Tomcat常见报错以及手动实现Tomcat

一.Tomcat的简单启动

1.安装Tomcat

2.Tomcat启动

1. 双击 bin 目录下的 startup.bat 文件

2. 输入 http://localhost:8080/，显示如下界面代表安装成功, 默认在 8080 端口

3. 注意，不要关闭黑窗口，关闭了，tomcat 服务就停止了.

3.曾经的启动失败案例

3.1Tomcat停止时报错（java.net.ConnectException: 拒绝连接 (Connection refused)）

问题：没有关闭之前的Tomcat服务

解决办法：pkill -9 java的方式强制关闭tomcat服务，然后重新启动。

3.2启动Tomcat时终端显示乱码

...\conf\logging.properties配置文件中默认设置的UTF-8改为GBK

3.3Tomcat无法启动:

问题: Tomcat启动失败，通常会在启动脚本或日志中显示错误消息。
解决办法:
- 检查端口冲突，确保Tomcat所需的端口没有被其他进程占用。
- 检查server.xml配置文件，确保没有错误配置。
- 检查Java环境变量（如JAVA_HOME）是否正确设置。
- 查看Tomcat的日志文件以获取详细错误信息。

3.4内存溢出错误（OutOfMemoryError）:

问题: 应用程序使用的内存超出了可用内存限制。
解决办法:
- 增加Tomcat的JVM堆内存大小，通过修改catalina.sh或catalina.bat中的-Xmx参数来实现。
- 使用内存分析工具（如VisualVM）来查找内存泄漏问题。
- 当然还可以优化代码，减少内存。嘿嘿嘿

3.5无法连接到数据库:

问题: 应用程序无法连接到数据库。
解决办法:
- 检查数据库服务器是否正在运行。
- 检查数据库连接字符串和凭据是否正确。
- 确保数据库驱动程序JAR文件已正确放置在Tomcat的lib目录中。

4.解决问题大致思路：

4.1运行之后报错：

打开...\logs日志文件查看日志，查看出错的地方并对症下药。

4.2无法运行报错：

当我们点击startup.bat之后，黑屏一闪而逝，那么我们可以在startup.bat的末尾敲击pause之后，报错，当我们再次点击之后就会出现对应的错误。没有问题就会出现你的对应的配置文件，jdk之类的。如果还无法解决，看看server.xml中的具体配置是不是缺少某个文件或者文件位置安装错误。

二.Tomcat简单介绍

Tomcat 目录结构

1. server.xml 用于配置 tomcat 的基本设置(启动端口，关闭端口, 主机名)

2. wex.xml 用于指定 tomcat 运行时配置(比如 servlet 等..)

3. webapps 目录是存放 web 应用，就是网站，通常在我们的url后面添加/.....即可。

例如：localhost：8080/web/text.txt就是访问webapps的text.txt文件

三.Tomcat 服务中部署 WEB 应用

1.什么是Web应用

1.1 WEB应用是多个web资源的集合。简单的说，可以把web应用理解为硬盘上的一个目录，这个目录用于管理多个web资源。

1.2 Web应用通常也称之为web应用程序，或web工程，通俗的说就是网站

2.WEb应用组成

一个 WEB 应用由多个 WEB 资源或其它文件组成，包括 html 文件、css 文件、js 文件、动态 web 页面、java 程序、支持 jar 包、配置文件等。开发人员在开发 web 应用时，按照规定目录结构存放这些文件。否则，在把 web 应用交给 web 服务器管理时，不仅可能会使 web 应用无法访问，还会导致 web 服务器启动报错

3.JavaWeb程序/应用/工程目录结构

4.部署方式

4.1将 web 工程的目录拷贝到 Tomcat 的 webapps 目录

1. news Web工程(目前都是静态资源 html, 图片)

