Apache Tomcat サーバーとは何ですか?またその仕組みは何ですか?

1990 年代後半に Sun Systems によって開発された Apache Tomcat は、Java ベースの Web アプリケーションを構築および展開する必要がある開発者に人気の選択肢です。これは共同作業プラットフォームであり、2005 年以降、認定されたトップレベルの Apache プロジェクトとなり、経験豊富な開発者がボランティアでサポートとリソースを提供しています。 

2022 年の調査によると、 48％の開発者 現在、Java Web アプリケーションのデプロイには Apache Tomcat が使用されています。しかし、Apache Tomcat サーバーとは何でしょうか。また、どのように動作するのでしょうか。

Apache Tomcatとは何ですか?

Apache Tomcat は、無料のオープンソース Java サーブレット コンテナです。Java ベースの Web アプリケーションをホストし、Java サーブレットと JavaServer Pages (JSP) 仕様を実装します。Tomcat は、動的 Web コンテンツ用の堅牢でスケーラブルな環境を提供し、Java サーブレットを管理してリクエストを処理し、応答を効率的に生成します。 

Tomcat などのサーブレット コンテナーは、動的なコンテンツを生成し、Web リクエストを処理することで Web サーバーの機能を拡張する Java サーブレットのランタイム環境を提供します。サーブレットのライフサイクルを管理し、必要に応じてサーブレットをロードおよびアンロードすることで、スムーズな操作を保証します。

Javaサーブレットコンテナは他のWebサーバーと組み合わせて、より完全なランタイム環境を提供してデプロイすることができます。 JavaベースのWebアプリケーション。 Apache Tomcat は、セキュリティやリソース管理などの追加サービスも提供します。 

Apache Tomcat は Web サーバーでしょうか、それともアプリケーション サーバーでしょうか。実のところ、どちらでもありません。Web サーバーは、ホームページ、画像、ビデオなどの静的コンテンツを配信します。一方、アプリケーション サーバーは、Web ページのパーソナライズやインタラクティブなチャット オプションなどの動的コンテンツを配信します。Apache Tomcat は、非常に動的なコンテンツを配信できるため、アプリケーション サーバーのように動作します。また、スタンドアロンの Web サーバーのように動作することもできますが、実際には Java サーブレット コンテナーです。そのため、完全なアプリケーション サーバーの機能を備えておらず、一部のエンタープライズ レベルの要件をサポートしていない可能性があります。 

この 最新のリリース Apache Tomcat サーバーのバージョンは 10.1.25 で、14 年 2024 月 XNUMX 日にリリースされました。

コア Apache Tomcat コンポーネント

カタリーナ

Apache Tomcat の主要コンポーネントは、サーブレット コンテナ Catalina です。Catalina は、Java サーブレットと Jakarta Server Pages (JSP、旧称 JavaServer Pages) に必要な仕様を実装し、コンテナ内のすべてのサーブレットのライフサイクルを管理します。

Coyote

Coyote は、HTTP/1.1 プロトコルをサポートするコネクタ コンポーネントです。Coyote は、処理スレッドを介して HTTP 要求を解釈および処理し、トラフィックが予期せず増加した場合に追加のスレッドを作成できます。このように要求を処理できる機能により、Apache Tomcat はスタンドアロン Web サーバーとして使用できます。

ジャスパーxnumx

サーバーが JSP 互換であるためには、JSP エンジンが必要です。Apache Tomcat サーバーの JSP エンジンは Jasper 2 と呼ばれます。これは、速度が遅く、機能も少なかったオリジナルの Jasper に代わるものです。このエンジンは、JSP 仕様を実装するためだけに機能します。 

クラスター

Apache Tomcat サーバー アーキテクチャのもう 1 つの重要なコンポーネントは、クラスターです。クラスターは、連携して動作する Tomcat サーバーのグループであり、慎重な負荷分散によって単一のシステムを作成し、サーバーを正常に接続します。クラスタリングにより、システムの可用性が向上し、回復力が高まります。

Apache Tomcat はどのように機能しますか?

