間不如進(jìn)程內(nèi)的容器，但有較好的伸縮性、穩(wěn)定性等性能。

IPC INTERPROCESS COMMUNICATION（進(jìn)程間通信）的簡(jiǎn)寫，它是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信的一種技術(shù)。

Tomcat 的組織結(jié)構(gòu)

Tomcat是一個(gè)基于組件的服務(wù)器，它的構(gòu)成組件都是可配置的，其中最外層的給件是CATALINA SERVLET容器，其他的組件按照一定的格式要求配置在這個(gè)頂層容器中。Tomcat的各個(gè)組件是server.xml文件中配置的，Tomcat服務(wù)器默認(rèn)情況下對(duì)各種組件都有默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)，下面通過分析server.xml文件來理解Tomcat的各個(gè)組件是如何組織的。

Tomcat中真正處理客戶請(qǐng)求與生成響應(yīng)的三個(gè)組件是Engine 、Host、 Context。為了幫助大家更好的理解Tomcat的組織結(jié)構(gòu)，請(qǐng)看下圖：

Tomcat

總結(jié)

到這里，Tomcat服務(wù)器詳解就結(jié)束了，，不足之處還望大家多多包涵??！覺得收獲的話可以點(diǎn)個(gè)關(guān)注收藏轉(zhuǎn)發(fā)一波喔，謝謝大佬們支持。（吹一波，233~~）

下面和大家交流幾點(diǎn)編程的經(jīng)驗(yàn)：

1、多寫多敲代碼，好的代碼與扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)一定是實(shí)踐出來的

2丶 測(cè)試、測(cè)試再測(cè)試，如果你不徹底測(cè)試自己的代碼，那恐怕你開發(fā)的就不只是代碼，可能還會(huì)聲名狼藉。

3丶 簡(jiǎn)化算法，代碼如惡魔，在你完成編碼后，應(yīng)回頭并且優(yōu)化它。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這里或那里一些的改進(jìn)，會(huì)讓后來的支持人員更加輕松。

4、可以去騰訊課堂的圖靈學(xué)院學(xué)習(xí)一下java架構(gòu)實(shí)戰(zhàn)案例，還挺不錯(cuò)的。

最后，每一位讀到這里的網(wǎng)友，感謝你們能耐心地看完。希望在成為一名更優(yōu)秀的Java程序員的道路上，我們可以一起學(xué)習(xí)、一起進(jìn)步。

內(nèi)部交流群469717771 歡迎各位前來交流和分享， 驗(yàn)證：（009）必過！！