2. 将该news目录/文件夹拷贝到 Tomcat 的webapps目录下

3. 浏览器输入： http://ip[域名]:port/news/子目录../文件名

4.2通过配置文件来部署

1.在Tomcat 下的 conf 目录\Catalina\localhost\ 下,配置文件，比如hong.xml(提醒：知道 Tomcat通过配置，可以把一个web应用，映射到指定的目录，可以解决磁盘空间分配

2.访问web工程: http://ip[域名]:port/hong/index.html 就表示访问 D:\album 目录下的 index.html

4.3ROOT 的工程的访问

1. 在浏览器地址栏中输入访问地址如下：http://ip[域名]:port，没有Web工程/应用名时，默认访问的是 ROOT 工程

2. 在浏览器地址栏中输入的访问地址如下： http://ip[域名]:port/工程名/ ，没有资源名，默认访问 index.jsp 页面

4.4maven

我们可以通过package打包成war格式或者jar格式返给webapps里面进行编译

四.底层逻辑实现

思考问题: Tomcat 底层实现和调用到 Servlet 流程？

1.Tomcat 整体架构分析

Tomcat 有三种运行模式（BIO, NIO, APR）, 因为准备要说的是 Tomcat 如何接收客户端请求，解析请求, 调用 Servlet , 并返回结果的机制流程, 采用 BIO 线程模型来模拟.

2.手动实现Tomcat 底层机制+ 自己设计 Servlet

1.编写自己 Tomcat, 能给浏览器返回 Hi, Hong

1.1分析

1.2代码实现

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * @author hong
 * @version 1.0
 * 这是第一个版本的tomcat ,可以完成，接收浏览器的请求，并返回信息
 */
public class HspTomcatV1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //1. 创建ServerSocket, 在 8080端口监听
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        System.out.println("=======mytomcat在8080端口监听======");
        while (!serverSocket.isClosed()) {

            //等待浏览器/客户端的连接
            //如果有连接来，就创建一个socket
            //这个socket就是服务端和浏览器端的连接/通道
            Socket socket = serverSocket.accept();

            //先接收浏览器发送的数据
            //inputStream 是字节流=> BufferedReader(字符流)

            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            BufferedReader bufferedReader =
                    new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "utf-8"));

            String mes = null;
            System.out.println("=======接收到浏览器发送的数据=======");
            //循环的读取
            while ((mes = bufferedReader.readLine()) != null) {
                //判断mes的长度是否为0
                if (mes.length() == 0) {
                    break;//退出while
                }
                System.out.println(mes);
            }

            //我们的tomcat会送-http响应方式
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            //构建一个http响应的头
            //\r\n 表示换行
            //http响应体，需要前面有两个换行 \r\n\r\n
            String respHeader = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
                    "Content-Type: text/html;charset=utf-8\r\n\r\n";
            String resp = respHeader + "hi, hong";

            System.out.println("========我们的tomcat 给浏览器会送的数据======");
            System.out.println(resp);

            outputStream.write(resp.getBytes());//将resp字符串以byte[] 方式返回

            outputStream.flush();
            outputStream.close();
            inputStream.close();
            socket.close();
            // //等会
            // inputStream.close();
            // socket.close();
        }
    }
}

2.使用 BIO 线程模型，支持多线程

2.1BIO 线程模型介绍

2.2分析

2.3代码实现

/**
 * @author hong
 * @version 1.0
 */
public class HspTomcatV2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //在8080端口监听
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        System.out.println("=======hongtomcatV2 在8080监听=======");
        //只要 serverSocket没有关闭，就一直等待浏览器/客户端的连接
        while (!serverSocket.isClosed()) {
            //1. 接收到浏览器的连接后，如果成功，就会得到socket
            //2. 这个socket 就是 服务器和 浏览器的数据通道
            Socket socket = serverSocket.accept();
            //3. 创建一个线程对象，并且把socket给该线程
            //  这个是java线程基础
            HspRequestHandler hspRequestHandler =
                    new HspRequestHandler(socket);
            new Thread(hspRequestHandler).start();

