5、云原生 --- 企业级WEB应用服务器TOMCAT

Exquisite.

75人浏览 · 2026-02-06 16:16:06

Exquisite. · 2026-02-06 16:16:06 发布

一、WEB技术

1.1 HTTP协议和B/S 结构

操作系统有进程子系统，使用多进程就可以充分利用硬件资源。进程中可以多个线程，每一个线程可以被CPU调度执行，这样就可以让程序并行的执行。这样一台主机就可以作为一个服务器为多个客户端提供计算服务。
客户端和服务端往往处在不同的物理主机上，它们分属不同的进程，这些进程间需要通信。跨主机的进程间通信需要使用网络编程。最常见的网络编程接口是Socket。
Socket称为套接字，本意是插座。也就是说网络通讯需要两端，如果一端被动的接收另一端请求并提供计算和数据的称为服务器端，另一端往往只是发起计算或数据请求，称为客户端。
这种编程模式称为Client/Server编程模式，简称C/S编程。开发的程序也称为C/S程序。C/S编程往往使用传输层协（TCP/UDP），较为底层，比如：QQ，迅雷, 云音乐, 云盘, foxmail，xshell等
1990年HTTP协议和浏览器诞生。在应用层使用文本跨网络在不同进程间传输数据，最后在浏览器中将服务器端返回的HTML渲染出来。由此，诞生了网页开发。
网页是存储在WEB服务器端的文本文件，浏览器发起HTTP请求后，到达WEB服务程序后，服务程序根据 URL读取对应的HTML文件，并封装成HTTP响应报文返回给浏览器端。
起初网页开发主要指的是HTML、CSS等文件制作，目的就是显示文字或图片，通过超级链接跳转到另一个HTML并显示其内容。
后来，网景公司意识到让网页动起来很重要，傍着SUN的Java的名气发布了JavaScript语言，可以在浏览器中使用JS引擎执行的脚本语言，可以让网页元素动态变化，网页动起来了。
为了让网页动起来，微软使用ActiveX技术、SUN的Applet都可以在浏览器中执行代码，但都有安全性问题。能不能直接把内容直接在WEB服务器端组织成HTML，然后把HTML返回给浏览器渲染呢？最早出现了CGI（Common Gateway Interface）通用网关接口，通过浏览器中输入URL直接映射到一个服务器端的脚本程序执行，这个脚本可以查询数据库并返回结果给浏览器端。这种将用户请求使用程序动态生成的技术，称为动态网页技术。先后出现了ASP、PHP、JSP等技术，这些技术的使用不同语言编写的程序都运行在服务器端，所以称为WEB后端编程。有一部分程序员还是要编写HTML、CSS、JavaScript，这些代码运行在浏览器端，称为WEB前端编程。合起来称为Browser/Server编程，即B/S编程。

1.2 前端三大核心技术

1.2.1 HTML

HTML（HyperText Markup Language）超文本标记语言，它不同于一般的编程语言。超文本即超出纯文本的范畴，例如：描述文本颜色、大小、字体等信息，或使用图片、音频、视频等非文本内容。HTML由一个个的标签（标记）组成，这些标签各司其职，有的提供网页信息，有的负责文字，有的负责图片，有的负责网页布局，所以一个HTML文件，是由格式标签和数据组成。

1.2.2 CSS（Cascading Style Sheets）层叠样式表

HTML本身为了格式化显示文本，但是当网页呈现大家面前的时候，需求HTML提供更多样式能力。这使得HTML变得越来越臃肿。这促使了CSS的诞生。
1994年，W3C成立，CSS设计小组所有成员加入W3C，并努力研发CSS的标准，微软最终加入。
1996年12月发布CSS 1.0。
1998年5月发布CSS 2.0
CSS 3采用了模块化思想，每个模块都在CSS 2基础上分别增强功能。所以，这些模块是陆续发布的。
不同厂家的浏览器使用的引擎，对CSS的支持不一样，导致网页布局、样式在不同浏览器不一样。因此，想要保证不同用户使用不同浏览器看到的网页效果一直非常困难。

1.2.3 JavaScript

Javascript 简称JS，是一种动态的弱类型脚本解释性语言，和HTML、CSS并称三大WEB核心技术，得到了几乎主流浏览器支持。
1994年，网景Netscape公司成立并发布了Netscape Navigator浏览器，占据了很大的市场份额，网景意识到WEB需要动态，需要一种技术来实现。
1995年9月网景浏览器2发布测试版本发布了LiveScript，随即在12月的测试版就更名为JavaScript。同时期，微软推出IE并支持JScript、VBScript，与之抗衡。
1997年，网景、微软、SUN、Borland公司和其他组织在ECMA（European Computer Manufacturers Association 欧洲计算机制造商协会）确定了ECMAScript的本程序设计语言的标准。JavaScript和JScript 都成为ECMAScript标准的实现。
2008年后随着chrome浏览器的V8引擎发布。
V8 JS引擎不是解释执行，而是本地编译，在V8引擎做了很多优化，JS程序在其上运行堪比本地二进制程序。V8引擎使用C++开发，可以嵌入到任何C++程序中。基于V8引擎，2009年基于服务器javascript的运行环境Node.js诞生，创建了第一版npm (Node.js包管理器和开源库生态系统), 提供了大量的库供程序员使用。从此，便可以在服务器端真正大规模使用JavaScript编程了。也就是说 JavaScript 也可以真正称为服务器端编程语言了，成为目前唯一的前，后端通用的语言。

