Oracle公司现在作为Java语言的开发和发布者，是当仁不让的标准接口的制定者。Oracle公司不仅制定了Web应用与Web服务器进行协作的一系列标准Java接口（统称为Java Servlet API），还对Web服务器发布以及运行Web应用的一些细节做了规约。

Oracle公司把这一系列标准Java接口和规约统称为
Servlet规范。Servlet规范的官方网址为：

https://www.oracle.com/technetwork/java/javaee/documentation/index.html

Servlet规范把能够发布和运行Java Web应用的Web服务器称为Servlet容器。
Servlet容器最主要的特征是：动态执行Java Web应用中Servlet实现类的程序代码。
由Apache开源软件组织创建的Tomcat是一个符合Servlet规范的优秀Servlet容器。Tomcat与Java Web应用之间通过Servlet接口来协作。

Tomcat 介绍

Tomcat 本身完全由Java语言编写，是Apache开源软件组织的一个软件项目。

官网 https://tomcat.apache.org/

Tomcat作为Servlet容器的基本功能

Tomcat作为运行Servlet的容器，其基本功能是：负责接收和解析来自客户的请求，把客户的请求传送给相应的Servlet，并把Servlet的响应结果返回给客户。

Servlet规范规定，Servlet容器响应客户请求访问特定Servlet的流程如下：

（1）客户发出要求访问特定Servlet的请求。
（2）Servlet容器接收到客户请求，对其解析。
（3）Servlet容器创建一个ServletRequest对象，在ServletRequest对象中包含了客户请求信息以及其他关于客户的相关信息，如请求头、请求正文，以及客户机的IP地址等。
（4）Servlet容器创建一个ServletResponse对象。
（5）Servlet容器调用客户所请求的Servlet的service（）服务方法，并且把ServletRequest对象和ServletResponse对象作为参数传给该服务方法。
（6）Servlet从ServletRequest对象中可获得客户的请求信息。
（7）Servlet利用ServletResponse对象来生成响应结果。
（8）Servlet容器把Servlet生成的响应结果发送给客户。

Tomcat的组成结构

Tomcat本身由一系列可配置的组件构成，其中核心组件是Servlet容器组件，它是所有其他Tomcat组件的顶层容器。

用<CATALINA_HOME>表示Tomcat的安装根目录。Tomcat的各个组件可以在<CATALINA_HOME>/conf/server.xml文件中进行配置，每个Tomcat组件在server.xml文件中对应一种配置元素。以下代码以XML的形式展示了各种Tomcat组件之间的关系：

<Server>
    <Service>
        <Connector />
        <Engine>
        	<Cluster />
        	<Realm>
        	</Realm>
            <Host>
                <Context>
                </Context>
                <Valve>
                </Valve>
            </Host>
        </Engine>
    </Service>
</Server>

在以上XML代码中，每个元素都代表一种Tomcat组件。这些元素可分为四类：

1. 顶层类元素
   包括<Server>元素和<Service>元素，它们位于整个配置文件的顶层。
   <Server>元素代表整个Servlet容器组件，它是Tomcat的顶层元素。<Server>元素中可包含一个或多个<Service>元素
   <Service>元素中包含一个<Engine>元素，以及一个或多个<Connector>元素，这些元素共享同一个元素。
2. 连接器类元素
   为<Connector>元素，代表介于客户与服务器之间的通信接口，负责将客户的请求发送给服务器，并将服务器的响应结果发送给客户。
3. 容器类元素
   代表处理客户请求并生成响应结果的组件，有四种容器类元素，分别为<Engine>、<Host>、<Context>和<Cluster>元素。

   Engine组件为特定的Service组件处理所有客户请求。
   Host组件为特定的虚拟主机处理所有客户请求，每个<Host>元素定义了一个虚拟主机，它可以包含一个或多个Web应用。
   Context组件为特定的Web应用处理所有客户请求。<Context>元素是使用最频繁的元素。每个<Context>元素代表了运行在虚拟主机上的单个Web应用。一个<Host>元素中可以包含多个<Context>元素。
   Cluster组件负责为Tomcat集群系统进行会话复制、Context组件的属性的复制，以及集群范围内WAR文件的发布。
   

4. 嵌套类元素
   代表可以嵌入到容器中的组件，如<Valve>元素和<Realm>元素等，例如上面的xml文件中，位置也是不固定的。

提示，Tomcat的组成结构是由自身的实现决定的，与Servlet规范无关。不同的服务器开发商可以用不同的方式来实现符合Servlet规范的Servlet容器。

Tomcat安装好以后，在它的server.xml配置文件中已经配置了<Server>、<Service>、<Connector>、<Engine>和<Host>等组件：
从server.xml配置文件中可以看出，Tomcat自带了一个名为“Catalina”的Engine组件，它的默认虚拟主机为localhost。

