Apache Tomcat là gì? Tổng hợp kiến thức từ A-z cho người mới

Thế giới công nghệ rộng lớn hiện nay đã phát triển thêm một loạt các công nghệ hiện đại giúp phát triển ứng dụng web, một trong số đó phải kể đến Apache Tomcat. Bài viết này của GCS Vietnam sẽ đưa bạn đi khám phá Apache Tomcat là gì, tìm hiểu về những tính năng, ưu điểm, hạn chế cũng như ứng dụng thực tế về công cụ mạnh mẽ này. Hãy cùng bắt đầu hành trình khám phá này ngay thôi!

Apache Tomcat là gì?

Apache Tomcat là một dạng máy chủ ứng dụng web thuộc mã nguồn mở cho phép chạy ứng dụng Java được phát triển bởi Apache Software Foundation. Hay nói một cách gần gũi hơn, đây chính là trái tim của các ứng dụng web Java, đảm bảo mọi hoạt động có thể diễn ra trơn tru, hiệu quả và đáp ứng được các yêu cầu của người dùng.

Tính năng chính của Apache Tomcat

Sau đây GCS Vietnam sẽ giới thiệu đôi nét về một số tính năng chính giúp Tomcat trở thành sự lựa chọn hàng đầu của các lập trình viên cho việc triển khai các ứng dụng Java:

Hỗ trợ toàn diện cho việc triển khai ứng dụng Java

Tomcat là công cụ được thiết kế chuyên biệt nhằm phục vụ cho việc chạy các ứng dụng web Java, servlet và JSP (Java Server Pages).

Ngoài ra, nó còn cung cấp một môi trường thực hiện các thao tác đó một cách hoàn chỉnh, bao gồm quản lý vòng đời của các ứng dụng, nạp class (class loading) và đặc biệt là xử lý được các yêu cầu của người dùng.

Khả năng linh hoạt và tương thích cao

Tính năng này cũng chính là một trong những ưu điểm giúp Tomcat hoạt động mượt mà trên nhiều hệ điều hành khác nhau, bao gồm cả Windows, Linux, và macOS.

Bên cạnh đó, nhằm đáp ứng mạnh mẽ hơn, Tomcat còn hỗ trợ nhiều giao thức mạng phổ biến như HTTP, HTTPS, AJP (Apache JServ Protocol) và tính năng kết nối linh hoạt với nhiều loại cơ sở dữ liệu khác nhau mang lại sự tương thích cao trong quá trình triển khai.

Cải thiện hiệu suất và mở rộng

Apache Tomcat được nghiên cứu nhằm tối ưu hóa quy trình, xử lý các truy cập web một cách hiệu quả và nhanh chóng, giúp người dùng tiết kiệm được thời gian. Công cụ này còn có thể đáp ứng được lượng truy cập lớn từ người dùng khi vào trang web cùng một lúc. Ngoài ra, nó còn dễ dàng được mở rộng nhằm hỗ trợ các ứng dụng web có quy mô người dùng tăng trưởng được theo thời gian.

Tính năng này hỗ trợ các chuyên viên lập trình có thể yên tâm hơn về tính năng đáp ứng hiệu quả của Tomcat ngay cả khi ứng dụng web ngày càng có cấu trúc phức tạp và thu hút nhiều người dùng sử dụng hơn.

Tính bảo mật nâng cao

Đối với bất kỳ ứng dụng web nào được triển khai, an ninh mạng luôn là yếu tố được quan tâm hàng đầu. Apache Tomcat cung cấp những tính năng bảo mật nâng cao hỗ trợ doanh nghiệp bảo vệ ứng dụng web tránh xa khỏi các cuộc tấn công độc hại từ những tội phạm mạng.

Trong đó, các tính năng bảo mật có thể kể đến gồm có xác thực người dùng, kiểm soát quyền truy cập và mã hóa dữ liệu. Không chỉ vậy, cộng đồng nhà phát triển Tomcat còn thường xuyên cập nhật các phần mềm để vá các lỗ hổng bảo mật, đảm bảo mức an toàn cao nhất cho các ứng dụng web được triển khai trên nền tảng này.

Quản lý dễ dàng

Một trong những tính năng nổi bật tiếp theo là Tomcat cung cấp giao diện quản lý và thao tác trên web trực quan, cho phép các lập trình viên hệ thống có thể dễ dàng theo dõi và quản lý các hoạt động theo dõi tình trạng hoạt động của máy chủ. Từ đó triển khai các ứng dụng web mới, và thực hiện cài đặt cấu hình các tham số hoạt động cần thiết.

