Tomcat介紹

Tomcat是一個免費(fèi)的、開放源代碼的Web應(yīng)用服務(wù)器，是Apache軟件基金會項目中的一個核心項目。它由Apache、Sun和其他一些公司及個人共同開發(fā)而成，深受Java愛好者的喜愛，是一款比較流行的Web應(yīng)用服務(wù)器。

Tomcat由一系列的組件構(gòu)成，其中核心的組件有三個：

1. web容器：完成web服務(wù)器的功能。
2. servlet容器：名字為catalina，用于處理Servlet代碼。
3. jsp容器：用于將jsp動態(tài) 網(wǎng)頁翻譯成Servlet代碼。

因此，Tomcat是web應(yīng)用服務(wù)器，也是一個Servlet/JSP容器。作為Servlet容器，Tomcat負(fù)責(zé)處理客戶請求，把請求傳送給Servlet，并將Servlet的響應(yīng)傳送回給客戶。在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問用戶不是很多的場合下，Tomcat被普遍使用，是開發(fā)和調(diào)試JSP程序的首選。

Tomcat支持的協(xié)議

Tomcat支持的協(xié)議很多，主要包括如下的協(xié)議

• HTTP/1.1 ： Tomcat對HTTP/1.1的支持體現(xiàn)在持久連接、請求和響應(yīng)的處理、虛擬主機(jī)支持、請求的路由和處理、錯誤處理和日志記錄以及兼容性和向后兼容性等方面。這些功能使得Tomcat能夠作為一款可靠的Web服務(wù)器，為使用HTTP/1.1協(xié)議的應(yīng)用提供良好的支持。
• HTTP/2.0 ：Tomcat從8.5版本開始支持HTTP/2.0協(xié)議。HTTP/2.0協(xié)議在傳輸方面進(jìn)行了重要改進(jìn)，包括采用二進(jìn)制格式傳輸數(shù)據(jù)而非HTTP/1.1的文本格式，支持服務(wù)器推送等。Tomcat對HTTP/2.0的支持主要通過移除SPDY/2的相關(guān)功能實現(xiàn)，因為HTTP/2.0與SPDY雖然有所不同，但兩者之間存在一些相似之處。在HTTP/2.0中，一個基本的協(xié)議單元是幀，這與TCP中的數(shù)據(jù)包概念相似。
• AJP ：在Tomcat中，AJP協(xié)議主要用于連接Apache HTTP服務(wù)器和其他反向代理服務(wù)器，實現(xiàn)Web服務(wù)器和Servlet容器之間的通信。通過AJP連接器（AJP Connector），Tomcat可以與支持AJP協(xié)議的Web服務(wù)器進(jìn)行集成，提供更好的性能和擴(kuò)展性

Tomcat的優(yōu)缺點

• Tomcat的優(yōu)點主要包括：

1. 輕量級和易部署：Tomcat是一個輕量級的服務(wù)器，具有較小的體積和簡單的配置，使得它易于部署和管理。
2. 開放源代碼：Tomcat是開源的，這意味著用戶可以免費(fèi)獲取和使用它，并根據(jù)需要對其進(jìn)行修改。
3. 穩(wěn)定性好：Tomcat經(jīng)過長時間的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)證明了其穩(wěn)定性和可靠性。
4. 支持Servlet和JSP：Tomcat是一個符合Java Servlet和JavaServer Pages技術(shù)規(guī)范的實現(xiàn)，可以運(yùn)行基于Servlet和JSP的Web應(yīng)用程序。
5. 支持多種應(yīng)用：Tomcat不僅可以作為Web服務(wù)器運(yùn)行，還可以作為獨立的應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行，支持多種應(yīng)用和框架。

• Tomcat也有一些缺點：

1. 內(nèi)存占用較大：相較于一些其他的Web服務(wù)器，Tomcat的內(nèi)存占用較大，可能會影響性能。
2. 線程數(shù)限制：Tomcat默認(rèn)的線程數(shù)是有限制的，這可能會影響到并發(fā)訪問的性能。
3. 安全性：雖然Tomcat已經(jīng)進(jìn)行了安全配置，但用戶仍需要采取額外的安全措施來保護(hù)自己的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。
4. 更新和維護(hù)：由于Tomcat是開源的，因此需要用戶自行負(fù)責(zé)更新和維護(hù)。

Netty介紹

Netty是由JBOSS提供的一個java開源框架，現(xiàn)為Github上的獨立項目。Netty提供異步的、事件驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架和工具，用以快速開發(fā)高性能、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端程序。

