安裝Tomcat之前要先安裝JDK，可從http://java.sun.com上下載最新版本的JDK。Tomcat可從Apache Jakarta Project站點（http://jakarta.apache.org/site/binindex.cgi）上下載，本書使用的Tomcat版本是5.5.7，它需要安裝J2SE 5.0（JDK 1.5）以上的版本才能運行。對于Windows操作系統，Tomcat 5.5.7提供了兩種安裝文件，一種是jakarta-tomcat-5.5.7.exe，一種是jakarta-tomcat-5.5.7.zip（如果讀者使用的是Linux系統，請下載jakarta-tomcat-5.5.7.tar.gz）。jakarta-tomcat-5.5.7.exe是可執行的安裝程序，讀者只需要雙擊這個文件，就可以開始安裝Tomcat了。在安裝過程中，安裝程序會自動搜尋JDK和JRE的位置。安裝完成后，在Windows系統的“開始”->“程序”菜單下會添加Apache Tomcat 5.5菜單組。jakarta-tomcat-5.5.7.zip是一個壓縮包，只需要將它解壓到硬盤上就可以了。在這里，我建議讀者下載jakarta-tomcat-5.5.7.zip壓縮包，通過解壓縮的方式安裝Tomcat，因為解壓縮的方式也適用于其他的操作系統，例如Linux系統。下面我們主要介紹jakarta-tomcat-5.5.7.zip的安裝與Tomcat運行環境的設置。
安裝Tomcat
使用WinZip或WinRAR等解壓縮工具將jakarta-tomcat-5.5.7.zip解壓到指定的驅動器和目錄中。筆者是在D盤上直接解壓，產生了目錄jakarta-tomcat-5.5.7，解壓后的文件存放于D:\ jakarta-tomcat-5.5.7下。
Tomcat安裝后的目錄層次結構如圖5-2所示。
圖5-2 Tomcat 5.5.7目錄層次結構
各目錄的用途如表5-1所示。
表5-1 Tomcat的目錄結構及其用途
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目 錄
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用 途
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/bin
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存放啟動和關閉Tomcat的腳本文件
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/common/lib
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存放Tomcat服務器及所有Web應用程序都可以訪問的JAR文件
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/conf
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存放Tomcat服務器的各種配置文件，其中包括server.xml（Tomcat的主要配置文件）、tomcat-users.xml和web.xml等配置文件
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/logs
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存放Tomcat的日志文件
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/server/lib
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存放Tomcat服務器運行所需的各種JAR文件
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/server/webapps
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存放Tomcat的兩個Web應用程序：admin應用程序和manager應用程序
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/shared/lib
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存放所有Web應用程序都可以訪問的JAR文件
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/temp
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存放Tomcat運行時產生的臨時文件
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/webapps
