搭建Web应用服务器

后端应用程序的服务器称为Web应用服务器，Web应用服务器根据不同的开发语言是有所区别的。这里以Java开发的后端应用程序为例，对应的Web应用服务器软件有Tomcat、Jetty和Weblogic。

注意：Web应用服务器和第3章提到的Web服务器是有所区别的。Web服务器一般处理的是静态网页资源，如网页相关文件和图片等资源文件，而Web应用服务器除了能处理静态文件之外，还可以执行应用程序。

Tomcat：在架构方面其采用了整体架构，不易扩展并且配置复杂，但是功能全面；在文档方面其功能比较全面，网上能查到很多在使用过程中遇到的问题；在应用场景方面，其适用于频繁且生命周期较短的请求。

Jetty：在架构方面基于一个可扩展的架构，扩展更容易且配置简单，可根据需要增减组件，内存开销相对更少；在文档方面，其文档比较零散，网上能查到的在使用过程中遇到问题较少一些；在应用场景方面，其适用于大量连接且长时间的请求，如Web聊天应用。

Weblogic是一款不开源且不免费的商业软件，功能完善而且版本稳定。

Web应用服务器软件的选择可根据具体的业务场景而选用。当然，一个大型网站系统里可能会有多种Web应用服务器软件，因为不同的后端应用程序会有不同的业务场景和性能要求，所以Web应用服务器软件需要根据实际情况来选用。但一般情况下，大多数的业务请求都是频繁的而且生命周期较短，在流行性方面Tomcat也是比较占优的，因此这里选用Tomcat作为本书的Web应用服务器软件。

由于Tomcat本身是用Java语言编写的，其运行的后端应用程序也是用Java编写的，而运行Java编写的程序需要JDK环境，所以Tomcat的安装步骤大体上分成两部分，即JDK安装和Tomcat安装。这里需要注意的是，不同的Tomcat版本对JDK版本是有要求的，如表4.1所示，详情见Tomcat官方文档（
http://tomcat.apache.org/whichversion.html）。

表4.1　不同的Tomcat版本对JDK版本的要求

下面分别在Windows系统和CentOS系统中安装Tomcat。选择这两个系统是因为Windows一般是开发人员在开发时使用的操作系统，而CentOS一般是网站服务器的操作系统。

说明：JDK（Java Development Kit）是Java软件开发工具包，其包含Java的运行环境和工具。JDK的原理会在4.1.4小节“后端应用程序的工作原理”中具体介绍，这里只需要关注安装步骤即可。

1.在Windows系统中安装Tomcat

在Windows系统中安装Tomcat的操作步骤如下：

（1）从Oracle JDK官网

（
https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html）上下载JDK，一般选择最新的LTS（Long Time Support，长期支持）版本。官网上的版本划分如图4.1所示，这里选择JDK 11（图4.1中的Java SE 11）作为安装版本，打开下载链接后选择Windows版本的JDK安装包下载即可。

图4.1 官网上的版本划分

注意：一些项目出于JDK升级成本或稳定性的考虑，会选用旧版本的JDK，如JDK 8。如果项目的JDK版本已经选定了，那么即使是开发环境，也应该选用对应的版本。另外，JDK一般指的是Oracle的JDK。除此之外还有其他的JDK，如Open JDK等。2019年后发布的Oracle JDK版本开始收费（商业用途），而Open JDK是完全免费的。

（2）双击下载的JDK安装文件安装JDK。安装完毕后需要配置环境变量才能让JDK生效。打开“系统属性”对话框，单击“环境变量”按钮弹出“环境变量”对话框，如图4.2所示。

图4.2 “环境变量”对话框

打开“环境变量”对话框后，在“系统变量”栏中添加JAVA_HOME变量，如图4.3所示。其中，变量的值为JDK的安装目录，JAVA_HOME这个变量名是固定的，很多第三方软件都会根据JAVA_HOME寻找JDK的路径。

