Jetty基本介绍 及 与tomcat对比

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Jetty基本介绍 及 与tomcat对比

高广超 2017-05-07 10:59:00 浏览402
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一、Jetty目录剖析

bin:可执行脚本文件
demo- base:
etc:Jetty模块定义的XML配置文件的目录
lib:Jetty依赖的库文件
logs:Jetty的日志目录
modules:Jetty的模块
resources:外部资源配置文件的目录
webapps:项目WAR文件的目录还需要关心根目录下的一个文件:start.d(Wondows系统是start.ini文件),它定义了Jetty的活动模块。

二、基本配置

1、修改Jetty的端口

Jetty默认使用8080端口,要让它使用其他端口(如7070),那么编辑start.d(Wondows系统是start.ini文件),找到jetty.http.port行,修改为:

## Connector port to listen on
jetty.http.port=7070

保存并退出,再重启Jetty。

2、修改webapps目录

Jetty下的webapps是默认的Web项目的部署目录,如果想修改此目录,可修改start.d配置文件(start.ini),移除以下行的注释符号“#”

# jetty.deploy.monitoredDir=webapps

并把内容修改到你指定的目录。保存并退出,再重启Jetty。

三、Jetty的模块化架构

Jetty运行于模块化的架构之上,这意味着Jetty的功能是以模块的方式运行的,比如HTTP、HTTPS、SSL、日志logging、JMX、JNDI、WebSocket等模块。常用的模块如HTTP、JSP和WebSocket模块都是默认就激活的,而其他如HTTPS、JMX等模块则需要手动激活。

1、单个模块的剖析

Jetty的modules子目录列出了所有的模块,这些模块是扩展名为.mod的文件,它声明了要被激活的JAR文件(在Jetty的lib子目录下)和XML配置文件(在Jetty的etc子目录下),以及其他要作为模块被激活的资源。比如,可以查看modules子目录的logging.mod文件的内容,可以看到,它声明了配置文件是etc/jetty-logging.xml,所需的JAR包在lib/logging处,另外logs目录是必须的。

[ xml]
etc/jetty-logging.xml
[files]
logs/
[lib]
lib/logging/**.jar
resources/

2、通过命令行激活模块

激活Jetty的模块有两种方式。第一种方式是通过命令行激活:

java -jar start.jar --add-to-startd=logging

上面的命令会在Jetty目录下创建logging.ini文件,相关的配置可以在此文件中查到。配置日志后,可以再次启动Jetty,并可以查看到日志模块是激活了的。

3、通过配置文件start.ini激活模块

第二种方式是通过配置文件start.ini激活模块

--module=logging

这种方式和前一种相似,且更常用。

4、配置模块

正如上面提到的,mod文件声明了相关的XML配置文件,在Jetty的etc子目录下,可以通过这些配置文件来配置模块。比如日志模块声明了相关的配置文件是jetty-logging.xml,可以通过修改此配置文件来调整日志。

四、接受请求

Jetty 作为一个独立的 Servlet 引擎可以独立提供 Web 服务,但是它也可以与其他 Web 应用服务器集成,所以它可以提供基于两种协议工作,一个是 HTTP,一个是 AJP 协议。如果将 Jetty 集成到 Jboss 或者 Apache,那么就可以让 Jetty 基于 AJP 模式工作。下面分别介绍 Jetty 如何基于这两种协议工作,并且它们如何建立连接和接受请求的。

1、基于HTTP

如果前端没有其它 web 服务器,那么 Jetty 应该是基于 HTTP 协议工作。也就是当 Jetty 接收到一个请求时,必须要按照 HTTP 协议解析请求和封装返回的数据。那么 Jetty 是如何接受一个连接又如何处理这个连接呢?

