01 Java Servlet

Web 容器是什么?

早期的 Web 应用主要用于浏览新闻等静态页面,HTTP 服务器(比如 Apache、Nginx)向浏览器返回静态 HTML,浏览器负责解析 HTML,将结果呈现给用户。

随着互联网的发展,我们已经不满足于仅仅浏览静态页面,还希望通过一些交互操作,来获取动态结果,因此也就需要一些扩展机制能够让 HTTP 服务器调用服务端程序。

于是 Sun 公司推出了 Servlet 技术。你可以把 Servlet 简单理解为运行在服务端的 Java 小程序,但是 Servlet 没有 main 方法,不能独立运行,因此必须把它部署到 Servlet 容器中,由容器来实例化并调用 Servlet。

Tomcat 和 Jetty 就是一个 Servlet 容器。为了方便使用,它们也具有 HTTP 服务器的功能,因此 Tomcat 或者 Jetty 就是一个“HTTP 服务器 + Servlet 容器”,我们也叫它们 Web 容器。

Tomcat 与 Jetty 的区别

单纯比较 Tomcat 和 Jetty 的性能意义不是很大,只能说在某些使用场景下它们的表现各有差异,因为它们面向的使用场景不尽相同。

容器

说明

Tomcat

从架构上来看 Tomcat 在处理少数非常繁忙的连接上更有优势,也就是连接的生命周期如果比较短,Tomcat 的性能比较优

Jetty

可以同时处理大量链接并且长时间的保持这些链接,一些 Web 聊天应用非常适合用 Jetty 服务器,淘宝的 Web 旺旺就是用 Jetty 作为 Servlet 引擎

Servlet 规范和 Servlet 容器

左边:HTTP 服务器直接调用具体业务类,它们是紧耦合的 右边:HTTP 服务器不直接调用业务类,而是把请求交给容器来处理,容器通过 Servlet 接口调用业务类

Servlet-规范

要点:

  • Servlet 接口和 Servlet 容器这一整套规范叫作 Servlet 规范;

  • Servlet 接口和 Servlet 容器的出现,达到了 HTTP 服务器与业务类解耦的目的;

  • HTTP 服务器不直接跟业务类打交道,而是把请求交给 Servlet 容器去处理,Servlet 容器会将请求转发到具体的 Servlet,如果这个 Servlet 还没创建,就加载并实例化这个 Servlet,然后调用这个 Servlet 的接口方法;

  • Servlet 接口其实是 Servlet 容器跟具体业务类之间的接口,具体业务类只需实现 Servlet 接口;

  • Tomcat 和 Jetty 都按照 Servlet 规范的要求实现了 Servlet 容器,同时它们也具有 HTTP 服务器的功能。作为 Java 程序员,如果我们要实现新的业务功能,只需要实现一个 Servlet,并把它注册到 Tomcat(Servlet 容器)中,剩下的事情就由 Tomcat 帮我们处理了。

工作流程

当客户请求某个资源时,HTTP 服务器会用一个 ServletRequest 对象把客户的请求信息封装起来,然后调用 Servlet 容器的 service 方法,Servlet 容器拿到请求后,根据请求的 URL 和 Servlet 的映射关系,找到相应的 Servlet,如果 Servlet 还没有被加载,就用反射机制创建这个 Servlet,并调用 Servlet 的 init 方法来完成初始化,接着调用 Servlet 的 service 方法来处理请求,把 ServletResponse 对象返回给 HTTP 服务器,HTTP 服务器会把响应发送给客户端。

Servlet 接口

public interface Servlet {
void init(ServletConfig config) throws ServletException;
ServletConfig getServletConfig();
void service(ServletRequest req, ServletResponse res)throws ServletException, IOException;
String getServletInfo();
void destroy();
}

其中最重要是的 service 方法,具体业务类在这个方法里实现处理逻辑。

本质上以下这两个类是对通信协议的封装:

