Tomcat應該都不陌生，我們經常會把寫好的代碼打包放在Tomcat里并啟動，然后在瀏覽器里就能愉快的調用我們寫的代碼來實現相應的功能了，那么Tomcat是如何工作的？

一、Tomcat工作原理

我們啟動Tomcat時雙擊的startup.bat文件的主要作用是找到catalina.bat，并且把參數傳遞給它，而catalina.bat中有這樣一段話：

Bootstrap.class是整個Tomcat 的入口，我們在Tomcat源碼里找到這個類，其中就有我們經常使用的main方法：

這個類有兩個作用 ：

• 初始化一個守護進程變量、加載類和相應參數；

• 解析命令，并執行。

源碼不過多贅述，我們在這里只需要把握整體架構，有興趣的同學可以自己研究下源碼。Tomcat的server.xml配置文件中可以對應構架圖中位置，多層的表示可以配置多個：

即一個由 Server->Service->Engine->Host->Context 組成的結構，從里層向外層分別是：

Server：服務器Tomcat的頂級元素，它包含了所有東西。

Service：一組 Engine(引擎) 的集合，包括線程池 Executor 和連接器 Connector 的定義。

Engine(引擎)：一個 Engine代表一個完整的 Servlet引擎，它接收來自Connector的請求，并決定傳給哪個Host來處理。

Container(容器)：Host、Context、Engine和Wraper都繼承自Container接口，它們都是容器。

Connector(連接器)：將Service和Container連接起來，注冊到一個Service，把來自客戶端的請求轉發到Container。

Host：即虛擬主機，所謂的”一個虛擬主機”可簡單理解為”一個網站”。

Context(上下文 )： 即 Web 應用程序，一個 Context 即對于一個 Web 應用程序。

Context容器直接管理Servlet的運行，Servlet會被其給包裝成一個StandardWrapper類去運行。Wrapper負責管理一個Servlet的裝載、初始化、執行以及資源回收，它是最底層容器。

比如現在有以下網址，根據“/”切割的鏈接就會定位到具體的處理邏輯上，且每個容器都有過濾功能。

二、Tomcat實現思路

下面只是簡單實現效果，當瀏覽器訪問對應地址時：

實現以上效果整體思路如下：

1.ServerSocket占用8080端口，用while（true）循環等待用戶發請求。

2.拿到瀏覽器的請求，解析并返回URL地址，用I/O輸入流讀取本地磁盤上相應文件。

3.讀取文件，不存在構建響應報文頭、HTML正文內容，存在則寫到瀏覽器端。

三、實現Tomcat

工程文件結構和pom.xml文件：

1.HttpServer核心處理類，用于接受用戶請求，傳遞HTTP請求頭信息，關閉容器：

public class HttpServer {// 用于判斷是否需要關閉容器private boolean shutdown = false;public void acceptWait() {ServerSocket serverSocket = null;try {//端口號，最大鏈接數，ip地址serverSocket = new ServerSocket(8080, 1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));}catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.exit(1); }// 等待用戶發請求while (!shutdown) {try {Socket socket = serverSocket.accept();InputStream is = socket.getInputStream();OutputStream os = socket.getOutputStream();// 接受請求參數Request request = new Request(is);request.parse();// 創建用于返回瀏覽器的對象Response response = new Response(os);response.setRequest(request);response.sendStaticResource();//關閉一次請求的socket,因為http請求就是采用短連接的方式socket.close();//如果請求地址是/shutdown 則關閉容器if(null != request){shutdown = request.getUrL().equals("/shutdown");}}catch (Exception e) {e.printStackTrace();continue;}}}public static void main(String[] args) {HttpServer server = new HttpServer();server.acceptWait();} }

2.創建Request類，獲取HTTP的請求頭所有信息并截取URL地址返回：

public class Request {private InputStream is;private String url;public Request(InputStream input) {this.is = input;}public void parse() {//從socket中讀取一個2048長度字符StringBuffer request = new StringBuffer(Response.BUFFER_SIZE);int i;byte[] buffer = new byte[Response.BUFFER_SIZE];try {i = is.read(buffer);}catch (IOException e) {e.printStackTrace();i = -1;}for (int j=0; j<i; j++) {request.append((char) buffer[j]);}//打印讀取的socket中的內容System.out.print(request.toString());url = parseUrL(request.toString());}private String parseUrL(String requestString) {int index1, index2;index1 = requestString.indexOf(' ');//看socket獲取請求頭是否有值if (index1 != -1) {index2 = requestString.indexOf(' ', index1 + 1);if (index2 > index1)return requestString.substring(index1 + 1, index2);}return null;}public String getUrL() {return url;} }

3.創建Response類，響應請求讀取文件并寫回到瀏覽器

public class Response {public static final int BUFFER_SIZE = 2048;//瀏覽器訪問D盤的文件private static final String WEB_ROOT ="D:";private Request request;private OutputStream output;public Response(OutputStream output) {this.output = output;}public void setRequest(Request request) {this.request = request;}public void sendStaticResource() throws IOException {byte[] bytes = new byte[BUFFER_SIZE];FileInputStream fis = null;try {//拼接本地目錄和瀏覽器端口號后面的目錄File file = new File(WEB_ROOT, request.getUrL());//如果文件存在，且不是個目錄if (file.exists() && !file.isDirectory()) {fis = new FileInputStream(file);int ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);while (ch!=-1) {output.write(bytes, 0, ch);ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);}}else {//文件不存在，返回給瀏覽器響應提示,這里可以拼接HTML任何元素String retMessage = "<h1>"+file.getName()+" file or directory not exists</h1>";String returnMessage ="HTTP/1.1 404 File Not Found\r\n" +"Content-Type: text/html\r\n" +"Content-Length: "+retMessage.length()+"\r\n" +"\r\n" +retMessage;output.write(returnMessage.getBytes());}}catch (Exception e) {System.out.println(e.toString() );}finally {if (fis!=null)fis.close();}} }

四、擴展點

1.在WEB_INF文件夾下讀取web.xml解析，通過請求名找到對應的類名，通過類名創建對象，用反射來初始化配置信息，如welcome頁面，Servlet、servlet-mapping，filter，listener，啟動加載級別等。

2.抽象Servlet類來轉碼處理請求和響應的業務。發過來的請求會有很多，也就意味著我們應該會有很多的Servlet，例如：RegisterServlet、LoginServlet等等還有很多其他的訪問。可以用到類似于工廠模式的方法處理，隨時產生很多的Servlet，來滿足不同的功能性的請求。

3.使用多線程。本文的代碼是死循環，且只能有一個鏈接，而現實中的情況是往往會有很多很多的客戶端發請求，可以把每個瀏覽器的通信封裝到一個線程當中。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Tomcat工作原理及简单模拟实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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