一、Tomcat 核心理论知识

Tomcat 是 Apache 开源的轻量级 Java Web 应用服务器，也是 Java Web 开发中最常用的 Servlet 容器，核心作用是运行 Java 动态 Web 程序（Servlet、JSP 等），同时支持静态资源（HTML、CSS、JS 等）的处理，是连接客户端请求与 Java 业务逻辑的核心中间件。

1 Tomcat 核心定位与Web场景适配

在 Web 架构中，Tomcat 属于「动态 Web 服务器」，与静态 Web 服务器（如 Nginx、Apache）分工明确：

  • 静态 Web 服务器：仅处理静态资源，无法执行 Java 代码，优势是高并发、轻量；
  • Tomcat：核心能力是解析并执行 Java 动态代码（Servlet/JSP），同时可兼容处理静态资源，适合中小型 Web 项目；
  • 生产场景：常与 Nginx 搭配使用，实现「动静分离」——Nginx 处理静态资源和反向代理，Tomcat 专注处理动态请求，提升 Web 服务的性能和稳定性。

2 Tomcat 核心组件架构（Web 视角）

Tomcat 采用组件化分层设计，核心是「连接器（Connector）+ 容器（Container）」，自上而下适配 Web 请求的路由与处理，核心组件如下（从顶层到底层）：

  • Server（服务器）：Tomcat 的顶层实例，一个 JVM 进程对应一个 Server，负责管理所有 Service 服务，是 Tomcat 启动的入口。

  • Service（服务）：一个 Service 对应一组「连接器+容器」，负责将客户端请求传递给容器处理，一个 Server 可包含多个 Service（极少用）。

  • Connector（连接器）：Web 请求的“接收者”，监听指定端口（默认 HTTP 端口 8080），接收客户端（浏览器）的 HTTP 请求，解析请求协议，将请求封装为标准的 Servlet 请求对象，传递给容器；同时将容器的响应结果封装为 HTTP 报文，返回给客户端。

  • Container（容器）：Web 业务的“处理器”，负责执行 Java 动态代码，核心是 4 层嵌套容器，实现请求的逐级路由：

    • Engine（引擎）：容器顶层，管理多个虚拟主机，负责请求的全局路由；

    • Host（虚拟主机）：对应一个 Web 域名（如 localhost），一个 Host 可部署多个 Web 应用，实现单 Tomcat 部署多站点；

    • Context（Web 应用上下文）：对应一个独立的 Java Web 项目，拥有独立的资源和类加载器，实现不同 Web 应用的资源隔离；

    • Wrapper（Servlet 封装器）：容器最小单元，封装单个 Servlet，负责 Servlet 的全生命周期管理（实例化、初始化、执行、销毁）。

3 Java Web 应用标准目录结构（适配 Tomcat 部署）

Tomcat 严格遵循 Java EE 规范，Web 应用必须采用标准目录结构，否则无法正常部署，核心结构如下（Web 应用根目录下）：

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Web应用根目录/
├── 静态资源（HTML、CSS、JS、图片等，可直接被浏览器访问）
└── WEB-INF/ （受保护目录，外部无法直接访问，核心配置与代码存放）
    ├── web.xml    # Web应用部署描述符，配置Servlet、过滤器、欢迎页等
    ├── classes/   # 编译后的Java字节码文件（.class）
    └── lib/       # Web应用依赖的第三方Jar包（如MySQL驱动）

4 Web 请求在 Tomcat 中的完整处理流程

以浏览器发起 HTTP 请求为例，Tomcat 的处理流程简洁清晰，贴合 Web 交互场景：

  1. 客户端（浏览器）发送 HTTP 请求，访问 Tomcat 的 8080 端口，被 Connector 连接器接收；
  2. Connector 解析 HTTP 协议，将请求封装为 Servlet 规范的 Request 对象，传递给 Engine 引擎；
  3. Engine 根据请求的域名/IP，匹配对应的 Host 虚拟主机；
  4. Host 根据请求的 URI 路径，匹配对应的 Context（目标 Web 应用）；
  5. Context 根据请求路径，匹配对应的 Wrapper（目标 Servlet）；
  6. Wrapper 调用 Servlet 的 service() 方法，执行业务逻辑，生成 Response 响应对象；
  7. 响应结果沿原路径逐级返回，由 Connector 封装为 HTTP 响应报文，返回给客户端，浏览器渲染展示。

5 Tomcat 核心配置文件（Web 部署必备）

Tomcat 的核心配置文件均存放在安装目录的 conf 文件夹中，Web 开发/部署常用的 4 个核心文件：

  • server.xml：Tomcat 全局核心配置，可修改端口号、配置虚拟主机、调整连接器参数（如最大连接数）；
  • web.xml：Tomcat 全局默认配置，所有 Web 应用都会继承该配置，包含默认欢迎页、MIME 类型映射等；
  • tomcat-users.xml：用户权限配置，用于 Tomcat 管理控制台（部署、管理 Web 应用）的登录权限控制；
  • context.xml：全局上下文配置，所有 Web 应用的通用规则，如配置数据源（连接数据库）。

6 核心特性（Web 开发常用）

  • 类加载隔离：每个 Web 应用拥有独立的类加载器，避免不同项目的 Jar 包冲突；
  • 热部署/热加载：修改 Web 应用代码或配置后，无需重启 Tomcat，即可生效（开发环境常用）；
  • 虚拟主机：单 Tomcat 实例可部署多个 Web 站点（不同域名），节省服务器资源；
  • 安全支持：支持 HTTPS 配置、用户权限管控，保障 Web 应用的安全性。

二、Tomcat 与 Session 会话保持

1 Tomcat 基础安装部署

1.1 下载 Tomcat 官方安装包

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

1.2 Tomcat 服务部署与基础环境校验

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[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]# ./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

1.3 制作 Tomcat 系统开机自启脚本

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[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

2 Tomcat+Memcache 实现 Session 会话零丢失

2.1 前置准备：Tomcat 会话共享依赖模块加载

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[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/

2.2 Memcache 服务安装、启动与基础配置

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[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

2.3 Tomcat 端 Session 共享规则配置与验证

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[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