Ngoài ra, Tomcat còn cung cấp thêm các công cụ quản lý từ xa giúp hỗ trợ các quản trị viên điều khiển được máy chủ khi họ đang ở bất kỳ vị trí nào.

Hỗ trợ WebSocket

Hơn thế nữa, Tomcat hỗ trợ giao thức WebSocket. Như vậy, các nhà lập trình sẽ có thể tạo lập các web song song giữa máy chủ và trình duyệt. Quy trình này giúp xây dựng các ứng dụng web có khả năng tương tác hiệu quả hơn theo thời gian thực, như chat online, cập nhật bảng tin tức liên tục hoặc phục vụ cho các trò chơi trực tuyến cần sự tương tác mượt mà giữa các người chơi.

Hỗ trợ Clustering

Tomcat có thể được cấu hình và cài đặt để chạy thành các cụm, giúp phân tán tải trọng và nâng cao tính khả dụng của ứng dụng web. Khi một máy chủ trong cụm gặp vấn đề kỹ thuật, các máy chủ còn lại sẽ có khả năng tiếp tục xử lý yêu cầu mà không cần phải dừng lại để xử lý, đảm bảo được hiệu quả chạy trơn tru của các ứng dụng Web.

Nhờ vào những tính năng trên đây, Apache Tomcat đã ngày càng trở thành nền tảng đáng tin cậy và hữu ích cho việc triển khai, xây dựng và vận hành tốt các ứng dụng web Java. Nó đáp ứng được nhiều yêu cầu khắt khe về hiệu suất, bảo mật cao và tính linh hoạt. Từ đó, đây được coi là sự lựa chọn hàng đầu của các lập trình viên web chuyên nghiệp.

Cách thức hoạt động của Apache Tomcat

Để có thể hiểu rõ hơn về công cụ Apache Tomcat, chúng ta cùng đi sâu vào quy trình hoạt động. Như đã đề cập ở trên, Tomcat hoạt động theo cách đóng vai trò trung gian xử lý các yêu cầu từ đơn giản đến phức tạp của người dùng và thực thi các ứng dụng web Java. Sau đây là các bước sẽ diễn ra trong quá trình hoạt động của Tomcat:

Nhận yêu cầu HTTP từ trình duyệt

Khi người dùng bắt đầu truy cập vào một trang web được xây dựng bằng nền tảng Tomcat, trình duyệt web sẽ gửi một yêu cầu HTTP đến máy chủ đang sử dụng. Trong đó, yêu cầu này sẽ gồm địa chỉ URL trang web, loại yêu cầu (GET, POST…) và các thông tin bổ sung..

Xác định Servlet

Sau đó Tomcat nhận yêu cầu HTTP từ máy khách và phân tích URl để xác định servlet sẽ chịu trách nhiệm xử lý yêu cầu đó.

Công cụ này tiếp theo sẽ sử dụng một cơ chế ánh xạ giữa các URL và các lớp servlet cụ thể được cấu hình trong file web.xml.

Xây dựng đối tượng Servlet

Khi đã xác định được Servlet phù hợp, Apache Tomcat sẽ kiểm tra xem có tái sử dụng được phiên bản hiện có của Servlet đó hay không.

Nếu hiện tại trong quá trình đó, Tomcat không nhận được phiên bản hiện có nào, nó sẽ tự động tạo một cấu hình mới cho Servlet.

Gọi phương thức Service ()

Đến bước này, Tomcat sẽ gọi phương thức service() trên đối tượng Servlet. Phương thức này chính là nơi trung tâm xử lý các yêu cầu đến từ máy khách. Bằng cách sử dụng các đối tượng như HttpServletRequest và HttpServletResponse, Servlet có thể truy cập được các thông tin trong yêu cầu HTTP, ví dụ như tham số, tiêu đề và nội dung yêu cầu.

Tiến hành xử lý các yêu cầu

Như đã nói ở bước trên, phương thức service() là nơi xử lý các yêu cầu. Vì vậy, Servlet có thể thực hiện bất kỳ thao tác logic nào tại phương thức đó, ví dụ như truy cập vào cơ sở dữ liệu, thực hiện các thao tác tính toán cần thiết hay các thao tác với tệp.

Nhờ đó, nó có thể tạo ra các nội dung động để gửi lại cho trình duyệt web.

Gửi lại phản hồi và trả về máy khách

Sau khi đã hoàn thành các công đoạn xử lý yêu cầu, Servlet sẽ sử dụng tiếp đối tượng HttpServletResponse để có thể tạo ra các phản hồi HTTP. Loại phản hồi này sẽ gồm có mã trạng thái (thành công hoặc lỗi 404 Not Found) và nội dung được tạo trên trang web (ví dụ: HTML, JSON hoặc các định dạng khác).

