Tomcat配置(一)：背景知识和安装tomcat
本文目录：1. 背景知识
1.1 java和jdk概念
1.2 jsp、servlet是什么
1.3 web服务器、web容器、应用程序服务器
1.4 tomcat体系结构
2. 安装tomcat
2.1 安装jdk
2.2 安装tomcat
1. 基础背景知识
1.1 java和jdk概念
无论是何种程序，要能在计算机上运行，必须能转换为二进制的机器语言才能和硬件进行交互，在机器语言的上层是汇编语言，再上层是C/C++这样较底层的语言，由于它们严重依赖于平台架构，所有一般只能运行在程序源代码已编译的机器上，可移植性比较差。
Java是一种面向对象的语言，它的层次比C更高一点，层次指的是离硬件更远一点。它将写好的程序文件(.java)通过java编译器javac编译成字节码类型的class文件(.class)，在编译过程中涉及词法分析、语法分析、语义分析、字节码生成等过程，最终生成字节码的class文件。class文件是Java的类文件，是编译成功后的字节码文件，字节码由Java虚拟机JVM解释执行，它将每一条字节码送给解释器，再翻译成机器语言，从而在特定的机器上运行。Java通过JVM的方式实现了一次编译到处运行的功能。
即：
源码XXX.java-->javac编译器-->字节码XXX.class-->JVM-->机器语言(依赖于不同平台)-->执行
JRE(Java Runtime Environment)是包含了JVM和其他一些简单功能的JAVA运行环境，它适用于只运行java程序时。JDK(Java Development Kit)比JRE包含了更多东西，它除了能作为JAVA运行环境，还提供了很多用于开发的工具，所以它适用于开发程序时使用。
JAVA SE是java开发标准版，里面有JDK，Java EE是企业版，本质上ee只是比se多提供了几个类库而已。
1.2 jsp、servlet是什么
在web应用程序上，早期Java的实现方式是服务器端放置应用程序，客户端访问时将其下载到客户端本地并执行，这样不仅不安全，而且要求客户有java运行环境，这种实现方式是applet。
与applet相对的是servlet，但它是服务端程序。后来，java将应用程序放在服务器端，客户端请求此应用程序时，服务端通过servlet类库分析http协议，将请求的应用程序在服务端执行，然后将结果组织起来返回给客户端，但此时servlet能分析的http协议非常简单，且和html的组织方式非常不友好，它要求java程序员首先得懂html开发，于是后来出现了JSP类库。
JSP可以简单的将java代码嵌入在html文档中，它们能够很友好地结合，结合后的文档类型为.jsp文件。当客户端请求应用程序资源时，JSP类库负责解析.jsp文件中的jsp部分并通过jasper组件将其翻译成servlet代码，然后再交由servlet来编译并交给JVM来执行。实际上，jsp和servlet本质上是一样的，jsp类只不过是继承于servlet类并添加了一些和html友好结合的特性，最终它还是要翻译成servlet代码。
事实上，JSP是Servlet的一种特殊形式，每个JSP页面就是一个Servlet实例，Servlet再负责响应用户请求。JSP其实也是Servlet的一种简化，使用JSP时，其实还是使用Servlet，因为Web应用中的每个JSP页面都会由Servlet容器生成对应的Servlet。对于Tomcat而言，JSP页面生成的Servlet放在work路径对应的Web应用下。
1.3 web服务器、web容器、应用程序服务器
web服务器用于提供web服务，要求能解析http协议，通常认为提供静态内容的服务器是web服务器。如apache httpd、nginx等。
对于java而言，web容器是能提供servlet容器的服务器，它们是等价的概念。常见的有tomcat、weblogic、websphere、jboss。其中tomcat只提供servlet容器，它们在功能上是等价的。除tomcat外，后面3种web容器还提供除servlet容器外的EJB容器，专用于大型分布式程序开发。
应用程序服务器是用于提供应用服务的服务器。这是业务逻辑上的概念划分。更具体一点的说，它提供WEB容器(servlet容器)、EJB容器以及其他功能。
它们之间的关系和功能大致如下：web服务器提供web服务，主要处理http请求并响应给客户端，并可以将动态请求委托给其他程序，如cgi脚本、jsp脚本、asp脚本等进行处理；web容器即servlet容器主要负责处理基于http请求的动态jsp内容；EJB容器主要提供和后端数据库服务、其他服务进行交互的功能；应用服务器通常来说包括servlet容器或EJB容器，它们都运行于支持Java的应用服务器中，因此tomcat/weblogic/websphere/jboss都算是应用服务器。
1.4 tomcat体系结构
tomcat是jdk+servlet(严格地说是+jsp)实现的精简版的java ee，由于它只在jdk的基础上附加了jsp和servlet类库，所以它的应用范围主要是web应用。tomcat项目目前由apache软件基金会维护。
它是一种应用程序服务器，只提供servlet容器，同时还提供apache解析静态HTML，只不过之它的处理能力不如独立的apache服务器。类似的应用程序服务还有websphere/weblogic/jetty/resin/jboss等，它们都是在jdk基础上附加各种类库实现不同程度的java ee(tomcat=jdk+servlet)。
对于tomcat来说，它高度模块化，通过各个组件实现各种功能。它的体系结构如下图所示：
其中：
[*]server是顶级类，一个server算是一个tomcat实例，在此层次中可定义tomcat服务的监听端口。
[*]service是server下的子组件，用于封装绑定connector和containor，并为它们提供一个名称属性。有了service就可以提供相关的服务，如监听TCP连接请求、处理http请求。注意server是管理整个tomcat实例的层次，它和提供服务没有关系。
[*]connector是连接器，定义http协议(默认)以及该协议的监听端口。连接器用于接收客户端请求并将containor处理的数据返回给客户端。
