企业级web应用服务器TOMCAT入门详解

一. web

1.1 为什么“网页里的应用”≈“Tomcat 里的应用”？

浏览器只认识 HTTP。
你在地址栏敲 http://xxx.com/login，浏览器发出去的就是一段纯文本 HTTP 报文。

Tomcat 天生吃 HTTP。
它实现了 JavaEE 里的 Servlet 规范：把 HTTP 请求封装成 HttpServletRequest → 交给程序员写的 LoginServlet → 生成 HTML → 再按 HTTP 格式返回。
于是“浏览器 ↔ HTTP ↔ Tomcat ↔ 你的业务代码”这一条路就打通了。

因此，只要最终是通过浏览器访问的，几乎都可以说“由 Tomcat（或同类 Web 服务器）实现”。

1.2 B/S 与 C/S 的“空间之争”

维度C/SB/S

客户端	必须安装专门软件（QQ、Steam、银行 U 盾）	只用浏览器
升级	每台电脑都要重新装包	改服务器就行
磁盘占用	客户端几百 MB 起步	0 MB（浏览器不算）
网络协议	随意（TCP/UDP、自定义）	只用 HTTP/HTTPS
代表场景	游戏、实时交易	论坛、OA、博客、后台管理

结论：
“节省磁盘空间”只是 B/S 最直观的优势，真正让它统治世界的是零安装、零维护、跨平台。

1.3、三大核心技术到底各干什么？

HTML（骨架）
纯文本的标签积木：<form>、<input>、<table>……告诉浏览器“这里有个登录框，那里放个按钮”。

CSS（皮肤）
同一段 HTML，可以换不同 CSS 立刻变成“极简风”或“赛博朋克”。
例：

css

复制

input[type=text] {
border-radius: 8px;
box-shadow: 0 0 10px #00f;
}

JavaScript（肌肉）
让页面“动起来”：

表单实时校验（失焦就提示“密码太短”）
Ajax 异步拉数据（下面细讲）
动画、游戏、可视化……

浏览器拿到 .html → 边解析边向服务器要 .css、.js → 渲染引擎把三者拼成你看到的像素。

1.4、同步交互：整页刷新之痛

经典场景：注册页面
流程：

填 8 个字段 → 点【提交】

浏览器整页 POST 给服务器

服务器发现“两次密码不一致”

返回一个全新 HTML 页面

浏览器重新渲染 → 前 7 个字段全清空
这就是“同步”——一次 HTTP 请求对应一次完整页面刷新。

缺点：

带宽浪费（CSS/JS/图片全部重传）
体验差（用户想骂人）

1.5、异步交互：Ajax 的魔法

关键技术：XMLHttpRequest（浏览器内置 API）。
浏览器悄悄再开一条 HTTP 连接，只拿回需要的那一小块数据（JSON/HTML 片段），然后用 JS 把页面局部更新。
用户无感刷新。

流程对比：

同步：填表单 → 提交 → 等待 → 整页刷新
异步：输完邮箱 → JS 立即发请求 /checkEmail?email=xxx → 返回 {"ok":false,"msg":"已注册"} → 页面只把提示字变红，其他不动

关键词：

Ajax（Asynchronous JavaScript And XML）
现在多用 JSON 代替 XML
衍生：Fetch API、Axios、jQuery.ajax()

1.6、从“代码”到“网页”的完整链路

你在 IDEA 写 LoginServlet.java，继承 HttpServlet，处理 POST /login。

mvn package 打成 war → 扔到 Tomcat 的 webapps。

浏览器访问 http://域名/login.html。

Tomcat 把 login.html 吐给浏览器（HTML+CSS+JS）。

用户填完账号密码，JS 用 Ajax POST /login。

LoginServlet 查询数据库 → 返回 JSON {status:0,token:xxx}。

JS 把 token 存 localStorage，页面跳转到 /index.html，全程无整页刷新。

二 tomcat

#安装java环境
[root@tomcat ~]# yum install java-1.8.0-openjdk.x86_64 -y
#查看java版本
[root@tomcatA ~]# java -version
openjdk version "1.8.0_402"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_402-b06)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.402-b06, mixed mode)
#查看java的环境目录
[root@tomcatA ~]# which java
/usr/bin/java
[root@tomcatA ~]# ll /usr/bin/java
lrwxrwxrwx 1 root root 22 Jul 30 10:41 /usr/bin/java -> /etc/alternatives/java
#java的运行环境
[root@tomcatA ~]# cd /etc/alternatives/jre
[root@tomcatA jre]# ls
ASSEMBLY_EXCEPTION bin lib LICENSE THIRD_PARTY_README

