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Java-45 深入浅出 Tomcat 核心架构与处理流程全解析Coyote IO模型与协议

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浏览器访问流程

HTTP请求的处理流程如下:
在这里插入图片描述

注意:浏览器访问服务器使用的是HTTP协议,HTTP是应用层的协议,用于定义数据通信的格式,具体的数据传输使用的是TCP/IP协议。

  • 用户输入 URL:用户在浏览器地址栏输入例如 https://www.example.com。
  • URL 解析:浏览器将 URL 分解为,协议:https,主机名(域名):www.example.com,路径:/(默认首页),端口:默认 443(HTTPS)或 80(HTTP)
  • DNS 解析(域名解析):浏览器向本地 DNS 服务器查询 www.example.com 的 IP 地址,查找缓存(浏览器缓存、操作系统缓存、路由器、ISP DNS 等),找不到就迭代查询根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器,最终返回一个 IP 地址,例如 93.184.216.34
  • 建立 TCP 连接(三次握手):浏览器通过本地网络与目标服务器建立 TCP 连接(如果是 HTTPS,还有 TLS 协议协商),客户端:发送 SYN 报文,服务器:回应 SYN-ACK,客户端:发送 ACK,连接建立成功
  • (HTTPS专属)进行 TLS 握手:如果是 HTTPS,继续进行加密握手,协商加密算法,交换证书,验证服务器合法性,生成对称加密密钥,建立加密通信通道
  • 浏览器发送 HTTP 请求
  • 服务器处理请求服务器接收到请求后,查找对应资源(静态文件或动态处理),执行逻辑(如调用后端程序、查询数据库等),返回 HTTP 响应报文
  • 服务器响应 HTTP 报文
  • 浏览器渲染页面浏览器接收到 HTML 后,开始渲染流程:,构建 DOM 树(HTML 结构),构建 CSSOM 树(CSS 规则),构建 Render Tree,布局(Layout):计算元素大小和位置,绘制(Paint):像素填充,合成与显示(Composite)。如果页面中还有 CSS、JS、图片等资源:浏览器会并发发起多个 后续 HTTP 请求,重复上面的步骤,按需执行 JS、应用样式、处理事件等
输入 URL↓
DNS解析 → 获取IP↓
建立TCP连接(三次握手)↓
若HTTPS → TLS握手↓
发送HTTP请求↓
服务器处理并返回响应↓
浏览器渲染内容↓
继续发起资源请求 + 执行JS + 渲染页面

整体架构

大致流程

Tomcat 是一个 HTTP 服务器,我们使用浏览器向某一个网站发起请求,发出HTTP请求,那么在远程,HTTP服务器接收到这个请求之后,会调用具体的程序(Java类)进程处理,往往不同的请求由不同的Java进行处理。
在这里插入图片描述
Tomcat的内部图如下所示:
在这里插入图片描述
HTTP服务器接收到请求之后把请求交给 Servlet 容器来处理,Servlet容器通过Servlet接口调用业务的类,Servlet接口和Servlet容器这一整套内容叫做Servlet规范。

注意:Tomcat既按照Servlet规范的要求去实现了Servlet容器,同时它也具有HTTP服务器的功能。

容器处理流程

当用户访问某个URL资源时:
● 1 HTTP服务器会把请求信息使用ServletRequest对象封装起来
● 2 进一步去调用Servlet容器中某个具体的Servlet
● 在2中,Servle容器拿到请求之后,根据URL和Servlet的映射关系,找到相应的Servlet
● 如果Servlet还没有被加载,就用反射机制创建这个Servlet,并调用Servlet的init方法来完成对象的初始化
● 接着调用这个具体的Servlet的service方法来处理请求,请求处理结果使用ServletResponse对象封装
● 把ServletResponse 对象返回给HTTP服务器,HTTP服务器会把响应发送给客户端

在这里插入图片描述

总体架构

通过上面的讲解,我们发现Tomcat有两个非常重要的功能需要完成:
● 和客户端浏览器进行交互,通过Socket通信,将字节流和Request/Response等对象进行转换
● Servlet容器处理业务逻辑

在这里插入图片描述
Tomcat设计了两个核心组件:
● 连接器(Connector):负责对外交流,处理Socket连接,负责网络字节流与Request、Response对象的转化
● 容器(Container):加载和管理Servlet,以及具体处理Request请求

连接器组件 Coyote

Coyote 是 Tomcat 中连接器的组件名称,是对外的接口,客户端通过 Coyote 与服务器建立连接、发送请求并接受响应。
● Coyote 封装了底层的网络通信(Socket请求及响应处理)
● Coyote 使 Catalina 容器(容器组件)与具体的请求协议及IO操作方式完全解耦
● Coyote 将 Socket 输入转换封装为 Request 对象,进一步封装后交由 Catalina 容器进行处理,处理请求完成后,Catalina 通过 Coyote 提供的 Response 对象将结果写入输出流
● Coyote 负责的是具体协议(应用层)和 IO(传输层)相关内容

在这里插入图片描述

Coyote 支持 IO 模型与协议

在这里插入图片描述
在 8.0 之前,Tomcat默认采用的是 I/O方式 BIO,之后改为 NIO。
无论是 NIO、NIO2、APR,在性能方面优于以往的 BIO。
如果采用 APR,甚至可以达到 Apache HTTP Server 的性能性能。

http://www.xdnf.cn/news/14081.html

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