我们设置 Jetty 的 Connector 实现类为

org.eclipse.jetty.server.bi.SocketConnector 让 Jetty 以 BIO 的方式工作,Jetty 在启动时将会创建 BIO 的工作环境,它会创建 HttpConnection 类用来解析和封装 HTTP1.1 的协议,ConnectorEndPoint 类是以 BIO 的处理方式处理连接请求,ServerSocket 是建立 socket 连接接受和传送数据,Executor 是处理连接的线程池,它负责处理每一个请求队列中任务。acceptorThread 是监听连接请求,一有 socket 连接,它将进入下面的处理流程。

当 socket 被真正执行时,HttpConnection 将被调用,这里定义了如何将请求传递到 servlet 容器里,有如何将请求最终路由到目的 servlet,关于这个细节可以参考《 servlet 工作原理解析》一文。
下图是 Jetty 启动创建建立连接的时序图:


img_85a46f69092d5dad05d86674d044ead7.png
image.png

Jetty 创建接受连接环境需要三个步骤:

  1. 创建一个队列线程池,用于处理每个建立连接产生的任务,这个线程池可以由用户来指定,这个和 Tomcat 是类似的。
  2. 创建 ServerSocket,用于准备接受客户端的 socket 请求,以及客户端用来包装这个 socket 的一些辅助类。
  3. 创建一个或多个监听线程,用来监听访问端口是否有连接进来。
    相比 Tomcat 创建建立连接的环境,Jetty 的逻辑更加简单,牵涉到的类更少,执行的代码量也更少了。

当建立连接的环境已经准备好了,就可以接受 HTTP 请求了,当 Acceptor 接受到 socket 连接后将转入下图所示流程执行:

img_088376101d725cd44e64335560e288d7.png
image.png

Accetptor 线程将会为这个请求创建 ConnectorEndPoint。HttpConnection 用来表示这个连接是一个 HTTP 协议的连接,它会创建 HttpParse 类解析 HTTP 协议,并且会创建符合 HTTP 协议的 Request 和 Response 对象。接下去就是将这个线程交给队列线程池去执行了。

2、基于AJP

通常一个 web 服务站点的后端服务器不是将 Java 的应用服务器直接暴露给服务访问者,而是在应用服务器,如 Jboss 的前面在加一个 web 服务器,如 Apache 或者 nginx,我想这个原因大家应该很容易理解,如做日志分析、负载均衡、权限控制、防止恶意请求以及静态资源预加载等等。

下图是通常的 web 服务端的架构图:


img_997482901437dd17ccfd6832dbc296cd.png
image.png

这种架构下 servlet 引擎就不需要解析和封装返回的 HTTP 协议,因为 HTTP 协议的解析工作已经在 Apache 或 Nginx 服务器上完成了,Jboss 只要基于更加简单的 AJP 协议工作就行了,这样能加快请求的响应速度。

对比 HTTP 协议的时序图可以发现,它们的逻辑几乎是相同的,不同的是替换了一个类 Ajp13Parserer 而不是 HttpParser,它定义了如何处理 AJP 协议以及需要哪些类来配合。

实际上在 AJP 处理请求相比较 HTTP 时唯一的不同就是在读取到 socket 数据包时,如何来转换这个数据包,是按照 HTTP 协议的包格式来解析就是 HttpParser,按照 AJP 协议来解析就是 Ajp13Parserer。封装返回的数据也是如此。

让 Jetty 工作在 AJP 协议下,需要配置 connector 的实现类为 Ajp13SocketConnector,这个类继承了 SocketConnector 类,覆盖了父类的 newConnection 方法,为的是创建 Ajp13Connection 对象而不是 HttpConnection。如下图表示的是 Jetty 创建连接环境时序图:


img_b33fde009cbdbc02acdae312bfcb1106.png
image.png

与 HTTP 方式唯一不同的地方的就是将 SocketConnector 类替换成了 Ajp13SocketConnector。改成 Ajp13SocketConnector 的目的就是可以创建 Ajp13Connection 类,表示当前这个连接使用的是 AJP 协议,所以需要用 Ajp13Parser 类解析 AJP 协议,处理连接的逻辑都是一样的。如下时序图所示:

img_2719b3843c4ee1a4bc67030f988859bc.png
image.png

3、NIO处理方式

Jetty 建立客户端连接到处理客户端的连接也支持 NIO 的处理方式,其中 Jetty 的默认 connector 就是 NIO 方式。

关于 NIO 的工作原理可以参考 developerworks 上关于 NIO 的文章,通常 NIO 的工作原型如下:

