前言
在学习内存马之前，了解tomcat的运行原理是十分有必要的。
Tomcat 整体架构
Tomcat 结构比较复杂，我们先从重点的结构上分别学习各个模块。
Tomcat 中最顶层的容器是Server，一个Server包含多个Service，一个Service只能有一个Container ，但可以有多个Connector。
Service主要用来提供对外服务，包含两个部分：Connector 连接器和Container 容器。
•Connector 连接器用于处理连接相关的事情，并提供Socket与请求、响应之间的转换；•Container 容器用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求；
Coyote 连接器
Coyote 是Tomcat 连接器Connector框架的名称，封装了底层的网络通信（Socket 请求及响应处理），为Servlet容器Catalina提供了统一的接口。Coyote 中支持多种应用层协议和I/O模型。
| IO 模型 | 描述 |
| NIO | 非阻塞同步I/O，采用Java NIO类库实现。 |
| NIO2 | 非阻塞异步I/O，采用JDK 7最新的NIO2类库实现。 |
| APR | 采用Apache可移植运行库实现，是C/C++编写的本地库。需要单独安装APR库。 |
| 应用层协议 | 描述 |
| HTTP/1.1 | 常见的Web访问协议 |
| AJP | 用于和Web服务器集成（如Apache），以实现对静态资源的优化以及集群部署，当前支持AJP/1.3。 |
| HTTP/2 | HTTP 2.0 下一代HTTP协议 |
连接器组件如下：
1、EndPoint 监听点 Coyote 通信端点，即通信监听的接口，是具体Socket接收和发送处理器，用来实现TCP/IP协议。
2、Processor 处理接口 Processor接收来自EndPoint的Socket，读取字节流解析为Tomcat Request和Response对象，实现HTTP协议。
3、ProtocolHandler 协议处理器 通过Endpoint 和 Processor，实现针对具体协议的处理能力。
4、Adapter 适配器 将ProtocolHandler 协议处理器解析出的Tomcat Request对象，适配成ServletRequest，再调用ServletRequest的Service方法。
Container 容器
Container 用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求，在Container内部包含了4个子容器。如下图：
1、Engine Catalina的Servlet引擎，用来管理多个虚拟的主机，每个Service一个Engine，但是可以包含多个虚拟主机Host。
2、Host 代表一个虚拟主机，可以给Tomcat配置多个虚拟主机地址，而一个虚拟主机下可包含多个Context。
3、Context 表示一个Web应用程序，一个Web应用可包含多个Wrapper。
4、Wrapper Servlet的别名，是容器中的最底层。
server.xml 配置文件可以充分说明这个容器结构。
<Server><Service><Engine><Host><Context></Context></Host></Engine></Service></Server>
Catalina 容器
在前文中多次提到Catalina容器，那么它又是做什么的呢？Catalina负责管理Server，Server表示着整个服务器。也可以理解为一个Server就是一个Catalina。如下图：
| 组件 | 职责 |
| Catalina | 负责解析Tomcat的配置文件，以此来创建服务器Server组件 |
| Server | 表示整个Catalina Servlet容器以及其它组件，负责组装并启动Servlet引擎，Tomcat连接器。 |
| Service | 一个Server包含多个Service。将若干个Connector 绑定到一个Container 容器（Engine）上。 |
| Connector | 连接器，用于处理连接相关的事情，并提供Socket与请求、响应之间的转换。 |
| Container | 容器，负责处理用户的servlet请求，并返回对象给Web用户。 |
Tomcat 源码安装
下载源码解压后，创建home文件夹，并将conf、wappers目录移到该文件夹中。创建pom.xml文件。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>org.apache.tomcat</groupId><artifactId>apache-tomcat-8.5.73-src</artifactId><name>Tomcat8.5</name><version>8.5</version><build><finalName>Tomcat8.5</finalName><sourceDirectory>java</sourceDirectory><!-- <testSourceDirectory>test</testSourceDirectory> --><resources><resource><directory>java</directory></resource></resources><!-- <testResources><testResource><directory>test</directory></testResource></testResources>--><plugins><plugin><groupId>org.apache.maven.plugins</groupId><artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId><version>2.3</version><configuration><encoding>UTF-8</encoding><source>1.8</source><target>1.8</target></configuration></plugin></plugins></build><dependencies><dependency><groupId>junit</groupId><artifactId>junit</artifactId><version>4.12</version><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>org.easymock</groupId><artifactId>easymock</artifactId><version>3.4</version></dependency><dependency><groupId>ant</groupId><artifactId>ant</artifactId><version>1.7.0</version></dependency><dependency><groupId>wsdl4j</groupId><artifactId>wsdl4j</artifactId><version>1.6.2</version></dependency><dependency><groupId>javax.xml</groupId><artifactId>jaxrpc</artifactId><version>1.1</version></dependency><dependency><groupId>org.eclipse.jdt.core.compiler</groupId><artifactId>ecj</artifactId><version>4.5.1</version></dependency><dependency><groupId>org.apache.ant</groupId><artifactId>ant</artifactId><version>1.7.0</version></dependency></dependencies></project>
再以maven源码导入。
配置启动类。
-Dcatalina.home=/Users/cseroad/IdeaProjects/Tomcat_Project/apache-tomcat-8.5.73-src/home-Dcatalina.base=/Users/cseroad/IdeaProjects/Tomcat_Project/apache-tomcat-8.5.73-src/home-Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager-Djava.util.logging.config.file=/Users/cseroad/IdeaProjects/Tomcat_Project/apache-tomcat-8.5.73-src/home/conf/logging.properties