Tomcat的工作模式

Tomcat作为Servlet容器，有以下三种工作模式。

1. 独立的Servlet容器，由Java虚拟机进程来运行
   Tomcat作为独立的Web服务器来单独运行，Servlet容器组件作为Web服务器中的一部分而存在。这是Tomcat的默认工作模式。
   在这种模式下，Tomcat是一个独立运行的Java程序。和运行其他Java程序一样，运行Tomcat需要启动一个Java虚拟机（JVM，Java Virtual Machine）进程，由该进程来运行Tomcat，如下图：
   

2. 其他Web服务器进程内的Servlet容器
   在这种模式下，Tomcat分为Web服务器插件和Servlet容器组件两部分。如下图所示，Web服务器插件在其他Web服务器进程的内部地址空间启动一个Java虚拟机，Servlet容器组件在此Java虚拟机中运行。如有客户端发出调用Servlet的请求，Web服务器插件获得对此请求的控制并将它转发（使用JNI通信机制）给Servlet容器组件。
   提示，JNI（Java Native Interface）指的是Java本地调用接口，通过这一接口，Java程序可以和采用其他语言编写的本地程序进行通信。
   
   进程内的Servlet容器对于单进程、多线程的Web服务器非常合适，可以提供较高的运行速度，但缺乏伸缩性。

3. 其他Web服务器进程外的Servlet容器
   在这种模式下，Tomcat分为Web服务器插件和Servlet容器组件两部分。如下图所示，Web服务器插件在其他Web服务器的外部地址空间启动一个Java虚拟机进程，Servlet容器组件在此Java虚拟机中运行。如有客户端发出调用Servlet的请求，Web服务器插件获得对此请求的控制并将它转发（采用IPC通信机制）给Servlet容器。
   
   进程外Servlet容器对客户请求的响应速度不如进程内Servlet容器，但进程外容器具有更好的伸缩性和稳定性。
   提示，IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）是两个进程之间进行通信的一种机制。

从Tomcat的三种工作模式可以看出，当Tomcat作为独立的Servlet容器来运行时，此时Tomcat是能运行Java Servlet的独立Web服务器。
此外，Tomcat还可作为其他Web服务器进程内或者进程外的Servlet容器，从而与其他Web服务器集成（如Apache和IIS服务器等）。
集成的意义在于：对于不支持运行Java Servlet的其他Web服务器，可通过集成Tomcat来提供运行Servlet的功能。

Tomcat 版本

Tomcat和Servlet/JSP规范以及JDK版本的对应关系：

Tomcat 安装和配置

以下安装和配置，默认是在Windows系统中进行：

安装

从Tomcat官网，下载压缩文件包或者exe文件，来安装。

配置

Tomcat配置需要配置的环境变量：

1. JAVA_HOME: JDK安装路径 例如：C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_131
2. JRE_HOME: JRE 安装路径 例如：C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_131\jre
   以上两个环境变量，只需要配置一个就可以

下面这个环境变量不是必须的：
CATALINA_HOME = Tomcat安装路径

启动与关闭

注意：
可以在Tomcat安装路径的地址栏输入cmd, 然后按回车键，就是到当前路径下执行cmd命令，
可以输入startup，或者shutdown 来启停Tomcat，用完后一定要记得shutdown, 不然下次就会出现8080端口被占用的情况；

Tomcat服务器启动后，在浏览器中访问下面的URL：

http://localhost:8080

如果出现如下的网页，则表示Tomcat安装成功：

Tomcat的运行脚本

如果仔细研究一下Tomcat启动和关闭脚本（以Windows操作系统为例），会发现startup.bat和shutdown.bat都执行同一目录下的catalina.bat脚本。catalina.bat脚本允许输入命令行参数，catalina.bat的使用方法参见下表：

执行startup.bat脚本，相当于执行了catalina start命令；
执行shutdown.bat脚本，相当于执行了catalina stop命令；
在开发和调试阶段，运行catalina run命令更有利于查看Tomcat服务器启动时的出错信息。

在某些情况下，如果Tomcat的server.xml文件的配置有错误（最常见的是语法错误，导致org.xml.sax.SAXParseException异常），可能会导致Tomcat服务器启动失败，而且没有在文件系统中留下任何日志信息。如果运行catalina start命令，Tomcat服务器在一个独立的DOS窗口中启动，一旦启动失败，这个DOS窗口就立刻自动关闭，程序运行中输出的出错信息也随之消失；如果运行catalina run命令，Tomcat服务器在当前DOS窗口中启动，一旦启动失败，仅仅是Tomcat启动程序异常终止，在当前DOS窗口中仍保留了运行时的出错信息，便于查找启动失败原因。

注意，Tomcat安装软件中附带了详细的使用说明文档，在安装好Tomcat以后，该文档以Web应用的形式存放在：<CATALINA_HOME>/webapps/docs目录下。