Tiếp theo, sau khi đã tạo xong phản hồi, Tomcat sẽ gửi phản hồi đó trở lại trình duyệt web của người dùng. Trình duyệt web sau đó sẽ nhận được phản hồi này, kiểm tra và hiển thị nội dung cho người dùng.

Hướng dẫn cách cài đặt Apache Tomcat đơn giản, nhanh chóng

Để giúp người dùng thao tác nhanh chóng hơn với Apache Tomcat, GCS Vietnam sẽ hướng dẫn chi tiết các bước cài đặt Tomcat đơn giản ngay sau đây.

– Bước 1: Truy cập trang web chính của Apache Tomcat hoặc bạn có thể vào trực tiếp trình duyệt tải ứng dụng Apache Tomcat: https://tomcat.apache.org/download-90.cgi

– Bước 2: Tìm phiên bản Tomcat phù hợp với nhu cầu doanh nghiệp. Bạn nên chọn phiên bản mới nhất để có những tính năng cập nhật tốt hơn.

– Bước 3: Chọn loại tệp tin có dung lượng phù hợp với hệ điều hành Windows, trong đó sẽ loại tệp 32-bit hoặc 64-bit. Tuy nhiên, bạn nên kiểm tra trước loại hệ điều hành Windows mà bạn đang dùng sẽ gặp vấn đề gì không tương thích với tệp khi sử dụng hay không.

– Bước 4: Tải xuống và lưu tệp tin vào thư mục bạn chọn trên máy tính

– Bước 5: Giải nén tệp tin vào thư mục mới bằng cách sử dụng WinRAR hoặc 7-Zip.

• Lưu ý: bạn bạn không nên giải nén trực tiếp vào thư mục Program Files vì sẽ có thể bạn sẽ gặp vấn đề về quyền và làm gián đoạn việc sử dụng.

– Bước 6: Cấu hình biến môi trường

Bước này không bắt buộc nhưng nếu bạn muốn Tomcat có thể khởi chạy dễ dàng từ bất kỳ thư mục lệnh.

Tìm Environment Variables trong thanh tìm kiếm của Windows trên máy của bạn > Sau đó chọn “Edit the system environment variables” 

Tiếp theo, bạn tìm kiếm biến Path và nhấp vào Edit để chỉnh sửa.

– Bước 7: Chọn “New” và nhập đường dẫn đến thư mục bin của tệp giải nén Tomcat. Ví dụ: C:tomcatbin)

– Bước 8: Khởi chạy Tomcat bằng cách nhấn chuột phải vào thư mục đã nén > Chọn Run as administrator.

Sau đó một cửa sổ Console sẽ hiện ra để hiển thị trạng thái khởi chạy của Tomcat.

– Bước 9: Sau đó bạn sẽ đến với một số các lựa chọn cài đặt mà bạn mong muốn khi khởi động, gồm có: Start Menu Items, Documentation, Manager, Host Manager.

Tiếp theo, bạn chọn “Next” để sang bước tiếp theo.

– Bước 10: Bạn sẽ được chuyển đến Configuration Menu. Tại đây, bạn có thể xác nhận tên dịch vụ và địa chỉ tắt công cụ.

– Bước 11: Cuối cùng, bạn tìm địa chỉ của đường dẫn cài đặt path JDK để hoàn thành cài đặt

– Bước 12: Kiểm tra lại cài đặt

Bạn mở trình duyệt web và truy cập vào đường dẫn http://localhost:8080 (hoặc bạn có thể nhập địa chỉ IP của máy tính kèm theo cổng 8080).

Nếu như trang web hiển thị giao diện mặc định của Tomcat, bạn đã cài đặt thành công.

Ưu điểm, hạn chế của Apache Tomcat có thể bạn chưa biết

Nhìn chung, Tomcat có nhiều tính năng vượt trội hỗ trợ trong việc phát triển ứng dụng web. Tuy nhiên bên cạnh đó vẫn còn tồn tại những hạn chế mà người dùng cần lưu ý khi sử dụng. Cùng xem chi tiết bảng sau đây để tham khảo nhé:

Phân biệt sơ bộ về Apache Tomcat Server với Apache Web Server

Dù cả hai đều có cùng tên Apache nhưng Apache Tomcat Server và Apache Web Server vẫn khác nhau về mục đích, ngôn ngữ lập trình trong hệ thống máy chủ web.