图4.3 设置JAVA_HOME环境变量

添加完JAVA_HOME变量后编辑Path变量，把%JAVA_HOME%\bin添加进去，如图4.4所示。值得一提的是，Path变量的设置是为了让Windows系统找到JDK的位置，设置Path环境变量后，就可以在任何目录下执行javac/java等命令了。

而JAVA_HOME的设置不仅是为了在Path变量设置时显得简洁，更重要的是让一些软件找到JDK的位置，如Tomcat便是通过JAVA_HOME环境变量找到JDK位置的（默认情况）。

图4.4 在Path变量中添加JAVA_HOME

配置完环境变量之后，就可以检验JDK是否安装完成了。打开一个新的CMD窗口（旧的CMD窗口不识别新设置的环境变量），执行java-version命令，如果命令执行后显示当前的JDK版本的话，即说明JDK安装成功，如图4.5所示。

图4.5 检验JDK是否安装成功

注意：如果之前安装了其他版本的JDK，需要先卸载原有的JDK再安装新的JDK，卸载JDK需要在“应用和功能”中卸载，这样才能把原有的JDK卸载干净。另外，这里的环境变量配置是以JDK 11为例的，其他版本的JDK在环境变量配置时可能会有所区别。

（3）从Tomcat官网（
https://tomcat.apache.org/）上下载Tomcat，这里选择最新的稳定版本。官网上的版本划分如图4.6所示，这里下载适用于Windows系统的Tomcat 9。

图4.6 官网上的版本划分

注意：很多项目都选用Tomcat的旧版本（如稳定性较好的8.5），这是因为Web应用服务器最重要的就是稳定性，旧版本的稳定性已经经过了长时间的验证，而新版本虽然带来很多新的功能，但是新功能也可能会给Tomcat带来不稳定的情况，况且这些新功能很多情况下都是不必要的。

（4）下载完Tomcat压缩包后，将其解压，目录结构如图4.7所示。其中，webapps/ROOT文件夹默认存放后端应用程序，conf文件夹存放的是Tomcat相关的配置文件，logs文件夹存放的是Tomcat运行日志。

图4.7 解压后的Tomcat目录结构

（5）修改Tomcat配置。Tomcat的配置文件是conf/server.xml，默认的配置文件如代码4.1所示。

代码4.1　默认的Tomcat配置

…

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" <!-- 8080为HTTP请求端口 -->

connectionTimeout="20000" <!-- 连接超时时间 -->

redirectPort="8443" /> <!-- 8443为HTTPS重定向端口 -->

…

<Host

name="localhost"

appBase="webapps"

unpackWARs="true"

autoDeploy="true">

…

</Host>

...

（6）添加Tomcat环境变量。打开“环境变量”对话框，在“系统变量”栏中添加CATALINA_HOME变量，如图4.8所示，其中，变量的值为Tomcat的安装目录，CATALINA_HOME这个变量名是固定的。

说明：Tomcat实际上是Apache的扩展，其主要由3个部分组成，即Web容器、Catalina和JSP容器。Web容器用于处理一些静态网页资源；Catalina用于运行Java程序；JSP容器用于处理JSP动态网页。值得一提的是，Tomcat虽然能处理静态网页资源，但是其处理能力没有Web服务器软件（如Apache和Nginx）高效，所以Tomcat一般只作为Java后端应用程序或JSP的运行环境。

图4.8 设置Tomcat环境变量

（7）启动Tomcat。进入图4.7所示的bin文件夹，双击startup.bat文件，正常情况下会出现如图4.9所示的窗口，此窗口无须关闭，关闭窗口即为关闭Tomcat。如果窗口一闪而过，则表示Tomcat启动失败，可以查看图4.7所示的logs文件夹中的catalina.log日志。如果保持默认Tomcat配置的话，在浏览器的地址栏中输入http://localhost:8080会打开Tomcat的默认网页，如图4.10所示。