#解压并生成tomcat的程序目录
[root@tomcatA ~]# tar zxf apache-tomcat-9.0.107.tar.gz -C /usr/local/
[root@tomcatA ~]# cd /usr/local/
[root@tomcatA local]# ls
apache-tomcat-9.0.107 bin etc games include lib lib64 libexec sbin share
src
[root@tomcatA local]# mv apache-tomcat-9.0.107/ tomcat
[root@tomcatA local]# ls
bin etc games include lib lib64 libexec sbin share src tomcat
#启动tomcat
[root@tomcatA local]# cd tomcat/
[root@tomcatA tomcat]# cd bin/
[root@tomcatA bin]# ls
bootstrap.jar
commons-daemon-native.tar.gz makebase.sh
juli.jar
catalina.bat
native.tar.gz
catalina.sh
configtest.bat
configtest.sh
wrapper.bat
catalina-tasks.xml daemon.sh
wrapper.sh
ciphers.bat
ciphers.sh
digest.bat
digest.sh
commons-daemon.jar makebase.bat
tomcat
setclasspath.bat tomcat
setclasspath.sh
shutdown.bat
shutdown.sh
startup.bat
startup.sh
[root@tomcatA 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
tool
tool
version.bat
version.sh
Using CLASSPATH:
/usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Using CATALINA_OPTS:
Tomcat started.

[root@tomcat ~]# netstat -antlupe | grep java

安装JAVA环境

java版本查看

查看java真正的环境目录

jre真正的运行环境

要把java的运行环境指定给Tomcat

安装tomcat：

解压并重命名

进入目录并启动它

启动成功后查看端口

测试：

在另一台主机上也要做

简单一点就直接复制了

编写启动程序

创建专用系统用户

useradd -r -s /sbin/nologin -M tomcat

统一目录权限

chown -R tomcat:tomcat /usr/local/tomcat

写入环境变量（Tomcat 专用）

文件：/usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
内容只有一行：

JAVA_HOME=/etc/alternatives/jre

生成 systemd 单元文件

文件：/lib/systemd/system/tomcat.service

[Unit]
Description=Apache Tomcat
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

启动并设为开机自启

systemctl daemon-reload
systemctl enable –now tomcat # 立即启动 + 开机自启
systemctl status tomcat # 查看运行状态

一键验证

ss -lntp | grep java # 应看到 8080 端口
curl -I http://localhost:8080 # 返回 200 OK

内容中制定用户了，所以这里要建立用户

要给tomcat指定java的运行环境

报错情况：

此时是没有运行这个文件的权限

查看权限

加权限

测试：

2.2 结合反向代理实现tomcat部署

浏览器里看到的“网页应用”≈ Nginx + Tomcat 这对黄金搭档在干活，而 Nginx 负责反向代理 / 负载均衡，Tomcat 负责跑 Java 代码。
为了不丢登录态，还要解决 Session 一致性问题。

什么是“反向代理”？

正反向区别一句话：
- 正向代理：帮客户端去访问外网（翻墙）。
- 反向代理：帮服务端接收外网请求（统一入口）。
为什么要反向代理 Tomcat？
端口统一：浏览器只认 80/443，Tomcat 默认 8080。
动静分离：Nginx 处理静态文件（css/js/png）速度是 Tomcat 的 10 倍。
安全：Tomcat 不再直接暴露，可放在内网。
指令拆解

nginx

复制

location ~ \\.jsp$ {
proxy_pass http://172.25.254.10:8080; # 把请求原封不动转给 Tomcat
proxy_set_header Host $host; # 保留浏览器里的域名，否则 Tomcat 重定向会出错
}