Nói tóm lại, Apache Tomcat Server tập trung vào việc thực hiện các thao tác logic ứng dụng còn Apache Web Server sẽ chuyên về phân phối nội dung cho người dùng. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, cả hai loại máy chủ này có thể kết hợp với nhau để tận dụng tính năng phục vụ nội dung tĩnh và nội dung động một cách hiệu quả và mạnh mẽ.

Lợi ích Apache Tomcat đối với doanh nghiệp

Apache Tomcat hiện nay là một trong những lựa chọn phổ biến của doanh nghiệp khi thực hiện  triển khai các ứng dụng web động có sử dụng ngôn ngữ lập trình Java. Chúng ta có thể thấy so với các lựa chọn khác, Apache Tomcat mang lại nhiều lợi ích hơn trong việc tiết kiệm chi ohis cũng cải thiện hiệu quả hoạt động.

1. Lập trình mã nguồn mở và miễn phí sử dụng

Được thiết kế là một phần mềm mã nguồn mở, Tomcat hiện nay vẫn là công cụ miễn phí sử dụng và người dùng được phép tùy chỉnh theo nhu cầu của doanh nghiệp. Vì vậy, các tổ chức có thể tiết kiệm được khoản phí bản quyền phần mềm, đặc biệt có ích đối với các doanh nghiệp startup hoặc đang có ngân sách hạn hẹp.

Ngoài ra, các lập trình viên chưa có chuyên môn sâu về Tomcat cũng sẽ nhận được nhiều sự hỗ trợ từ cộng đồng các nhà phát triển khác.

2. Đáp ứng hiệu suất cao và hiệu năng ổn định

Không phải ngẫu nhiên Tomcat là công cụ được yêu thích đến vậy. Tomcat được biết đến với khả năng xử lý các yêu cầu ứng dụng web nhanh chóng và đem đến kết quả vượt trội. Ngoài ra, Tomcat còn sở hữu kiến trúc gọn nhẹ và tối ưu hóa cho Java, hỗ trợ hoạt động ổn định ngay cả khi ứng dụng web đó có lượng truy cập lớn.

Điều này có lợi cho các doanh nghiệp mong chờ vào tốc độ phản hồi nhanh của ứng dụng web để duy trì và đẩy mạnh trải nghiệm tốt nhất cho người dùng.

3. Mở rộng linh hoạt để đáp ứng đa dạng nhu cầu

Lợi ích này là một trong những điều nổi bật của Apache Tomcat. Doanh nghiệp có thể thêm vào cluster nhiều máy chủ Tomcat để phân tán tải trọng để luôn đảm bảo được ứng dụng web có thể hoạt động tốt ngay cả trong lúc cao điểm.

Điều này cũng giải được cho câu hỏi các công ty lớn có nên sử dụng Apache Tomcat không?. Tất nhiên câu trả lời là Có vì Tomcat là một lựa chọn tốt dành cho các công ty lớn cần máy chủ ứng dụng Java mã nguồn mở cùng với hiệu suất cao, có thể xử lý truy cập lớn từ nhiều người dùng trong cùng một khoảng thời gian.

4. Hỗ trợ nhiều ứng dụng Java

Cuối cùng, Tomcat tương thích với nhiều khung web Java phổ biến trong lĩnh vực lập trình như Spring MVC, Struts, JSF.. Vì vậy, doanh nghiệp có thể lựa chọn xây dựng các ứng dụng web đa dạng nhu cầu, tùy chỉnh phù hợp với mục đích sử dụng.

Một số ứng dụng phổ biến của Apache Tomcat

Sau khi biết được những lợi ích của công cụ này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu thêm về những ứng dụng của Tomcat mà doanh nghiệp có thể sử dụng nhé.

Tích hợp Apache Tomcat với Google Cloud

Google Cloud Platform là một trong số những nền tảng được nhiều doanh nghiệp ứng dụng hiện nay. Tomcat có thể tích hợp với Google Cloud nhằm triển khai và xây dựng các ứng dụng web hiệu quả hơn. Doanh nghiệp có thể tích hợp theo một số cách sau:

– Tích hợp Tomcat với Compute Engine: doanh nghiệp có thể triển khai Tomcat trên máy chủ ảo Compute Engine, giúp dễ dàng kiểm soát hơn các ứng dụng web.

– Tích hợp với Cloud SQL để lưu trữ dữ liệu: cho phép doanh nghiệp lưu trữ dữ liệu cho ứng dụng web Java. Cloud SQL hỗ trợ nhiều loại cơ sở dữ liệu, như MySQL, PostgreSQL, SQL Server.

– Tích hợp với Cloud Monitoring để theo dõi hiệu suất: doanh nghiệp có thể theo dõi hiệu suất của ứng dụng web Java, từ đó thu thập dữ liệu về hiệu suất CPU, bộ nhớ và các chỉ số khác.