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當發布Web應用程序時，通常把Web應用程序的目錄及文件放到這個目錄下
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/work
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Tomcat將JSP生成的Servlet源文件和字節碼文件放到這個目錄下
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從表5-1中可以看到，/common/lib目錄、/server/lib和/shared/lib目錄下都可以存放JAR文件，它們的區別在于：
— 在/server/lib目錄下的JAR文件只能被Tomcat服務器訪問；
— 在/shared/lib目錄下的JAR文件可以被所有的Web應用程序訪問，但不能被Tomcat服務器訪問；
— 在/common/lib目錄下的JAR文件可以被Tomcat服務器和所有的Web應用程序訪問。
此外，對于后面將要介紹的Java Web應用程序，在它的WEB-INF目錄下，也可以建立lib子目錄，在lib子目錄下可以存放各種JAR文件，這些JAR文件只能被當前Web應用程序所訪問。
運行Tomcat
在Tomcat安裝目錄下的bin子目錄中，有一些批處理文件（以.bat作為后綴名的文件），其中的startup.bat就是啟動Tomcat的腳本文件，用鼠標雙擊這個文件，將會看到如圖5-3所示的畫面。
圖5-3 運行Tomcat提示出錯信息
筆者以前碰到過很多學員，在初次運行Tomcat時，看到如圖5-3所示的信息就不知所措了。有的學員以前還配置過Tomcat，但是再次使用的時候，由于忘記了上次是如何配置的，同樣感覺無從下手。
我們在學習軟件開發時，一定要養成查看錯誤提示信息，進而根據錯誤提示解決問題的良好習慣。筆者第一次配置Tomcat時，就是根據錯誤提示信息一步一步配置成功的。很多人一看見錯誤信息，立即單擊“確定”按鈕，這樣就錯過了提示信息。當看到錯誤信息時，首先不要慌張和無所適從，仔細看清楚錯誤提示，不要著急單擊按鈕。
查看圖5-3中的錯誤提示信息，可以看到這樣一句話“The JAVA_HOME environment variable is not defined”，從畫面中可以看到，在執行到“Using JAVA_HOME”這句時出現了錯誤，由此，我們可以想到，出錯的原因可能是因為沒有設置JAVA_HOME環境變量。那么JAVA_HOME環境變量的值應該是什么呢？很容易就能想到應該是JDK所在的目錄，在筆者的機器上，JDK所在的目錄是D:\Java\jdk1.5.0_01。
在Windows 2000操作系統下設置環境變量的步驟如下。
① 在桌面“我的電腦”上單擊右鍵，選擇“屬性”，出現如圖5-4所示的畫面。
圖5-4 “我的電腦”屬性
② 單擊“高級”選項卡，選擇“環境變量(E)…”，如圖5-5和圖5-6所示。
圖5-5 “高級”選項卡 圖5-6 “環境變量”對話框
③ 在“系統變量”下方單擊“新建”按鈕。在“變量名”中輸入“JAVA_HOME”，在變量值中輸入JDK所在的目錄“D:\Java\jdk1.5.0_01”，然后單擊“確定”按鈕，如圖5-7所示。
圖5-7 新建JAVA_HOME環境變量
④ 最后在“環境變量”對話框上單擊“確定”按鈕，結束JAVA_HOME環境變量的設置。
我們再一次轉到D:\ jakarta-tomcat-5.5.7\bin目錄下，用鼠標雙擊startup.bat文件，可以看到如圖5-8所示的啟動信息。
圖5-8 Tomcat啟動信息
然后，打開瀏覽器，在地址欄中輸入http://localhost:8080/（localhost表示本地機器，8080是Tomcat默認監聽的端口號），將出現如圖5-9所示的Tomcat頁面。
圖5-9 Tomcat的默認主頁
注意圖5-9中鼠標（小手形狀）指向的鏈接——Tomcat Documentation，單擊將進入Tomcat的文檔頁面，有關Tomcat的幫助信息可以在文檔頁面中找到；讀者也可以直接訪問Tomcat的文檔，文檔首頁的位置是Tomcat安裝目錄下的webapps\tomcat-docs\index.html。如果要關閉Tomcat服務器，可以用鼠標雙擊D:\ jakarta-tomcat-5.5.7\bin目錄下的shutdown.bat文件。
如果你機器上的Tomcat啟動失敗，有可能是因為TCP的8080端口被其他應用程序所占用，如果你知道是哪一個應用程序占用了8080端口，那么先關閉此程序。如果你不知道或者不想關閉占用8080端口的應用程序，你可以修改Tomcat默認監聽的端口號。
前面介紹了，Tomcat安裝目錄下的conf子目錄用于存放Tomcat服務器的各種配置文件，其中的server.xml是Tomcat的主要配置文件，這是一個格式良好的XML文檔，在這個文件中可以修改Tomcat默認監聽的端口號。用UltraEdit（你可以用記事本程序或其他的文本編輯工具）打開server.xml，找到修改8080端口的地方。讀者也許要問了，“這個配置文件，我都不熟悉，怎么知道在哪里修改端口號呢？”對于初次接觸server.xml的讀者，確實不了解這個文件的結構，但是我們應該有一種開放的思路，既然Tomcat的監聽端口號是在server.xml中配置，那么只要我們在這個文件中查找“8080”這些數字字符序列，不就能找到修改端口號的地方了嗎！在UltraEdit中，同時按下鍵盤上的“Ctrl”和“F”鍵，出現如圖5-10所示的查找對話框。