浏览器发的是 Host: lee.timinglee.org，Tomcat 也收到同样的 Host，就不会跳错地址。

为什么要“负载均衡”？

单台 Tomcat 的并发瓶颈：
纯 Java 业务，QPS 大约几百~一两千。用户量一上来就卡死。
思路：把同样的应用复制到多台机器，把压力分摊，术语叫 Load Balance。
Nginx 的 3 种常用调度算法
轮询（默认）——每人一次，最公平。
ip_hash ——同一 IP 固定到一台，解决会话保持（后面细说坑）。
hash $cookie_JSESSIONID ——按 SessionID 选机器，比 ip_hash 更精准。

HTTP 的无状态 & Session 机制

无状态：HTTP 协议本身不带“记忆”。
第一次请求登录成功，第二次刷新页面，Tomcat 压根不知道你是刚才那个人。
解决思路：
服务器给浏览器发一张“身份证”—— SessionID（随机字符串）。
浏览器以后每次请求都在 Cookie 里带上 JSESSIONID=xxx。
Tomcat 收到后，从自己内存里找对应的 SessionMap，取出用户信息。
生命周期
- 默认 30 min 没交互就失效（web.xml 可调）。
- 关闭浏览器 Cookie 消失，再开就重新领身份证。

负载均衡后出现的新问题：Session 丢失

场景：

浏览器第一次请求被分到 Tomcat-A，SessionID=1001 存在 A 的内存。
第二次请求被分到 Tomcat-B，B 内存里没 1001 → 强制跳回登录页。

这就是“找不到 SessionID”的根本原因：HTTP 无状态 + 多台机器内存不共享。

三种 Session 一致性方案对比

表格

复制

方案原理优点缺点适用

1. ip_hash	Nginx 按客户端 IP 固定到同一台机器	零改动	NAT 场景下严重倾斜；单点故障需重新登录	内部后台、用户量小
2. Tomcat Cluster	多台 Tomcat 组播同步 Session	官方原生	组播受网络限制；同步风暴	小规模内网
3. MSM+Memcached	Session 序列化后存 Memcached，多台 Tomcat 共享	无状态、高可用、扩展好	需额外部署 Memcached；首次配置稍复杂	生产最强

MSM+Memcached 工作流程（图+文字）

复制

浏览器
│
│ 1. 登录请求 → Nginx → Tomcat-A
│ │
│ └─ 2. 创建 SessionID=1001
│ 同时 3. 序列化 Session 到 Memcached
│
│ 4. 第二次请求 → Nginx → Tomcat-B
│ │
│ └─ 5. Tomcat-B 发现 Cookie:JSESSIONID=1001
6. 去 Memcached 取 Session → 继续业务

如果 Tomcat-A 挂了，Tomcat-B/C/D 任何一台都能从 Memcached 拿到同一份 Session，用户无感知。

配置小结（回顾）

反向代理（单机）

nginx

复制

location ~ \\.jsp$ {
proxy_pass http://172.25.254.10:8080;
proxy_set_header Host $host;
}

负载均衡（多机）

nginx

复制

upstream tomcat {
hash $cookie_JSESSIONID; # 会话保持最稳
server 172.25.254.10:8080;
server 172.25.254.20:8080;
}

MSM 共享 Session

把相关 jar 扔进 $CATALINA_HOME/lib
context.xml 指定 Memcached 节点
重启 Tomcat 即可生效单机
现在需要一个测试页面