具體來說，Netty是一個基于NIO的客戶、服務(wù)器端的編程框架，使用Netty可以確保快速和簡單的開發(fā)出一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，例如實現(xiàn)了某種協(xié)議的客戶、服務(wù)端應(yīng)用。Netty相當(dāng)于簡化和流線化了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的編程開發(fā)過程，例如：基于TCP和UDP的socket服務(wù)開發(fā)。 “快速”和“簡單”并不用產(chǎn)生維護(hù)性或性能上的問題。Netty是一個吸收了多種協(xié)議（包括FTP、SMTP、HTTP等各種二進(jìn)制文本協(xié)議）的實現(xiàn)經(jīng)驗，并經(jīng)過相當(dāng)精心設(shè)計的項目。最終，Netty成功的找到了一種方式，在保證易于開發(fā)的同時還保證了其應(yīng)用的性能，穩(wěn)定性和伸縮性。

此外，Netty整合了網(wǎng)絡(luò)編程、多線程處理和并發(fā)等多個領(lǐng)域，極大地簡化了網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的流程。 Netty本質(zhì)是一個NIO框架，適用于服務(wù)器通訊相關(guān)的多種應(yīng)用場景，它能夠快速和輕松地開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，如協(xié)議服務(wù)器和客戶端。它極大地簡化了TCP和UDP套接字服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)編程。

Netty支持的協(xié)議

Netty支持多種協(xié)議，包括但不限于：

1. TCP/UDP：Netty提供了基于NIO的TCP和UDP編程框架，可以用來構(gòu)建高性能、高可用性的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
2. HTTP/HTTPS：Netty提供了HTTP/HTTPS編程框架，可以用來開發(fā)Web服務(wù)器和客戶端。
3. WebSocket：Netty提供了WebSocket編程框架，可以用來實現(xiàn)雙向通信應(yīng)用程序，如聊天室等。
4. SPDY/HTTP2：Netty提供了SPDY和HTTP2編程框架，可以用來實現(xiàn)高效的Web應(yīng)用程序。
5. MQTT/CoAP：Netty提供了MQTT和CoAP編程框架，可以用來構(gòu)建IoT應(yīng)用程序。

此外，Netty還支持各種二進(jìn)制和文本協(xié)議，如FTP、SMTP等。這些協(xié)議都是通過Netty的ChannelHandler來處理的，用戶只需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求實現(xiàn)對應(yīng)的ChannelHandler即可。

Netty的優(yōu)點和缺點

• Netty的優(yōu)點主要包括：

1. API使用簡單，開發(fā)門檻低。
2. 功能強(qiáng)大，預(yù)置了多種編解碼功能，支持多種主流協(xié)議。
3. 定制能力強(qiáng)，可以通過ChannelHandler對通信框架進(jìn)行靈活地擴(kuò)展。
4. 性能高，通過與其他業(yè)界主流的NIO框架對比，Netty的綜合性能最優(yōu)。
5. 成熟、穩(wěn)定，Netty修復(fù)了已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的所有JDK NIO BUG，業(yè)務(wù)開發(fā)人員不需要再為NIO的BUG而煩惱。
6. 社區(qū)活躍，版本迭代周期短，發(fā)現(xiàn)的BUG可以被及時修復(fù)，同時，更多的新功能會加入。
7. 經(jīng)歷了大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用考驗，質(zhì)量得到驗證。 在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)游戲、企業(yè)應(yīng)用、電信軟件等眾多行業(yè)得到成功商用，證明了它已經(jīng)完全能夠滿足不同行業(yè)的商業(yè)應(yīng)用了。

Tomcat和Netty的區(qū)別

Tomcat和Netty在以下方面存在一些區(qū)別：

1. 作用：Tomcat是Servlet容器，可以視為Web服務(wù)器，而Netty是異步事件驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架和工具，用于簡化網(wǎng)絡(luò)編程，例如TCP和UDP套接字服務(wù)器。
2. 協(xié)議：Tomcat是基于HTTP協(xié)議的Web服務(wù)器，而Netty能通過編程自定義各種協(xié)議，因為Netty本身自己能編碼/解碼字節(jié)流，所有Netty可以實現(xiàn)HTTP服務(wù)器、FTP服務(wù)器、UDP服務(wù)器、RPC服務(wù)器、WebSocket服務(wù)器、Redis的Proxy服務(wù)器、MySQL的Proxy服務(wù)器等等。
3. 性能：雖然Tomcat和Netty在某些方面都有較好的性能，但Netty的性能更高。Tomcat從6.x開始就支持了nio模式，并且后續(xù)還有arp模式——一種通過jni調(diào)用apache網(wǎng)絡(luò)庫的模式，相比于舊的bio模式，并發(fā)性能得到了很大提高。而Netty是否比Tomcat性能更高，則要取決于Netty程序作者的技術(shù)實力。