圖5-10 UltraEdit查找對話框
然后在“查找內容”中輸入“8080”，單擊“查找下一個”按鈕。重復這個過程，直到找到如圖5-11所示的在server.xml中配置端口號位置。
圖5-11 server.xml中配置端口號的位置
找到后，如果我們不能確定此處就是修改端口號的地方，也沒有關系，可以先嘗試著修改一下端口號，然后啟動Tomcat，如果啟動成功，也就證明了我們修改的地方是正確的。學習時，我們應該養成這種探索并不斷實驗的精神。在這里，我們可以修改端口號為8000（讀者可以根據自己機器的配置選擇一個端口號），然后保存。再次啟動Tomcat，在Tomcat啟動完畢后，打開瀏覽器，在地址欄中輸入http://localhost:8000/（讀者根據自己設置的端口號做相應的修改），就可以看到Tomcat的默認主頁了。關閉Tomcat服務器時，執行bin目錄下的shutdown.bat文件。
Tomcat啟動分析
在本節中我們將通過對Tomcat啟動過程的分析，來幫助讀者更好地理解和掌握Tomcat。
用文本編輯工具打開用于啟動Tomcat的批處理文件startup.bat，仔細閱讀，可以發現，在這個文件中，首先判斷CATALINA_HOME環境變量是否為空，如果為空，就將當前目錄設為CATALINA_HOME的值，接著判斷當前目錄下是否存在bin\catalina.bat，如果文件不存在，將當前目錄的父目錄設為CATALINA_HOME的值，根據筆者機器上Tomcat安裝目錄的層次結構，最后CATALINA_HOME的值被設為Tomcat的安裝目錄。如果環境變量CATALINA_HOME已經存在，則通過這個環境變量調用bin目錄下的“catalina.bat start”命令。通過這段分析，我們了解到兩個信息，一是Tomcat啟動時，需要查找CATALINA_HOME這個環境變量，如果在當前目錄下調用startup.bat，Tomcat會自動設置CATALINA_HOME；二是執行startup.bat命令，實際上執行的是“catalina.bat start”命令。
如果我們不是在bin目錄作為當前目錄時調用startup.bat，就會出現如圖5-12所示的錯誤信息（在bin目錄的父目錄下調用除外）。
圖5-12 在其他目錄下啟動Tomcat出錯
要在其他目錄下也能啟動Tomcat，就需要設置CATALINA_HOME環境變量，你可以將CATALINA_HOME添加到Windows 2000系統的環境變量中，其值就是Tomcat的安裝目錄，在筆者的機器上安裝目錄是D:\jakarta-tomcat-5.5.7，添加環境變量的過程和前述添加JAVA_HOME環境變量的過程是一樣的。如果你不想在系統的環境變量中添加，也可以直接在startup.bat文件中進行設置。下面是在startup.bat文件中設置CATALINA_HOME后的文件片段：
……
rem $Id: shutdown.bat,v 1.5 2004/05/27 15:05:01 yoavs Exp $
rem ---------------------------------------------------------------------------
set CATALINA_HOME=D:\jakarta-tomcat-5.5.7
rem Guess CATALINA_HOME if not defined
set CURRENT_DIR=%cd%
if not "%CATALINA_HOME%" == "" goto gotHome
set CATALINA_HOME=%CURRENT_DIR%
……
注意以粗體顯示的這句話的作用就是設置CATALINA_HOME環境變量。在它的下面就可以判斷CATALINA_HOME是否為空了。如果你找不準位置，干脆將設置CATALINA_HOME環境變量的這句話放置到文件的第一行。JAVA_HOME環境變量也可以采用同樣的方式進行設置。不過，如果你要在其他目錄下，利用shutdown.bat來關閉Tomcat服務器，你也需要在shutdown.bat文件中設置CATALINA_HOME和JAVA_HOME這兩個環境變量，設置變量的位置和startup.bat文件一樣，都是在判斷CATALINA_HOME是否為空之前。當然，為了一勞永逸，避免重裝Tomcat后還要進行設置（需要是同一版本的Tomcat安裝在同一位置），我們最好還是將CATALINA_HOME和JAVA_HOME這兩個環境變量添加到Windows 2000系統的環境變量中。