同步

交互式网页，用户提交了请求，就是想看到查询的结果。服务器响应到来后是一个全新的页面内容，哪怕URL不变，整个网页都需要重新渲染。例如，用户填写注册信息，只是2次密码不一致，提交后，整个注册页面重新刷新，所有填写项目重新填写(当然有办法让用户减少重填)。这种交互非常不友好。从代价的角度看，就是为了注册的一点点信息，结果返回了整个网页内容，不但浪费了网络带宽，还需要浏览器重新渲染网页，太浪费资源了，影响了用户体验和感受。上面这些请求的过程，就是同步过程，用户发起请求，页面整个刷新，直到服务器端响应的数据到来并重新渲染。

异步

1996年微软实现了iframe标签，可以在一个网页使用iframe标签局部异步加载内容。

1999年微软推出异步数据传输的ActiveX插件技术，太笨重了，但是也火了很多年。有一个组件 XMLHttpRequest被大多数浏览器支持。

传统的网页如果需要更新内容，必需重载整个网页面。Ajax的出现，改变这一切，同时极大的促进了 Javascript的发展。Ajax即"Asynchronous Javascript And XML"（异步 JavaScript 和 XML），是指一种创建交互式、快速动态网页应用的网页开发技术，最早起源于1998年微软的Outlook Web Access开发团队。Ajax 通过在后台与服务器进行少量数据交换，可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。Javascript 通过调用浏览器内置的WEB API中的 XMLHttpRequest 对象实现Ajax 技术。早期Ajax结合数据格式XML，目前更多的使用JSON。利用AJAX可实现前后端开发的彻底分离，改变了传统的开发模式。

AJAX是一种技术的组合，技术的重新发现，而不是发明，但是它深远的影响了整个WEB开发。

二、WEB框架

2.1 web资源和访问

从静态服务器请求HTML、CSS、JS等文件发送到浏览器端，浏览器端接收后渲染在浏览器上从图片服务器请求图片资源显示

从业务服务器访问动态内容，动态内容是请求后有后台服务访问数据库后得到的，最终返回到浏览器端

手机 App 访问

内置了HTML和JS文件，不需要从静态WEB服务器下载 JS 或 HTML。为的就是减少文件的发送，现代前端开发使用的JS文件太多或太大了

有必要就从图片服务器请求图片，从业务服务器请求动态数据

客户需求多样，更多的内容还是需要由业务服务器提供，业务服务器往往都是由一组服务器组成。

三、 tomcat的功能介绍

Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和

并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，Tomcat 具有处理HTML页面的功能，它还是一个Servlet和

JSP容器

起始于SUN 公司的一个Servlet的参考实现项目 Java Web Server，开发者是 James Duncan Davidson，在1999年，将项目贡献给了apache软件基金会（ASF），和ASF现有的项目 JServ 合并，并开源成为顶级项目

Tomcat 仅仅实现了Java EE规范中与Servlet、JSP相关的类库，是JavaEE不完整实现。

1999年发布初始版本是Tomcat 3.0，实现了Servlet 2.2 和 JSP 1.1规范。

Tomcat 4.x发布时，内建了Catalina（Servlet容器）和 Jasper（JSP engine）等

当前 Tomcat 的正式版本已经更新到 9.0.x 版本，但当前企业中主流版本为 8.x 和 7.x

官网: http://tomcat.apache.org/
官网文档: https://tomcat.apache.org/tomcat-8.5-doc/index.html 帮助文档:
https://cwiki.apache.org/confluence/display/tomcat/
https://cwiki.apache.org/confluence/display/tomcat/FAQ

四、Tomcat安装与部署

1.下载安装包

[root@RS1 ~]# wget https://dlcdn.apache.org/tomcat/tomcat-9/v9.0.115/bin/apache-tomcat-9.0.115.tar.gz

2.部署tomcat

[root@RS1 local]# yum install java-1.8.0-openjdk.x86_64 -y
[root@RS1 ~]# tar zxf apache-tomcat-9.0.115.tar.gz  -C /usr/local
[root@RS1 ~]# cd /usr/local/
[root@RS1 local]# ls
bin  etc  games  include  lib  lib64  libexec  sbin  share  src  tomcat-9.0-doc
[root@RS1 local]# mv apache-tomcat-9.0.115/ tomcat
[root@RS1 local]# cd tomcat/
[root@RS1 tomcat]# ls
bin           conf             lib      logs    README.md      RUNNING.txt  webapps
BUILDING.txt  CONTRIBUTING.md  LICENSE  NOTICE  RELEASE-NOTES  temp         work