Tomcat和Netty在作用、協(xié)議和性能方面存在一些區(qū)別。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的工具。

選擇Tomcat還是Netty，主要取決于具體需求。

如果需求是構(gòu)建高性能、高并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，并且需要實現(xiàn)自定義協(xié)議，那么Netty可能更適合。因為Netty的異步、事件驅(qū)動的設(shè)計模式能更好地應(yīng)對高并發(fā)場景，并且它支持自定義協(xié)議，提供了更為靈活的網(wǎng)絡(luò)編程框架。

然而，如果主要需求是構(gòu)建Web應(yīng)用服務(wù)器，并且基于HTTP協(xié)議的應(yīng)用較多，那么Tomcat可能更簡單易用。Tomcat一度是web容器的標(biāo)準(zhǔn)，并且對HTTP層的支持更為完善。

Tomcat和Netty的應(yīng)用場

Tomcat和Netty的應(yīng)用場景存在一定差異。

Tomcat主要應(yīng)用于傳統(tǒng)的Web應(yīng)用程序，如電子商務(wù)網(wǎng)站、博客等。它是一個開源的Web服務(wù)器，提供了一個容器來運(yùn)行Java Web應(yīng)用程序，并處理HTTP請求和響應(yīng)。Tomcat的設(shè)計目標(biāo)是提供一種簡單、易用、可靠的方式來開發(fā)和部署Java Web應(yīng)用程序。

而Netty則更適用于需要處理大量并發(fā)連接和高吞吐量的場景，如實時通信、游戲服務(wù)器等。Netty是一個基于事件驅(qū)動的異步網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架，它提供了高性能、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)編程能力。其設(shè)計目標(biāo)是提供一種簡單、高效、可靠的方式來開發(fā)可維護(hù)的高性能服務(wù)器和客戶端。

Tomcat和Netty在相同的服務(wù)器配置下，Netty的并發(fā)支持能力通常更高。

Tomcat默認(rèn)的最大并發(fā)數(shù)是150，可以通過配置來提高，但受限于線程數(shù)。而Netty基于NIO（非阻塞IO）設(shè)計，能夠處理更多的并發(fā)連接，并且不需要為每個請求創(chuàng)建新的線程。這使得Netty在處理大量并發(fā)連接時具有更高的性能和效率。

總的來說，如果需要處理大量并發(fā)連接，Netty是一個更好的選擇。

Tomcat和Netty來處理大規(guī)模并發(fā)連接的優(yōu)化

• 處理大規(guī)模并發(fā)連接時，Netty可以通過以下方式進(jìn)行優(yōu)化：

1. 異步和事件驅(qū)動的設(shè)計：Netty基于異步和事件驅(qū)動的設(shè)計模式，通過非阻塞IO（NIO）處理連接。它可以高效地處理大量并發(fā)連接，而無需為每個連接創(chuàng)建新的線程。
2. 連接管理和復(fù)用：Netty使用連接池和連接復(fù)用技術(shù)來管理連接。它可以重用已經(jīng)建立的連接，避免了頻繁地創(chuàng)建和銷毀連接的開銷。
3. 流量控制和背壓機(jī)制：Netty提供了流量控制和背壓機(jī)制，可以根據(jù)服務(wù)器的負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，避免服務(wù)器過載。
4. 高效的線程模型：Netty采用了多線程模型，通過合理的線程劃分和調(diào)度，充分利用多核處理器的性能，提高了并發(fā)處理能力。
5. 自定義協(xié)議和編解碼器：Netty支持自定義協(xié)議，并提供了豐富的編解碼器，可以靈活地處理各種協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，以滿足不同場景的需求。
6. 高性能的數(shù)據(jù)傳輸：Netty使用了零拷貝技術(shù)和緩沖區(qū)池化，減少了數(shù)據(jù)傳輸過程中的內(nèi)存拷貝和分配開銷，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/li>
7. 監(jiān)控和調(diào)優(yōu)：Netty提供了豐富的監(jiān)控和調(diào)優(yōu)手段，可以實時監(jiān)測服務(wù)器的性能指標(biāo)，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。

通過異步和事件驅(qū)動的設(shè)計、連接管理和復(fù)用、流量控制、高效的線程模型、自定義協(xié)議和編解碼器、高性能的數(shù)據(jù)傳輸以及監(jiān)控和調(diào)優(yōu)等技術(shù)手段，Netty能夠有效地處理大規(guī)模并發(fā)連接，并提供高性能、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。