注意：Tomcat除了上述启动方式以外，还可以通过“Windows服务”的形式启动，即Tomcat的启动无须人工执行，计算机会自动在后台进程中执行Tomcat程序，并且没有如图4.9所示的窗口。这种启动方式一般是在Windows作为服务器系统的情况下，而在作为开发时使用的Windows系统中，不建议以Windows服务的形式启动Tomcat，这样会与IDE（IDE指的是开发工具，如Eclipse、VS Code等）调试后端应用程序时产生冲突。

图4.9 Tomcat启动窗口

图4.10 Tomcat默认网页

（8）如果非本机的浏览器想要访问Tomcat服务，则需要设置防火墙开启端口权限。对于大型网站而言，服务器系统一般为Linux系统，Windows的Tomcat一般只是为了本地开发使用，非本机浏览器访问的场景比较少，因此防火墙的设置不是必要的操作。如果开发时有非本机访问的情况，可以暂时关闭Windows防火墙。

2.在CentOS系统中安装Tomcat

在CentOS系统中安装Tomcat时，推荐通过下载指定版本的方式进行安装。

需要注意的是，开发环境和生产环境的Tomcat版本最好保持一致，这样能避免一些由于Tomcat版本差异而引发的问题。

注意：这里有别于3.1.1小节中推荐的yum安装，这是因为Web服务器（Apache、Nginx等）只是负责静态资源处理，版本差异对稳定性不会产生太大的影响，而Web应用服务器软件（Tomcat等）是作为后端应用程序的容器，版本差异对后端应用程序的稳定性影响较大，因此Web应用服务器软件需要指定版本进行安装。

下面是CentOS系统中安装Tomcat的具体操作步骤。

（1）从Oracle JDK官网

（
https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html）上下载JDK，一般选择最新的LTS（Long Time Support，长期支持）版本。官网上的版本划分如图4.1所示，这里选择JDK 11（图4.1中的Java SE 11）作为安装版本。单击下载链接后会进入详细的下载页面，如图4.11所示。选择对应系统的安装包安装起来会方便一些，但是为了安装步骤的通用性，我们选择通用的Linux压缩包作为下载对象。

图4.11 详细的下载页面

（2）安装JDK。下载完通用的Linux系统压缩包后，把JDK压缩包解压到任意目录下（这里推荐/usr/local目录），解压命令如代码4.2所示，其中，
jdk-11.0.6_linux-x64_bin.tar.gz是压缩包名，/usr/local/是解压的目标路径。解压后的目录结构如图4.12所示。

代码4.2　解压缩JDK压缩包

sudo tar -xvf jdk-11.0.6_linux-x64_bin.tar.gz -C /usr/local/

图4.12 JDK解压后的目录结构

解压完毕后，需要配置环境变量才能让JDK生效，配置命令如代码4.3所示。其中，/usr/local/jdk-11.0.6为JDK的路径。

代码4.3　配置JDK环境变量

sudo echo 'export JAVA_HOME=/usr/local/jdk-11.0.6' >> /etc/profile

sudo echo 'export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin' >> /etc/profile

sudo source /etc/profile

配置完JDK的环境变量后，输入java-version检验JDK是否安装成功，正常情况下会显示当前的JDK版本，如图4.13所示。

图4.13 检验JDK是否安装成功

（3）从Tomcat官网（
https://tomcat.apache.org/）上下载Tomcat，这里选择最新的稳定版本。官网上的版本划分如图4.14所示，这里下载适用于Linux系统的Tomcat 9。

图4.14 官网上的版本划分

注意：前面在Windows系统中安装Tomcat时提到，Tomcat的版本不一定要选用最新的稳定版本，因为Web应用服务器软件最重要的是稳定性，而旧版本由于具有更长的稳定性检验时间，所以现在很多公司都在继续使用稳定的Tomcat 8.5或Tomcat 7，而放弃使用新的Tomcat 9或Tomcat 10。