测试页面不能直接在root里要放到默认发布目录里

直接下载nginx

在配置文件里写下子配置命令 include

错误情况：

访问超时

直接访问没问题

域名解析有误，之前实验的影响

测试：

之前的信息也会保留

这个代码，nginx不能写，是tomcat来写的

tomcat挂了，这个实验就不能用了

单机情况下，tomcat挂了，就不能用了

要解决这个问题，用多机来做

多机

测试：

会话绑定

缺点：如果同一个路由器过来的路由都会跑向一个路由器上了

cookie客户端生成的会话 session服务器生成的会话

会话：以用户的身份与服务器对话

此时的情况时，来一个服务器就重新对话

所以解决办法是生成sessionIP要与cookieIP一致，cookie值变了，就访问不同服务器

写cookie哈希

对键值进行哈希

测试：

ID是一样的就会访问同一个服务器上

只有挂了浏览器才会改变，此时ID也变了

前端还在做数据存储，但是后端的tomcat却挂了，前端是不知道的，该怎么办？

无论是10还是20，之前的数据该怎么保存？

三、Memcached

Memcached 只支持能序列化的数据类型，不支持持久化，基于Key-Value的内存缓存系统memcached 虽然没有像redis所具备的数据持久化功能，比如RDB和AOF都没有，但是可以通过做集群同步的方式，让各memcached服务器的数据进行同步，从而实现数据的一致性，即保证各memcached的数据是一样的，即使有任何一台 memcached 发生故障，只要集群中有一台 memcached 可用就不会出现数据丢失，当其他memcached 重新加入到集群的时候,可以自动从有数据的memcached 当中自动获取数据并提供服务。

Memcached 借助了操作系统的 libevent 工具做高效的读写。libevent是个程序库，它将Linux的epoll、 BSD类操作系统的kqueue等事件处理功能封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加，也能发挥高性能。

memcached使用这个libevent库，因此能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能 Memcached 支持最大的内存存储对象为1M，超过1M的数据可以使用客户端压缩或拆分报包放到多个 key中，比较大的数据在进行读取的时候需要消耗的时间比较长，

memcached 最适合保存用户的 session实现session共享 Memcached存储数据时, Memcached会去申请1MB的内存, 把该块内存称为一个slab, 也称为一个page Memcached 支持多种开发语言，包括：JAVA,C,Python,PHP,C#,Ruby,Perl等

Memcached 官网： http://memcached.org/

它本身不支持持久化，只支持能序列化的数据类型

没有客户端，是个键值

[root@tomcat ~]# yum install memcached -y
[root@tomcat ~]# vim /etc/sysconfig/memcached
PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="-l 0.0.0.0,::1"
0
980
[root@tomcat ~]# systemctl enable –now memcached
[root@tomcat ~]# netstat -antlupe | grep memcache
tcp
0 0.0.0.0:11211
97815
34711/memcached

[root@tomcat ~]# telnet localhost 11211
Trying ::1…
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
#增加
add leekey 0 60 4
#0 是否压缩 60 过期时间 4 字长
test
STORED
add leekey1 0 60 3
lee
STORED
#查看
get leekey
VALUE leekey 0 4
test
get leekey1
VALUE leekey1 0 3
lee
#改
set leekey 0 60 5
test1
STORED
get leekey
VALUE leekey 0 5
test1
END
add leekey1 0 60 4
test
#删除
delete leekey
DELETED
get leekey
END
get leekey1
VALUE leekey1 0 3
lee
#清空
flush_all
OK
get leekey1
END

实验：

修改接口，打开全部

再次查看端口信息

要把接口都打开

测试（长连接实验也用过）：

这里的2是字长：规定后面输入的字数只能是两个

查看刚刚储存的内容

修改储存的内容

删除并退出

企业一般不用

使用插件，让tomcat往memcached里存储，实际上，两者是没有关系的。

四、msm

[root@tomcat-1 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
@@@@内容省略@@@@
<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)$"
transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFacto
ry"
/>
[root@tomcat-2 tomcat]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
@@@@内容省略@@@@
<Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
memcachedNodes="n1:172.25.254.10:11211,n2:172.25.254.20:11211"
failoverNodes="n2"
requestUriIgnorePattern=".*\\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFacto
ry"
/>

修改nginx配置

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf
upstream tomcat {
hash $cookie_JSESSIONID;
server 172.25.254.10:8080;
server 172.25.254.20:8080;
}
server {
listen 80;
server_name lee.timinglee.org;
root /webdataw/nginx/timinglee.org/lee;
access_log /var/log/nginx/access.log;
error_log /var/log/nginx/error.log;
try_files $uri $uri.html $uri/index.html /error/default.html;
}
location ~ \\.jsp$ {
proxy_pass http://tomcat;
}

查看memcached的版本