[*]containor称为容器，它和connector连接器进行绑定。该容器内有4个子容器，包括：engine容器、host容器、context容器、Wrapper容器。容器用于分析、处理请求，并构建响应给connector以发送给客户端。它和connector是tomcat的心脏组件。
[*]engine容器定义servlet引擎，用于定义引擎的名称、默认的虚拟主机。引擎用于分析http请求并将请求转发给对应的虚拟主机。
[*]host容器用于定义虚拟主机。
[*]context容器用于定义webapp，一个context定义一个webapp。它是真正管理servlet容器的层次。
[*]wrapper容器对应的是真正的servlet容器，一个wrapper代表一个servlet，它负责管理一个Servlet，包括的Servlet的装载、初始化、执行以及资源回收。Wrapper是最底层的容器，一个context只能包含一个wrapper。在配置文件中，无法配置该容器的属性。
还有一些其他组件，如session管理组件、JMX等。
一个server可以有多个service。一个service可以有多个connector和唯一的containor。containor是容器类，从containor层次开始，真正进入servlet容器相关的过程。它包含了唯一的engine容器，engine容器中包含了一个或多个host容器，host容器中包含了一个或多个context容器，context容器中包含了唯一的wrapper。它们的组织结构大致如下：
<server>
<service>
<connector />
<engine>
<host>
<context />
<context />
</host>
<host>
<context />
</host>
</engine>
</service>
<service>
......
</service>
</server>
2. 安装tomcat
tomcat依赖于jdk，所以需要先安装jdk。tomcat和jdk版本之间存在对应关系，应该考虑好要安装哪个版本的jdk以及哪个版本的tomcat。官方给出的对应关系网址为：https://tomcat.apache.org/whichversion.html。以下是到tomcat 9.x版本和jdk的对应表。
本文jdk以jdk-8u131为例，表示版本为8的第131次更新，tomcat以apache-tomcat-8.5.14为例。
2.1 安装jdk
下载地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html
以rpm包的为例。
shell> yum localinstall -y jdk-8u131-linux-x64.rpm
安装路径为/usr/java。在该路径有3个文件，其中两个是版本号的软链接。
shell> ll /usr/java
total 4
lrwxrwxrwx 1 root root 16 May4 22:54 default -> /usr/java/latest
drwxr-xr-x 9 root root 4096 May4 22:54 jdk1.8.0_131
lrwxrwxrwx 1 root root 22 May4 22:54 latest -> /usr/java/jdk1.8.0_131
通过这种软链接方式，以后有新版jdk要安装，直接改latest的链接对象即可。
在安装目录的Bin目录下，有很多可执行程序，包括javac(java编译器)，java(java主程序，其中包括JVM)，jps(查看当前java进程及pid，所以可以查看java进程数)。
shell> ls latest/bin/
appletviewer >
jrunscriptjstatkeytoolpack200rmidserialverunpack200xjc ControlPanel
jarjavacjavahjava-rmi.cgijconsolejdepsjjsjmc.inijsadebugdjstatd
native2asciipolicytoolrmiregistryservertoolwsgen extcheckjarsigner
javadocjavapjavawsjcontroljhatjmapjpsjstackjvisualvmorbdrmic
schemagentnameservwsimport
执行java -version可以验证jdk工具是否安装成功。
# bin/java -version
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)
然后再设置JAVA_HOME环境变量并导出java程序所在目录的PATH环境变量。
shell> echo 'export JAVA_HOME=/usr/java/latest' > /etc/profile.d/jdk.sh
shell> echo 'export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH' >> /etc/profile.d/jdk.sh
shell> . /etc/profile.d/jdk.sh
shell> java -version
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)
2.2 安装tomcat
直接解压即可。
shell> tar xf apache-tomcat-8.5.14.tar.gz -C /usr/local/
shell> ln -s /usr/local/apache-tomcat-8.5.14 /usr/local/tomcat
安装完后，有以下几个文件和目录。
shell> cd /usr/local/tomcat
# ll -d */
drwxr-x--- 2 root root 4096 May4 23:36 bin/
drwx------ 2 root root 4096 Apr 13 20:58 conf/
drwxr-x--- 2 root root 4096 May4 23:36 lib/
drwxr-x--- 2 root root 4096 Apr 13 20:55 logs/
drwxr-x--- 2 root root 4096 May4 23:36 temp/
drwxr-x--- 7 root root 4096 Apr 13 20:56 webapps/
drwxr-x--- 2 root root 4096 Apr 13 20:55 work/