Selector selector = Selector.open(); 
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); 
ssc.configureBlocking( false ); 
SelectionKey key = ssc.register( selector, SelectionKey.OP_ACCEPT ); 
ServerSocketChannel ss = (ServerSocketChannel)key.channel(); 
SocketChannel sc = ss.accept(); 
sc.configureBlocking( false );
SelectionKey newKey = sc.register( selector, SelectionKey.OP_READ ); 
Set selectedKeys = selector.selectedKeys();

创建一个 Selector 相当于一个观察者,打开一个 Server 端通道,把这个 server 通道注册到观察者上并且指定监听的事件。然后遍历这个观察者观察到事件,取出感兴趣的事件再处理。这里有个最核心的地方就是,我们不需要为每个被观察者创建一个线程来监控它随时发生的事件。而是把这些被观察者都注册一个地方统一管理,然后由它把触发的事件统一发送给感兴趣的程序模块。这里的核心是能够统一的管理每个被观察者的事件,所以我们就可以把服务端上每个建立的连接传送和接受数据作为一个事件统一管理,这样就不必要每个连接需要一个线程来维护了。

这里需要注意的地方时,很多人认为监听 SelectionKey.OP_ACCEPT 事件就已经是非阻塞方式了,其实 Jetty 仍然是用一个线程来监听客户端的连接请求,当接受到请求后,把这个请求再注册到 Selector 上,然后才是非阻塞方式执行。这个地方还有一个容易引起误解的地方是:认为 Jetty 以 NIO 方式工作只会有一个线程来处理所有的请求,甚至会认为不同用户会在服务端共享一个线程从而会导致基于 ThreadLocal 的程序会出现问题,其实从 Jetty 的源码中能够发现,真正共享一个线程的处理只是在监听不同连接的数据传送事件上,比如有多个连接已经建立,传统方式是当没有数据传输时,线程是阻塞的也就是一直在等待下一个数据的到来,而 NIO 的处理方式是只有一个线程在等待所有连接的数据的到来,而当某个连接数据到来时 Jetty 会把它分配给这个连接对应的处理线程去处理,所以不同连接的处理线程仍然是独立的。

Jetty 的 NIO 处理方式和 Tomcat 的几乎一样,唯一不同的地方是在如何把监听到事件分配给对应的连接的处理方式。从测试效果来看 Jetty 的 NIO 处理方式更加高效。下面是 Jetty 的 NIO 处理时序图:

img_c196c0e978d86baf66375bf9edf70a07.png
image.png

五、与 Tomcat 的比较

Tomcat 和 Jetty 都是作为一个 Servlet 引擎应用的比较广泛,可以将它们比作为中国与美国的关系,虽然 Jetty 正常成长为一个优秀的 Servlet 引擎,但是目前的 Tomcat 的地位仍然难以撼动。相比较来看,它们都有各自的优点与缺点。

Tomcat 经过长时间的发展,它已经广泛的被市场接受和认可,相对 Jetty 来说 Tomcat 还是比较稳定和成熟,尤其在企业级应用方面,Tomcat 仍然是第一选择。但是随着 Jetty 的发展,Jetty 的市场份额也在不断提高,至于原因就要归功与 Jetty 的很多优点了,而这些优点也是因为 Jetty 在技术上的优势体现出来的。

架构比较

从架构上来说,显然 Jetty 比 Tomcat 更加简单,如果你对 Tomcat 的架构还不是很了解的话,建议你先看一下 《Tomcat系统架构与设计模式》这篇文章。

Jetty 的架构从前面的分析可知,它的所有组件都是基于 Handler 来实现,当然它也支持 JMX。但是主要的功能扩展都可以用 Handler 来实现。可以说 Jetty 是面向 Handler 的架构,就像 Spring 是面向 Bean 的架构,iBATIS 是面向 statement 一样,而 Tomcat 是以多级容器构建起来的,它们的架构设计必然都有一个“元神”,所有以这个“元神“构建的其它组件都是肉身。