Apache Tomcat の基本的なコンポーネントがわかったところで、サーバーが実際にどのように動作するかを見てみましょう。Tomcat への HTTP 要求のライフサイクルには、6 つの主要なステップがあります。

1. クライアントがHTTPリクエストを入力する
2. このリクエストは Web サーバーに送信されます
3. サーバーはこのリクエストを Apache Tomcat コンテナに転送します。
4. コンテナと関連コネクタがリクエストの処理方法を決定します 
5. コンテナは適切な応答を生成します
6. 応答は Web サーバー経由でクライアントに返されます。

サーブレット コンテナがリクエストにどのように応答するかの設定は、server.xml ファイルに保持されます。 Java サーブレットは、必要に応じて JSP ファイルを初期化して実行し、JSP エンジン Jasper は関連する Java コードを実行して応答を作成します。 コネクタの Coyote はその応答を送り返し、クライアントの Web ブラウザがリクエストを完全に解決できるようにします。

エンドユーザー エクスペリエンスは、Web アドレスを入力するか、Web ページ上のボタンをクリックすると、数秒以内に要求に一致する結果が得られることです。

Apache Tomcatを使用する利点

観測性の向上

Apache Tomcatを使用すると、Java WebアプリケーションやWebサイトのランタイム環境を作成できるだけでなく、多くの利点があります。Apache Tomcatはすべてのリクエストを追跡し、 可観測性 Tomcat に投資しているにもかかわらず、システム全体にわたって 監視ツール ボトルネックや遅延を確実に回避したい企業にとって不可欠です。 

セキュリティ機能

Tomcat には、管理者が実装できる追加の認証ステージやアクセス制御などのセキュリティ機能も備わっています。そのため、高い基準に準拠する必要がある組織に最適です。

軽量で高速

Tomcat は驚くほど軽量かつ高速です。効率性を重視しているため、ネットワーク リソースを浪費しません。他のネットワーク コンポーネントに影響を与えることなく、高速に起動およびシャットダウンできます。

カスタマイズオプション

Apache Tomcat サーバーは、開発者がサーブレット コンテナと関連する Web アプリケーションの動作をカスタマイズできるようにするいくつかの構成オプションを提供します。多数のプラグインとモジュールのおかげで、開発者は Tomcat を好きなように使用し、その実用性をほぼ無制限に拡張できます。

互換性

Tomcat は JSP および Java API を実装するために開発されたため、すべての Java テクノロジまたはそれらの Jakarta 相当物と互換性があります。WebSocket、Expression Language、そしてもちろん Java (または Jakarta) サーブレットはすべて Tomcat とシームレスに統合されます。

他のテクノロジーとの統合

Tomcat の機能は Java テクノロジーを超えて、次のようなさまざまなツールやフレームワークとシームレスに統合されます。

• Java フレームワーク: Tomcat は Spring や Hibernate などの Java フレームワークとスムーズに統合され、開発者が堅牢でスケーラブルなアプリケーションを構築できるようにします。
• DevOps ツール: Tomcat は、Jenkins や Docker などの DevOps ツールと連携して動作します。Jenkins は CI/CD パイプラインを自動化し、Docker はコンテナ化を促進して展開を容易にします。
• クラウド サービス: Tomcat は AWS、Azure、Google Cloud と統合され、スケーラブルで柔軟な展開オプションを提供します。
• ロードバランサー: Tomcat は Nginx や Apache HTTP Server などのロードバランサーをサポートし、高い可用性と優れたパフォーマンスを保証します。
• 監視ツール: Tomcat は、サーバーのパフォーマンスと健全性に関する洞察を提供する LogicMonitor、Nagios、New Relic などのツールを使用して監視できます。

オープンソースで無料

ほとんどの開発チームにとって最大の利点の1つは、Apache Tomcatが完全にオープンソースで無料であることです。このプラットフォームの利用に料金は一切かからず、完全にボランティアによって維持・更新されています。Tomcatを取り巻くコミュニティは巨大で、 多くの支持 その機能を利用する開発者向けにオンラインで公開されています。 