[root@RS1 bin]# cd bin/
[root@RS1 bin]# ./startup.sh
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Using CATALINA_OPTS:
Tomcat started.
[root@RS1 bin]# netstat -antlupe | grep 8080
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      0          139291     10372/java

3.制作tomcat的启动脚本

[root@RS1 bin]# cd /usr/local/tomcat/bin/
[root@RS1 bin]# vim /usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
JAVA_HOME=/etc/alternatives/jre
[root@RS1 bin]# vim /lib/systemd/system/tomcat.service
[Unit]
Description=Tomcat
#After=syslog.target network.target remote-fs.target nss-lookup.target
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
EnvironmentFile=/usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
PrivateTmp=true
User=tomcat
Group=tomcat

[Install]
WantedBy=multi-user.target

[root@RS1 bin]# useradd  -s /sbin/nologin -M tomcat

[root@RS1 bin]# chown  tomcat.tomcat /usr/local/tomcat/ -R
[root@RS1 bin]# systemctl daemon-reload
[root@RS1 bin]# systemctl enable --now tomcat
[root@RS1 bin]# netstat -antlupe | grep java
tcp6       0      0 127.0.0.1:8005          :::*                    LISTEN      1000       139979     10682/java
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      1000       140563     10682/java

五、Nginx与tomcat的整合

1.单体架构

[root@Nginx conf.d]# cd /usr/local/nginx/conf/conf.d/
[root@Nginx conf.d]# vim vhosts.conf
server {
    listen 80;
    server_name app.timinglee.org;
    location ~* \.jsp$ {
        proxy_pass http://172.25.254.10:8080;
    }
}

[root@RS1 ~]# cp test.jsp  /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/
[root@RS1 ~]# scp test.jsp  root@172.25.254.20:/usr/local/tomcat/webapps/ROOT/

[root@Nginx conf.d]# nginx  -s reload


#在windows中设定app.timinglee.org的解析
#在浏览器中访问 app.timinglee.org/test.jsp

2.tomcat负载均衡

[root@Nginx conf.d]# vim vhosts.conf
upstream tomcat {
    hash $cookie_JSESSIONID;
    server 172.25.254.10:8080;
    server 172.25.254.20:8080;
}
server {
    listen  80;
    server_name app.timinglee.org;
    location ~* \.jsp$ {
        proxy_pass http://tomcat;
    }
}
[root@Nginx conf.d]# nginx  -s reload

#在windows浏览器中访问 app.timinglee.org/test.jsp;
#在windows的另外一个浏览器中访问 app.timinglee.org/test.jsp;

六、tomcat+memcache实现session会话零丢失

1.tomcat加载模块

[root@RS1 ~]# unzip jar.zip
[root@RS1 ~]# cd jar/
[root@RS1 jar]# cp * /usr/local/tomcat/
[root@RS1 jar]# scp * root@172.25.254.20:/usr/local/tomcat/lib/

2.安装memcache

[root@RS1 jar]# dnf install memcached
[root@RS2 ~]# dnf install memcached -y

[root@RS1 ~]# vim /etc/sysconfig/memcached
[root@RS2 ~]# vim /etc/sysconfig/memcached

PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="-l 0.0.0.0,::1"

[root@RS1+2 ~]# netstat -antluple | grep memcached
tcp        0      0 0.0.0.0:11211           0.0.0.0:*               LISTEN      988        142615     35756/memcached
tcp6       0      0 ::1:11211               :::*                    LISTEN      988        142616     35756/memcached

3.配置tomcat

[root@RS1 ]#  vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml

<Context>

    <!-- Default set of monitored resources. If one of these changes, the    -->
    <!-- web application will be reloaded.                                   -->
    <WatchedResource>WEB-INF/web.xml</WatchedResource>
    <WatchedResource>WEB-INF/tomcat-web.xml</WatchedResource>
    <WatchedResource>${catalina.base}/conf/web.xml</WatchedResource>

    <!-- Uncomment this to disable session persistence across Tomcat restarts -->
    <!--
    <Manager pathname="" />
    -->
   <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
    memcachedNodes="n1:172.25.254.10:11211,n2:172.25.254.20:11211"
    failoverNodes="n1"
    requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
    transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
    />

</Context>

[root@RS2 ]#  vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml

<Context>

    <!-- Default set of monitored resources. If one of these changes, the    -->
    <!-- web application will be reloaded.                                   -->
    <WatchedResource>WEB-INF/web.xml</WatchedResource>
    <WatchedResource>WEB-INF/tomcat-web.xml</WatchedResource>
    <WatchedResource>${catalina.base}/conf/web.xml</WatchedResource>

    <!-- Uncomment this to disable session persistence across Tomcat restarts -->
    <!--
    <Manager pathname="" />
    -->
   <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
    memcachedNodes="n1:172.25.254.10:11211,n2:172.25.254.20:11211"
    failoverNodes="n2"
    requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
    transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
    />

</Context>
[root@RS1 ~]#  systemctl restart tomcat.service
[root@RS2 ~]#  systemctl restart tomcat.service

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