有的讀者可能會對設置Tomcat安裝目錄的環境變量的名字是CATALINA_HOME而感到奇怪，按照以前設置的環境變量來看，JAVA_HOME表示JDK的安裝目錄，那么應該用TOMCAT_HOME來表示Tomcat的安裝目錄，可為什么要使用CATALINA_HOME呢？實際上，在Tomcat 4以前，用的就是TOMCAT_HOME來表示Tomcat的安裝目錄，在Tomcat 4以后，采用了新的Servlet容器Catalina，所以環境變量的名字也改為了CATALINA_HOME。
提示：在Windows系統下環境變量的名字是與大小寫無關的，也就是說JAVA_HOME和java_home是相同的。
了解了startup.bat文件以后，我們再來看看真正負責啟動Tomcat服務器的catalina.bat文件。通過分析catalina.bat文件，我們發現它還調用了一個文件setclasspath.bat。在setclasspath.bat文件中，它檢查JAVA_HOME環境變量是否存在，并通過設置的環境變量JAVA_HOME，找到java.exe，用于啟動Tomcat。在這個文件中，還設置了其他的一些變量，分別表示JDK中的一些工具，有興趣的讀者可以自行分析一下這個文件。在執行完setclasspath.bat之后，catalina.bat剩下的部分就開始了Tomcat服務器的啟動進程。
直接執行catalina.bat時，需要帶上命令行的參數。讀者可以在命令提示符窗口下，執行catalina.bat，就會打印出catalina.bat命令的各種參數及其含義，如圖5-13所示。
圖5-13 catalina.bat的各參數信息
其中常用的參數是start、run和stop，參數start表示在一個單獨的窗口中啟動Tomcat服務器，參數run表示在當前窗口中啟動Tomcat服務器，參數stop表示關閉Tomcat服務器。我們執行startup.bat，實際上執行的就是“catalina.bat start”命令；執行shutdown.bat，實際上執行的是“catalina.bat stop”命令。“catalina.bat run”命令有時候是非常有用的，特別是當我們需要查看Tomcat的出錯信息時。我們在開發JSP程序時，經常會碰到自己機器上的8080端口號被別的應用程序占用，或者在配置server.xml時出現錯誤，當通過startup.bat（相當于執行“catalina.bat start”）啟動Tomcat服務器時，會導致啟動失敗，因為是在單獨的窗口中啟動Tomcat服務器，所以一旦啟動失敗，命令提示符窗口就自動關閉了，程序運行中輸出的出錯信息也隨之消失，而且沒有任何的日志信息，這就使得我們沒有辦法找出錯誤原因。當出現錯誤時，我們可以換成“catalina.bat run”命令再次啟動，一旦啟動失敗，僅僅是Tomcat服務器異常終止，但是在當前的命令提示符窗口下仍然保留了啟動時的出錯信息，這樣我們就可以查找啟動失敗的原因了。
Tomcat的體系結構
Tomcat服務器是由一系列可配置的組件構成的，其中核心組件是Catalina Servlet容器，它是所有其他Tomcat組件的頂層容器。Tomcat各組件之間的層次關系如圖5-14所示。
圖5-14 Tomcat組件之間的層次結構
我們下面簡單介紹一下各組件在Tomcat服務器中的作用。
（1）Server
Server表示整個的Catalina Servlet容器。Tomcat提供了Server接口的一個默認實現，這通常不需要用戶自己去實現。在Server容器中，可以包含一個或多個Service組件。
（2）Service
Service是存活在Server中的內部組件，它將一個或多個連接器（Connector）組件綁定到一個單獨的引擎（Engine）上。在Server中，可以包含一個或多個Service組件。Service也很少由用戶定制，Tomcat提供了Service接口的默認實現，而這種實現既簡單又能滿足應用。
（3）Connector
連接器（Connector）處理與客戶端的通信，它負責接收客戶請求，以及向客戶返回響應結果。在Tomcat中，有多個連接器可以使用。
（4）Engine
在Tomcat中，每個Service只能包含一個Servlet引擎（Engine）。引擎表示一個特定的Service的請求處理流水線。作為一個Service可以有多個連接器，引擎從連接器接收和處理所有的請求，將響應返回給適合的連接器，通過連接器傳輸給用戶。用戶可以通過實現Engine接口提供自定義的引擎，但通常不需要這么做。
（5）Host
Host表示一個虛擬主機，一個引擎可以包含多個Host。用戶通常不需要創建自定義的Host，因為Tomcat給出的Host接口的實現（類StandardHost）提供了重要的附加功能。
（6）Context
一個Contex表示了一個Web應用程序，運行在特定的虛擬主機中。什么是Web應用程序呢？在Sun公司發布的Java Servlet規范中，對Web應用程序做出了如下的定義：“一個Web應用程序是由一組Servlet、HTML頁面、類，以及其他的資源組成的運行在Web服務器上的完整的應用程序。它可以在多個供應商提供的實現了Servlet規范的Web容器中運行”。一個Host可以包含多個Context（代表Web應用程序），每一個Context都有一個惟一的路徑。用戶通常不需要創建自定義的Context，因為Tomcat給出的Context接口的實現（類StandardContext）提供了重要的附加功能。