• Tomcat對大規(guī)模并發(fā)連接的支持可以通過以下方式進(jìn)行優(yōu)化：

1. 服務(wù)器配置優(yōu)化：通過優(yōu)化Tomcat的服務(wù)器配置，如調(diào)整線程池大小、連接器配置等，可以提高并發(fā)處理能力?？梢愿鶕?jù)實際應(yīng)用的需求和硬件資源來合理配置。
2. 使用負(fù)載均衡和集群技術(shù)：通過負(fù)載均衡器將請求分發(fā)到多個Tomcat實例，可以實現(xiàn)水平擴(kuò)展，提高并發(fā)處理能力。同時，集群技術(shù)可以將多個Tomcat實例組成一個集群，共同處理請求，進(jìn)一步提高并發(fā)處理能力。
3. 連接池和連接復(fù)用：類似于Netty，Tomcat也可以使用連接池和連接復(fù)用技術(shù)來管理連接，避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀連接的開銷。
4. 異步處理和事件驅(qū)動：雖然Tomcat是同步的，但可以通過異步處理和事件驅(qū)動的方式來提高并發(fā)處理能力。例如，使用異步Servlet或Spring的異步Web框架等技術(shù)。
5. 數(shù)據(jù)庫讀寫分離：對于數(shù)據(jù)庫的讀寫操作，可以采用讀寫分離的策略，將讀操作和寫操作分發(fā)到不同的數(shù)據(jù)庫實例，減輕單點數(shù)據(jù)庫的壓力，提高并發(fā)處理能力。
6. 緩存技術(shù)：合理使用緩存技術(shù)，如Redis、Memcached等，可以減少對數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)，減輕數(shù)據(jù)庫的壓力，從而提高并發(fā)處理能力。
7. 監(jiān)控和調(diào)優(yōu)：通過監(jiān)控Tomcat的性能指標(biāo)，及時發(fā)現(xiàn)瓶頸并進(jìn)行調(diào)優(yōu)。例如，調(diào)整JVM參數(shù)、優(yōu)化SQL語句等。

通過優(yōu)化服務(wù)器配置、使用負(fù)載均衡和集群技術(shù)、連接池和連接復(fù)用、異步處理和事件驅(qū)動、數(shù)據(jù)庫讀寫分離、緩存技術(shù)和監(jiān)控調(diào)優(yōu)等技術(shù)手段，Tomcat也可以有效地支持大規(guī)模并發(fā)連接。

Tomcat與Netty的網(wǎng)絡(luò)模型的區(qū)別

Tomcat的網(wǎng)絡(luò)模型主要有三種：JIO（即BIO）、NIO和NIO2（即AIO）。

1. JIO（Java I/O）：這是傳統(tǒng)的同步阻塞模型，即BIO。在這種模型中，I/O操作是同步的，并且當(dāng)數(shù)據(jù)未準(zhǔn)備好時，線程會被阻塞。這種模型適用于連接數(shù)較少且數(shù)據(jù)量大的場景。
2. NIO（Non-blocking I/O）：這是Java 7引入的模型，支持非阻塞的I/O操作。在這種模型中，I/O操作是異步的，當(dāng)數(shù)據(jù)未準(zhǔn)備好時，線程不會被阻塞，而是可以繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)。這種模型適用于高并發(fā)、高吞吐量的場景。
3. NIO2（Asynchronous I/O）：這是Java 7引入的另一種異步I/O模型，也被稱為AIO。與NIO相比，NIO2更簡單、更輕量級，它提供了基于回調(diào)的異步I/O操作。這種模型適用于需要處理大量并發(fā)連接的場景。

在Tomcat 7之前，主要使用JIO模型；從Tomcat 7開始，支持NIO和NIO2模型；在Tomcat 8之后，默認(rèn)使用NIO模型?？梢愿鶕?jù)具體需求選擇合適的網(wǎng)絡(luò)模型。

Netty的網(wǎng)絡(luò)模型是基于NIO（非阻塞IO）的，它使用了事件驅(qū)動和異步的設(shè)計模式。Netty的核心組件包括Channel、EventLoop、ChannelHandler等，通過這些組件的協(xié)作，實現(xiàn)了高效的網(wǎng)絡(luò)通信。