logs目录是日志目录。temp是临时目录。webapps是存放web程序的根目录。work目录是存放编译后生成的class文件的目录。bin目录下有很多脚本文件，有.sh脚本，也有.bat脚本。
# ls bin/
bootstrap.jarcatalina.sh commons-daemon.jar configtest.batdaemon.sh digest.sh setclasspath.shshutdown.shstartup.sh tomcat-native.tar.gztool-wrapper.shversion.sh
catalina.bat catalina-tasks.xmlcommons-daemon-native.tar.gzconfigtest.sh digest.batsetclasspath.batshutdown.bat startup.battomcat-juli.jartool-wrapper.bat version.bat
其中：
[*]catalina.sh类似于SysV服务管理脚本，支持stop、start和configtest，但不支持restart和reload，如catalina.sh start。
[*]startup.sh等价于catalina.sh start。
[*]shudown.sh等价于catalina.sh stop。
[*]configtest.sh等价于catalina.sh configtest。
[*]daemon.sh是通过指定各种PATH参数将tomcat以daemon的方式运行，要指定的参数path较多。catalina.sh执行start也是在后台运行tomcat的，所以没有必要使用此脚本来实现daemon模式的tomcat。
在安装目录下的conf目录下有几个配置xml格式的配置文件。
# ls conf/
catalina.policycatalina.propertiescontext.xmljaspic-providers.xmljaspic-providers.xsdlogging.propertiesserver.xmltomcat-users.xmltomcat-users.xsdweb.xml
其中server.xml是主配置文件，tomcat-users.xml是状态监控和gui界面管理的身份认证配置文件，后面会有相关配置说明，web.xml是为webapp提供默认属性配置的文件，在tomcat启动时会先加载webapp属性的自定义配置文件/WEB-INF/web.xml，然后再加载此文件提供默认属性，一般此文件都不用任何修改，要定义属性时修改/WEB-INF/web.xml即可。对于此处的web.xml，唯一需要知道的是其内设置了主页文件名。
# grep -C 1 index conf/web.xml
<welcome-file-list>
<welcome-file>index.html</welcome-file>
<welcome-file>index.htm</welcome-file>
<welcome-file>index.jsp</welcome-file>
</welcome-file-list>
安装后，设置环境变量。
echo "export CATALINA_HOME=/usr/local/tomcat" > /etc/profile.d/tomcat.sh
echo 'export PATH=$CATALINA_HOME/bin:$PATH' >> /etc/profile.d/tomcat.sh
. /etc/profile.d/tomcat.sh
执行bin目录下的version.sh检查PATH环境变量是否正确。
# version.sh
Using CATALINA_BASE: /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME: /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME: /usr/java/latest
Using>
Server version: Apache Tomcat/8.5.14
Server built: Apr 13 2017 12:55:45 UTC
Server number:8.5.14.0
OS Name: Linux
OS Version: 2.6.32-504.el6.x86_64
Architecture: amd64
JVM Version: 1.8.0_131-b11
JVM Vendor: Oracle Corporation
最后启动tomcat。
# catalina.sh start
Using CATALINA_BASE: /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME: /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME: /usr/java/latest
Using>
Tomcat started.
# netstat -tnlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name
tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 1879/sshd
tcp 0 0 127.0.0.1:25 0.0.0.0:* LISTEN 1415/master
tcp 0 0 :::22 :::* LISTEN 1879/sshd
tcp 0 0 ::1:25 :::* LISTEN 1415/master
tcp 0 0 ::ffff:127.0.0.1:8005 :::* LISTEN 15212/java
tcp 0 0 :::8009 :::* LISTEN 15212/java
tcp 0 0 :::8080 :::* LISTEN 15212/java
# curl -I http://localhost:8080
HTTP/1.1 200
Content-Type: text/html;
Transfer-Encoding: chunked
Date: Tue, 17 Oct 2017 16:49:10 GMT
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