下面我們通過圖5-15來幫助讀者更好地理解Tomcat服務器中各組件的工作流程。
圖5-15 Tomcat各組件的工作流程
要了解這些組件的其他信息，可以看下面的頁面：
%CATALINA_HOME%\webapps\tomcat-docs\architecture\index.html
我們可以在conf目錄下的server.xml文件中對這些組件進行配置，讀者打開server.xml文件，就可以看到元素名和元素之間的嵌套關系，與Tomcat服務器的組件是一一對應的，server.xml文件的根元素就是server。關于server.xml配置文件中的各元素及其屬性的含義，請參見附錄C。
在Tomcat中，提供了各組件的接口及其實現類，如果你要替代Tomcat中的某個組件，只需要根據該組件的接口或類的說明，重寫該組件，并進行配置即可。圖5-16是Tomcat各組件的類圖。
在類圖的接口名或類名下面是該接口或該類所在的包，這些接口和類都在%CATALINA_HOME%\ server\lib\catalina.jar文件中。對Tomcat服務器的實現感興趣的讀者，可以從http://tomcat.apache.org/上下載Tomcat的源代碼。
提示：由于Apache軟件基金會并不是一個商業性的組織，所以文檔更新的速度有時候跟不上版本更新的速度。在Tomcat 5.5.7中，就可以發現文檔與其源碼實現有不一致的地方。在Tomcat 5.5.x中，去掉了org.apache.catalina.Connector接口及其相關的實現類，而直接以org.apache.catalina.connector.Connector類來代替。我們在看Tomcat的文檔時，最好結合其API文檔一起看，這樣才能保證了解的信息是完整的和準確的。
Tomcat提供了兩個管理程序：admin和manager。其中admin用于管理和配置Tomcat服務器，manager用于管理部署到Tomcat服務器中的Web應用程序。
admin Web應用程序
admin Web應用程序需要單獨下載，與Tomcat在同一個下載頁面，鏈接名是Admin zip，下載后的文件名是jakarta-tomcat-5.5.7-admin.zip，解壓縮后，覆蓋Tomcat安裝目錄下的同名目錄。admin Web應用程序位于%CATALINA_HOME%\server\webapps\admin目錄下。
要訪問admin Web應用程序，需要添加具有管理員權限的賬號，編輯%CATALINA_HOME%\ conf\tomcat-users.xml文件，在<tomcat-users>元素中添加如下內容：
<user username="admin" password="12345678" roles="admin"/>
其中用戶名和密碼可以根據自己的喜好設置。
啟動Tomcat服務器，打開瀏覽器，在地址欄中輸入：
http://localhost:8080/admin/
將出現如圖5-17所示的頁面。
圖5-17 admin Web應用程序的登錄界面
也可以在Tomcat的默認主頁的左上方單擊“Tomcat Administration”鏈接，進入admin登錄頁面。輸入用戶名admin，密碼12345678，單擊“Login”按鈕，將看到如圖5-18所示的頁面。
圖5-18 admin Web應用程序的主頁面
在這個頁面中，可以進行Tomcat服務器的各項配置。
5.6.2 manager Web應用程序
manager Web應用程序包含在Tomcat的安裝包中。和admin程序一樣，需要添加訪問manager Web應用程序的管理員賬號，編輯%CATALINA_HOME%\conf\tomcat-users.xml文件，在<tomcat-users>元素中添加如下內容：
<user username="manager" password="12345678" roles="manager"/>
其中用戶名和密碼可以根據自己的喜好設置。
啟動Tomcat服務器，打開瀏覽器，在地址欄中輸入：
http://localhost:8080/manager/html/
將出現如圖5-19所示的頁面。
圖5-19 manager Web應用程序的登錄界面
也可以在Tomcat的默認主頁的左上方單擊“Tomcat Manager”鏈接，訪問manager程序。輸入用戶名manager，密碼12345678，單擊“確定”按鈕，將看到如圖5-20所示的頁面。
圖5-20 manager Web應用程序的主頁面
在這個頁面中，你可以部署、啟動、停止、重新加載、卸載Web應用程序。注意在兩個圓角矩形框中的路徑“/jsp-examples”和“/servlets-examples”，單擊這兩個路徑，將看到Tomcat提供的JSP和Servlet的例子程序，這些程序可以作為學習JSP和Servlet的參考。不過在這兩個路徑下，只列出了部分的例子程序，完整的JSP和Servlet例子程序位于下面的兩個目錄中：
%CATALINA_HOME%\webapps\jsp-examples
%CATALINA_HOME%\webapps\servlets-examples