参数

说明

ServletRequest

用来封装请求信息,可以用来创建获取 Session

ServletResponse

用来封装 HTTP 响应信息,比如通过 set-cookie 将 sessionId 放在 http 的响应头里

声明周期相关:

方法

说明

init(ServletConfig config)

Servlet 容器在加载 Servlet 类的时候会调用

destroy()

卸载的时候会调用

Web 应用

Servlet 容器会实例化和调用 Servlet,那 Servlet 是怎么注册到 Servlet 容器中的呢?一般来说,我们是以 Web 应用程序的方式来部署 Servlet 的,而根据 Servlet 规范,Web 应用程序有一定的目录结构,在这个目录下分别放置了 Servlet 的类文件、配置文件以及静态资源,Servlet 容器通过读取配置文件,就能找到并加载 Servlet。Web 应用的目录结构大概是下面这样的:

| - MyWebApp
| - WEB-INF/web.xml -- 配置文件,用来配置Servlet等
| - WEB-INF/lib/ -- 存放Web应用所需各种JAR包
| - WEB-INF/classes/ -- 存放你的应用类,比如Servlet类
| - META-INF/ -- 目录存放工程的一些信息

Servlet 规范里定义了 ServletContext 这个接口来对应一个 Web 应用。Web 应用部署好后,Servlet 容器在启动时会加载 Web 应用,并为每个 Web 应用创建唯一的 ServletContext 对象。你可以把 ServletContext 看成是一个全局对象,一个 Web 应用可能有多个 Servlet,这些 Servlet 可以通过全局的 ServletContext 来共享数据,这些数据包括 Web 应用的初始化参数、Web 应用目录下的文件资源等。由于 ServletContext 持有所有 Servlet 实例,你还可以通过它来实现 Servlet 请求的转发。

扩展机制

Servlet 规范提供了两种扩展机制:FilterListener

  • Filter 是过滤器,这个接口允许你对请求和响应做一些统一的定制化处理,比如你可以根据请求的频率来限制访问,或者根据国家地区的不同来修改响应内容。过滤器的工作原理是这样的:Web 应用部署完成后,Servlet 容器需要实例化 Filter 并把 Filter 链接成一个 FilterChain。当请求进来时,获取第一个 Filter 并调用 doFilter 方法,doFilter 方法负责调用这个 FilterChain 中的下一个 Filter

  • Listener 是监听器,这是另一种扩展机制。当 Web 应用在 Servlet 容器中运行时,Servlet 容器内部会不断的发生各种事件,如 Web 应用的启动和停止、用户请求到达等。Servlet 容器提供了一些默认的监听器来监听这些事件,当事件发生时,Servlet 容器会负责调用监听器的方法。当然,你可以定义自己的监听器去监听你感兴趣的事件,将监听器配置在 web.xml 中。比如 Spring 就实现了自己的监听器,来监听 ServletContext 的启动事件,目的是当 Servlet 容器启动时,创建并初始化全局的 Spring 容器。

FilterListener 的本质区别:

本质

区别

Filter

是干预过程的,它是过程的一部分,是基于过程行为的

Listener

是基于状态的,任何行为改变同一个状态,触发的事件是一致的。

总结

  • Servlet 接口和 Servlet 容器这一整套规范叫作 Servlet 规范;

  • 引入 Servlet 规范后,不需要关心 Socket 网络通信、不需要关心 HTTP 协议,也不需要关心你的业务类是如何被实例化和调用的,因为这些都被 Servlet 规范标准化了,你只要关心怎么实现的你的业务逻辑;

  • Servlet 规范里定义了 ServletContext 这个接口来对应一个 Web 应用,可以看成一个全局对象,Servlet 可以通过全局的 Servlet 来共享数据;

  • 由于 ServletContext 持有所有 Servlet 实例,你还可以通过它来实现 Servlet 请求的转发;

  • Servlet 规范使得程序员可以专注业务逻辑的开发,同时 Servlet 规范也给开发者提供了扩展的机制 FilterListener