（4）下载完Tomcat压缩包后，把Tomcat压缩包解压到任意目录下（这里推荐/usr/local目录），解压命令如代码4.4所示。其中，
apache-tomcat-9.0.33.tar.gz是压缩包名，/usr/local/是解压的目标路径。解压后的目录结构如图4.15所示，其中，webapps文件夹默认用来存放后端应用程序，conf文件夹存放的是Tomcat相关配置文件，logs文件夹存放的是Tomcat运行日志。

代码4.4　解压缩Tomcat压缩包

sudo tar -xvf apache-tomcat-9.0.33.tar.gz -C /usr/local/

图4.15 解压后的Tomcat目录结构

（5）修改Tomcat配置。Tomcat的配置文件是conf/server.xml，默认的配置文件代码如代码4.5所示。

代码4.5　默认的Tomcat配置

…

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" <!-- 8080为HTTP请求端口 -->

connectionTimeout="20000" <!-- 连接超时时间 -->

redirectPort="8443" /> <!-- 8443为HTTPS重定向端口 -->

…

<Host

name="localhost"

appBase="webapps"

unpackWARs="true"

autoDeploy="true">

…

</Host>

…

（6）添加Tomcat环境变量，配置命令如代码4.6所示，其中，CATALINA_HOME变量名是固定的，
/usr/local/apache-tomcat-9.0.33是Tomcat的路径。

代码4.6　配置Tomcat环境变量

sudo echo 'export CATALINA_HOME=/usr/local/apache-tomcat-9.0.33' >> /etc/

profile

sudo echo 'export PATH=$PATH:$CATALINA_HOME/bin' >> /etc/profile

sudo source /etc/profile

（7）配置自动启动Tomcat服务。新建
/usr/lib/systemd/system/tomcat.service文件，在文件内写入如代码4.7所示的内容，其中，
/usr/local/apache-tomcat-9.0.33/bin/startup.sh和
/usr/local/apache-tomcat-9.0.33/bin/shutdown.sh需要根据实际的目录路径而定。

代码4.7　配置自动启动Tomcat服务

[Unit]

Description=Tomcat

After=syslog.target network.target remote-fs.target nss-lookup.target

[Service]

Type=oneshot

ExecStart=/usr/local/apache-tomcat-9.0.33/bin/startup.sh

ExecStop=/usr/local/apache-tomcat-9.0.33/bin/shutdown.sh

ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID

RemainAfterExit=yes

[Install]

WantedBy=multi-user.target

创建完文件后，设置开机启动命令、启动服务命令和停止服务命令，如代码4.8所示。其中，tomcat.service为刚创建的文件名。

代码4.8　配置开机启动命令等

sudo systemctl enable tomcat.service #设置开机启动命令

sudo systemctl start tomcat.service #启动服务命令

sudo systemctl stop tomcat.service #停止服务命令

（8）配置防火墙。一般完成步骤（4）就能启动Tomcat了，如果防火墙是开启状态的话，则非本机的浏览器是不能访问Tomcat的，因此这里需要配置防火墙。配置防火墙的命令如代码4.9所示，并且命令需要顺序执行。

代码4.9　配置防火墙的命令

#打开端口，8080为Tomcat端口

sudo firewall-cmd --add-port=8080/tcp –permanent

sudo firewall-cmd --reload #重启防火墙

防火墙配置成功后，非本机浏览器便可以访问Tomcat默认网页了，如图4.16所示。其中，192.168.3.54为服务器的IP地址，8080为Tomcat的端口。

图4.16 非本机浏览器访问Tomcat默认网页

本文给大家讲解的内容是大型网站架构的技术细节：后端架构，后端的工作原理，搭建Web应用服务器

1. 下篇文章给大家讲解的内容是大型网站架构的技术细节：后端架构，后端的工作原理， 构造一个简单的后端应用程序
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