Apache Tomcat を使用する際のデメリット

Apache Tomcat の使用には欠点がありますか? ニーズによっては欠点がある場合があります。 

エンタープライズレベルの機能が制限されている

前述したように、Tomcat は多くの同じタスクを実行できますが、フル機能を備えた Web サーバーまたはアプリケーション サーバーではありません。

EJBのサポート不足

EJB (Jakarta Enterprise Beans、旧称 Enterprise Java Beans) などの一部のエンタープライズ レベルの機能はサポートされていません。これは、堅牢でスケーラブルなトランザクション エンタープライズ アプリケーションの開発に EJB に依存している組織にとって、大きな制限となる可能性があります。

限定的なJava APIサポート

Tomcat には、一部の Java API のサポートもありません。包括的な機能を実現するために、開発者は多くの場合、Tomcat だけでは管理できない複雑なタスクを処理するためにこれらの API を必要とします。

完全なアプリケーションサーバーの必要性

このレベルの機能を実現するには、開発者は次のような完全なアプリケーションサーバーを必要とします。 RedHat JBoss or オラクルこれらのサーバーは、Tomcat だけでは提供できない、大規模なエンタープライズ アプリケーションに必要な広範な機能とサポートを提供します。

Apache Tomcatの主な使用例

Apache Tomcatは、ウェブサイトやウェブアプリケーションの展開に最も広く利用されているプラ​​ットフォームの1つです。あるアプリ開発者は、Tomcatが役立ったと述べています。 サーバーの起動時間を短縮する 他の方法と比較して、インスタンスあたり 11 秒短縮されました。また、Tomcat により、手動でコードを入力する必要がなくなり、アプリを準拠させ、バグのない状態に保つことができると述べました。 

E-コマース

Tomcat は、e コマース ビジネスの急速な拡大にも役立ちます。その一例が Walmart です。Apache Tomcat により、小売業者は毎日何千ものトランザクションを処理できるようになり、同時に Web サイト訪問者に堅牢で優れたオンライン エクスペリエンスを提供できます。 

ファイナンス

金融業界では、Tomcat のセキュリティ機能とパフォーマンス能力が不可欠です。銀行や金融機関は、安全で信頼性の高い Web アプリケーションの展開、厳格な規制要件への準拠の保証、大量のトランザクションの快適な処理のために Tomcat を利用しています。

メディアとエンターテイメント

予算の合理化を目指す企業は、有料の専用サーバー オプションではなく Tomcat を検討するかもしれません。メディア企業は、大量のトラフィックを管理し、高速で信頼性の高いサービスをユーザーに提供する Tomcat の能力から恩恵を受けています。Weather.com は Tomcat に切り替え、処理できる Web トラフィックの量を拡大できることを発見しました。さらに、この変更によって数千ドルを節約できました。

開発環境

Tomcat は、すでに複数の Java ベースのテクノロジを利用している開発環境にとって理想的な選択肢です。 統合が簡単なので、忙しい人にとっては時間を大幅に節約できます。 DevOpsチーム。 Tomcat への切り替えは、サーブレット コンテナをインストールし、アプリケーション ファイルをコンテナのディレクトリにコピーするだけで簡単です。 

Apache Tomcat は今後も使用される予定ですか?

Apache Tomcat サーバーは、Java Web アプリケーション用のサーブレット コンテナーとして最適です。それには十分な理由があります。軽量でありながら堅牢な機能と簡単な構成により、習得と独自のシステムへの導入が迅速に行えます。Tomcat をアプリケーション導入戦略の主要な要素として採用する開発者が増えるにつれ、利用できるサポートの量は増え続けています。

Java は依然として開発者にとって人気のある選択肢ですが、Apache Tomcat は Java Web アプリケーションのランタイム環境を作成するための最優先の選択肢であり続けると言っても過言ではありません。