从设计模板角度来看 Handler 的设计实际上就是一个责任链模式,接口类 HandlerCollection 可以帮助开发者构建一个链,而另一个接口类 ScopeHandler 可以帮助你控制这个链的访问顺序。另外一个用到的设计模板就是观察者模式,用这个设计模式控制了整个 Jetty 的生命周期,只要继承了 LifeCycle 接口,你的对象就可以交给 Jetty 来统一管理了。所以扩展 Jetty 非常简单,也很容易让人理解,整体架构上的简单也带来了无比的好处,Jetty 可以很容易被扩展和裁剪。

相比之下,Tomcat 要臃肿很多,Tomcat 的整体设计上很复杂,前面说了 Tomcat 的核心是它的容器的设计,从 Server 到 Service 再到 engine 等 container 容器。作为一个应用服务器这样设计无口厚非,容器的分层设计也是为了更好的扩展,这是这种扩展的方式是将应用服务器的内部结构暴露给外部使用者,使得如果想扩展 Tomcat,开发人员必须要首先了解 Tomcat 的整体设计结构,然后才能知道如何按照它的规范来做扩展。这样无形就增加了对 Tomcat 的学习成本。不仅仅是容器,实际上 Tomcat 也有基于责任链的设计方式,像串联 Pipeline 的 Vavle 设计也是与 Jetty 的 Handler 类似的方式。要自己实现一个 Vavle 与写一个 Handler 的难度不相上下。表面上看,Tomcat 的功能要比 Jetty 强大,因为 Tomcat 已经帮你做了很多工作了,而 Jetty 只告诉,你能怎么做,如何做,有你去实现。

打个比方,就像小孩子学数学,Tomcat 告诉你 1+1=2,1+2=3,2+2=4 这个结果,然后你可以根据这个方式得出 1+1+2=4,你要计算其它数必须根据它给你的公式才能计算,而 Jetty 是告诉你加减乘除的算法规则,然后你就可以根据这个规则自己做运算了。所以你一旦掌握了 Jetty,Jetty 将变得异常强大。

性能比较

单纯比较 Tomcat 与 Jetty 的性能意义不是很大,只能说在某种使用场景下,它表现的各有差异。因为它们面向的使用场景不尽相同。从架构上来看 Tomcat 在处理少数非常繁忙的连接上更有优势,也就是说连接的生命周期如果短的话,Tomcat 的总体性能更高。

而 Jetty 刚好相反,Jetty 可以同时处理大量连接而且可以长时间保持这些连接。例如像一些 web 聊天应用非常适合用 Jetty 做服务器,像淘宝的 web 旺旺就是用 Jetty 作为 Servlet 引擎。

另外由于 Jetty 的架构非常简单,作为服务器它可以按需加载组件,这样不需要的组件可以去掉,这样无形可以减少服务器本身的内存开销,处理一次请求也是可以减少产生的临时对象,这样性能也会提高。另外 Jetty 默认使用的是 NIO 技术在处理 I/O 请求上更占优势,Tomcat 默认使用的是 BIO,在处理静态资源时,Tomcat 的性能不如 Jetty。

特性比较

作为一个标准的 Servlet 引擎,它们都支持标准的 Servlet 规范,还有 Java EE 的规范也都支持,由于 Tomcat 的使用的更加广泛,它对这些支持的更加全面一些,有很多特性 Tomcat 都直接集成进来了。但是 Jetty 的应变更加快速,这一方面是因为 Jetty 的开发社区更加活跃,另一方面也是因为 Jetty 的修改更加简单,它只要把相应的组件替换就好了,而 Tomcat 的整体结构上要复杂很多,修改功能比较缓慢。所以 Tomcat 对最新的 Servlet 规范的支持总是要比人们预期的要晚。

参考资料

官方文档
Jetty 的工作原理以及与 Tomcat 的比较


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个人介绍:

高广超 :多年一线互联网研发与架构设计经验,擅长设计与落地高可用、高性能互联网架构。

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