        }
    }
}

3.处理 Servlet

3.1Servlet 生命周期-回顾

3.2分析

浏览器请求 http://localhost:8080/hongCalServlet, 提交数据，完成计算任务，如果 servlet 不存在，返回 404

3.3代码

package com.hspedu.tomcat;

import com.hspedu.tomcat.handler.HspRequestHandler;
import com.hspedu.tomcat.servlet.HspHttpServlet;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * @author hong
 * @version 1.0
 * 第3版的Tomcat, 实现通过xml+反射来初始化容器
 */
public class HspTomcatV3 {

    //1. 存放容器 servletMapping
    // -ConcurrentHashMap
    // -HashMap
    // key            - value
    // ServletName    对应的实例

    public static final ConcurrentHashMap<String, HspHttpServlet>
            servletMapping = new ConcurrentHashMap<>();


    //2容器 servletUrlMapping
    // -ConcurrentHashMap
    // -HashMap
    // key                    - value
    // url-pattern       ServletName

    public static final ConcurrentHashMap<String, String>
            servletUrlMapping = new ConcurrentHashMap<>();


    //你可以这里理解session, tomcat还维护一个容器
    public static final ConcurrentHashMap<String, HttpSession>
            sessionMapping = new ConcurrentHashMap<>();
    

    //你可以这里理解filter, tomcat还维护了filter的容器
    public static final ConcurrentHashMap<String, String>
            filterUrlMapping = new ConcurrentHashMap<>();

    public static final ConcurrentHashMap<String, Filter>
            filterMapping = new ConcurrentHashMap<>();
    //变强..
    public static void main(String[] args) {
        HspTomcatV3 hspTomcatV3 = new HspTomcatV3();
        hspTomcatV3.init();
        //启动hsptomcat容器
        hspTomcatV3.run();
    }


    //启动HspTomcatV3容器
    public void run() {

        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
            System.out.println("=====hongtomcatv3在8080监听======");
            while (!serverSocket.isClosed()) {
                Socket socket = serverSocket.accept();
                HspRequestHandler hspRequestHandler =
                        new HspRequestHandler(socket);
                new Thread(hspRequestHandler).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    //直接对两个容器进行初始化
    public void init() {
        //读取web.xml => dom4j =>
        //得到web.xml文件的路径 => 拷贝一份.
        String path = HspTomcatV3.class.getResource("/").getPath();
        //System.out.println("path= " + path);
        //使用dom4j技术完成读取
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        //困难->真的掌握
        try {
            Document document = saxReader.read(new File(path + "web.xml"));
            System.out.println("document= " + document);
            //得到根元素
            Element rootElement = document.getRootElement();
            //得到根元素下面的所有元素
            List<Element> elements = rootElement.elements();
            //遍历并过滤到 servlet servlet-mapping
            for (Element element : elements) {
                if ("servlet".equalsIgnoreCase(element.getName())) {
                    //这是一个servlet配置
                    //System.out.println("发现 servlet");
                    //使用反射将该servlet实例放入到servletMapping
                    Element servletName = element.element("servlet-name");
                    Element servletClass = element.element("servlet-class");
                    servletMapping.put(servletName.getText(),
                            (HspHttpServlet) Class.forName(servletClass.getText().trim()).newInstance());
                } else if ("servlet-mapping".equalsIgnoreCase(element.getName())) {
                    //这是一个servlet-mapping
                    //System.out.println("发现 servlet-mapping");

                    Element servletName = element.element("servlet-name");
                    Element urlPatter = element.element("url-pattern");
                    servletUrlMapping.put(urlPatter.getText(), servletName.getText());

                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //验证，这两个容器是否初始化成功
        System.out.println("servletMapping= " + servletMapping);
        System.out.println("servletUrlMapping= " + servletUrlMapping);
    }
}