在org.apache.catalina.startup下，找到Bootstrap类的main方法开始启动。访问tomcat如果出现500错误，需要在org.apache.catalina.startup包下的ContextConfig类中 configureStart方法添加
// 初始化jsp解析器context.addServletContainerInitializer(new JasperInitializer(), null);
再次重启即可。
请求处理
先创建一个Servlet并配置web.xml，然后编译请求地址，再整个servlet_war_exploded拷贝出来。部署在Tomcat上并以源码的形式进行追踪分析请求过程。
web.xml
<servlet><servlet-name>BbsServlet</servlet-name><servlet-class>com.itcast.web.BbsServlet</servlet-class></servlet><servlet-mapping><servlet-name>BbsServlet</servlet-name><url-pattern>/bbs/findAll</url-pattern></servlet-mapping>
BbsServlet
import java.io.IOException;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;public class BbsServlet extends HttpServlet {public BbsServlet() {}protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {System.out.println("GET请求");}protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {System.out.println("post请求");}}
在启动Tomcat时，Tomcat会先初始化。然后endpoint准备完毕，等待外部的请求连接。从org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint类内部的Acceptor类的run方法开始
处理接收到的socket对象，获取输入输出流，然后注册到Poller当中，添加到PollerEvent队列当中。
org.apache.tomcat.util.net的register方法。
而后Poller进行处理socket，调用org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint的processKey方法处理读写。
里面就到org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint.processSocket的Executor实现的线程池进行处理。
提交到线程池，放入线程池的 workQueue 中。再调用org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint.SocketProcessor的doRun()方法。
org.apache.coyote.AbstractProtoco.ConnectionHandler的process方法处理socket请求。
该方法里面创建一个Http11Processor，解析socket请求。这样Socket中的内容就会封装到Request 中。
通过getAdapter获取合适的处理器，调用service方法进行处理。执行的是org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter类的 service 方法。
创建了最终我们使用的ServletRequest和ServletResponse。来到org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter类的service方法。然后调用容器，getContainer方法会拿到service关联的Engine。
connector.getService().getContainer().getPipeline().getFirst().invoke(request, response);
先将请求传递到 Engine 管道中，传递到Engine Valve 这个阀中。调用org.apache.catalina.core.StandardEngineValve下的invoke方法。
获取host，接着invoke方法里面为
host.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);表示请求从 Engine Valve 传递到一个 Host 的管道中，在该管道中最后传递到 Host Valve 这个阀里。调用org.apache.catalina.core.StandardHostValve下的invoke方法。
获取context，接着invoke方法里面为
context.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);表示从 Host Valve 传递到 Context 的管道中，在该管道中最后传递到 Context Valve 中。调用org.apache.catalina.core.StandardContextValve下的invoke方法。
获取wrapper，接着invoke方法里面为
wrapper.getPipeline().getFirst().invoke(request, response);表示请求传递到 Wrapper Valve 中，在这里会经过一个过滤器链 Filter Chain ，最终到熟悉的Servlet中。调用org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve下的invoke方法。
创建Servlet，再往下创建filterChain过滤器链。org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve下的invoke方法。
而后执行过滤器链，org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve下的invoke方法。
执行org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain 下的 doFilter 方法。
往下调用internalDoFilter方法，实际调用的org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain下的 internalDoFilter 方法。
到HttpServlet类的service方法，再调用我们编写的doGet()方法。
整个过程极为复杂，画张图来梳理一下。
总结： endpoint收到socket请求，调用handler找到Processor，接着调用CoyoteAdapter，将socket请求处理为Request请求。这就是tomcat连接器的工作。接着CoyoteAdapter获取到Engine，Engine获取到host，host获取到Context，Context获取到Wrapper，Wrapper在反射调用就获取到了Servlet，然后创建过滤器、执行过滤器链，再执行Servlet。
其他配置
创建host
在server.xml中给Host添加别名，实现同一个Host拥有多个网络名称。
<Host name="www.cseroad.tomcat" appBase="webapps1"unpackWARs="true" autoDeploy="true"><Context docBase="E:app" path="/app" reloadable="true" ></Context></Host>
docBase：Web应用目录或者War包的部署路径。可以是绝对路径，也可以是相对于Host appBase的相对路径。path：Web应用的Context 路径。
配置错误页面
在web.xml中配置
<error-page><error-code>404</error-code><location>/404.html</location></error-page><error-page><error-code>500</error-code><location>/500.html</location></error-page>
当出现404错误代码，就跳转至404.html自定义页面。
总结
针对Tomcat的源码学习有些吃力，整个过程需要结合代码、资料不断调试加深理解。
参考资料
https://blog.csdn.net/ly823260355/article/details/104181278 https://www.bilibili.com/video/BV1dJ411N7Um?p=5
原文始发于微信公众号（Wings安全团队）：Tomcat 学习