Netty的網(wǎng)絡(luò)模型具有以下特點：

1. 事件驅(qū)動：Netty的事件驅(qū)動設(shè)計使得它能夠高效地處理并發(fā)連接。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時，Netty會將其封裝成一個事件對象，并傳遞給相應(yīng)的ChannelHandler進(jìn)行處理。
2. 異步性：Netty的異步性使得它不會阻塞線程等待IO操作完成，而是通過回調(diào)函數(shù)通知處理完成或者錯誤信息。這種異步的設(shè)計使得Netty能夠處理更多的并發(fā)連接。
3. 內(nèi)存池化：Netty使用了內(nèi)存池化的技術(shù)，通過預(yù)先分配一定數(shù)量的ByteBuf對象，避免了頻繁的內(nèi)存分配和回收操作，減少了GC的次數(shù)和提高了性能。
4. 零拷貝：Netty的零拷貝技術(shù)減少了數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的拷貝次數(shù)，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。通過優(yōu)化文件通道的讀寫操作，Netty能夠避免不必要的內(nèi)存拷貝和數(shù)據(jù)復(fù)制。
5. 高度可定制：Netty提供了豐富的ChannelHandler接口，用戶可以根據(jù)需求實現(xiàn)自定義的ChannelHandler來處理網(wǎng)絡(luò)事件。這種可定制性使得Netty能夠適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場景。
6. 異步事件驅(qū)動模型：Netty使用異步事件驅(qū)動模型來處理網(wǎng)絡(luò)事件，EventLoop會循環(huán)監(jiān)聽事件，當(dāng)事件到來時，會調(diào)用ChannelHandler進(jìn)行處理。這種模型使得Netty能夠充分利用多核CPU的資源，提高處理性能。
7. 線程模型：Netty使用了多Reactor模型，包括一個MainReactor和多個SubReactor。MainReactor負(fù)責(zé)接收新連接，SubReactor負(fù)責(zé)處理已接受的連接。這種線程模型使得Netty能夠高效地處理大量并發(fā)連接。

Tomcat與Netty架構(gòu)設(shè)計

• Tomcat的架構(gòu)設(shè)計主要包括以下幾個部分：

1. 連接器（Connector） ：連接器負(fù)責(zé)處理HTTP請求和響應(yīng)的數(shù)據(jù)流，可以支持多種協(xié)議和傳輸方式，如HTTP、HTTPS、AJP等。連接器可以配置多個，每個連接器監(jiān)聽不同的端口。
2. Web容器（Web Container） ：Web容器負(fù)責(zé)管理Web應(yīng)用程序，每個Web應(yīng)用程序都有一個Context，它包含了該應(yīng)用程序的Servlet、Filter、Listener等組件的定義和配置。Web容器還負(fù)責(zé)類加載、Session管理、安全性等方面的處理。
3. 集群和負(fù)載均衡（Clustering and Load Balancing） ：Tomcat支持將多個Tomcat實例組成一個集群，以提高性能和可用性。集群中的Tomcat實例可以通過共享Session等方式進(jìn)行通信，并且可以通過負(fù)載均衡器將請求分發(fā)到不同的Tomcat實例上。
4. 日志和監(jiān)控（Logging and Monitoring） ：Tomcat提供了豐富的日志記錄和監(jiān)控功能，可以幫助開發(fā)人員和管理員監(jiān)控Tomcat的運(yùn)行狀態(tài)和性能指標(biāo)。

Tomcat的架構(gòu)設(shè)計包括連接器、Web容器、集群和負(fù)載均衡、日志和監(jiān)控等部分，這些組件協(xié)同工作，使得Tomcat能夠提供高性能、可擴(kuò)展的Web應(yīng)用服務(wù)。

• Netty的架構(gòu)設(shè)計包括以下幾個主要部分：

1. 通信調(diào)度層（Reactor） ：由一系列輔助類完成，包括Reactor線程（NioEventLoop及其父類）、NioSocketChannel/NioServerSocketChannel及其父類、Buffer組件、Unsafe組件等。該層的主要職責(zé)是監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的讀寫和連接操作，負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存緩沖區(qū)，然后觸發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)事件，例如連接創(chuàng)建、連接激活、讀事件、寫事件等。
2. 責(zé)任鏈層（Pipeline） ：負(fù)責(zé)上述的各種網(wǎng)絡(luò)事件在責(zé)任鏈中的有序傳播，同時負(fù)責(zé)動態(tài)地編排責(zé)任鏈。責(zé)任鏈可以選擇監(jiān)聽和處理自己關(guān)心的事件，可以攔截處理事件，以及向前向后傳播事件。

Netty的設(shè)計基于NIO（非阻塞IO）模型，具有異步、事件驅(qū)動的特點，可以高效地處理大量并發(fā)連接.

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。