Lưu trữ các ứng dụng web Java

Tomcat được tạo ra còn có mục đích lưu trữ các ứng dụng web dựa trên ngôn ngữ lập trình Java. Nó giúp hỗ trợ các công nghệ như Servlet Java, JSP, Java Expression Language và WebSocket, từ đó các nhà phát triển có thể xây dựng và triển khai các ứng dụng web động.

Tạo môi trường để phát triển các ứng dụng web

Các lập trình viên còn thường sử dụng Apache Tomcat như một môi trường phát triển để kiểm thử và gỡ lỗi các ứng dụng web Java cục bộ trước khi triển khai lên máy chủ để người dùng có thể truy cập.

Thực hiện cân bằng tải

Apache Tomcat còn được ứng dụng tích hợp với bộ cân bằng tải như Google Cloud Load Balancing để phân phối các lưu lượng truy cập web đến nhiều phiên bản Tomcat khác nhau nhằm cải thiện khả năng mở rộng và vá lỗi linh hoạt. Ngoài ra, việc kết hợp này cũng gia tăng hiệu suất trang web khi đạt đến lượng truy cập lớn.

Triển khai Microservice

Ngày nay, với sự phát triển của kiến trúc Microservice, Tomcat cũng thường được các lập trình viên sử dụng để triển khai và chạy các microservice riêng lẻ, được phát triển bằng ngôn ngữ Java.

Sử dụng trong các chương trình đào tạo, dạy học

Ngoài ra, các giảng viên còn thường đưa Tomcat vào chương trình giảng dạy phát triển web Java và các công nghệ liên quan khác, giúp học viên có được kiến thức nền tảng và dễ hiểu hơn.

Một số câu hỏi thường gặp về Apache Tomcat

1. Tomcat là app server hay web server?

Tomcat hoạt động chủ yếu như một web server và servlet server. Tuy nhiên, nó cũng có thể hoạt động như một app server. Bạn cần thêm các thành tố như Java Transaction API (JTA) và Java Message Service (JMS) để có thể làm nó giống một app server.

2. Apache Tomcat có miễn phí sử dụng không?

Có bạn nhé, Apache Tomcat là một phần mềm mã nguồn mở, điều đó đồng nghĩa với việc bạn có thể sử dụng các phiên bản dưới giấy phép Apache License 2.0 mà không mất phí.

3. Ứng dụng nào có thể khởi chạy trên Apache Tomcat?

Tomcat được chủ yếu sử dụng để triển khai công nghệ ứng dụng Java Servlet, Java Expression Language và Java WebSocket.

4. 8080 có phải địa chỉ mặc định của Tomcat hay không?

Đúng vậy, 8080 là địa chỉ mặc định được sử dụng bởi Tomcat để nhận yêu cầu HTTP. Tuy nhiên, địa chỉ đích này có thể được thay đổi trong phần cài đặt các tập tin máy chủ nếu cần thiết.

5. Sự khác nhau giữa Tomcat và các web servers khác là gì?

Trong khi Tomcat được tạo ra để phục vụ các ứng dụng Java, các web server khác như Apache hay Nginx được thiết kế để phục vụ mục đích chung và hỗ trợ đa dạng các ngôn ngữ lập trình hơn so với Tomcat.

6. Apache Tomcat phù hợp với dự án nào?

Với những tính năng mạnh mẽ kể trên, Apache Tomcat được sử dụng phù hợp với các dự án được ứng dụng cho các đối tượng và nhu cầu như:

• Ứng dụng web Java đơn giản của doanh nghiệp, sàn thương mại điện tử, một số web giáo dục, giải trí,…
• Ứng dụng web Java phức tạp với quy mô dự án triển khai hệ thống ngân hàng, chứng khoán, y tế, chính phủ.
• Các dự án có ngân sách hạn chế bao gồm các dự án khởi nghiệp, cá nhân, học tập.
• Các ứng dụng web có lượng truy cập lớn như khi có nhu cầu thiết lập trang web tin tức, ứng dụng trò chuyện,…

Lời kết

Như vậy, chúng ta đã kết thúc hành trình tìm hiểu Apache Tomcat là gì cùng với những tính năng, lợi ích của Tomcat đối với việc phát triển ứng dụng web của các doanh nghiệp hiện nay. Nếu có bất kỳ thắc mắc cần được hỗ trợ thêm về Apache Tomcat cũng như dịch vụ Google Cloud, hãy nhắn tin qua LiveChat ngay dưới bài viết để được đội ngũ chuyên gia của GCSVN giải đáp nhanh nhất.