简介Servlet2-阿里云开发者社区

简介Servlet1：https://developer.aliyun.com/article/1521653

四、Servlet的运行原理

Servlet是属于上层建筑，下面的传输层、网络层、数据链路层和物理层属于经济基础。

Servlet是Tomcat提供的API，但是Tomcar其实也只是一个应用程序，是运行在用户态的普通进程，然后用户写代码（根据请求计算响应），通过Servlet和Tomcat进行交互，然后Tomcat进一步和浏览器之间进行网络传输。

具体的过程也可以参考下图：

接收请求：用户会在浏览器输入一个URL，然后浏览器就出构造出相应的HTTP请求，这个HTTP请求会经过网络协议栈逐层封装成二进制的比特流，最后经过物理层的硬件设备转换成光信号或者电信号传输出去，然后这些信号再经过互联网的一系列网络设备到达服务器主机，服务器主机经过逐层分用还原得到HTTP请求交给Tomcat进行处理，然后利用HTTP请求的格式进行解析。根据请求中的 Context Path 确定一个 webapp, 再通过 Servlet Path 确定一个具体的类. 再根据当前请求的方法 (GET/POST/...), 决定调用这个类的 doGet 或者 doPost 等方法. 此时我们的代码中的 doGet / doPost 方法的第一个参数 HttpServletRequest 就包含了这个 HTTP 请求的详细信息。

返回响应：doGet / doPost 执行完毕后, Tomcat 就会自动把 HttpServletResponse 这个我们刚设置好的对象转换成一个符合 HTTP 协议的字符串, 通过 Socket 把这个响应发送出去.

此时响应数据在服务器的主机上通过网络协议栈层层封装 , 最终又得到一个二进制的 bit 流 , 通过物理层硬件设备转换成光信号/ 电信号传输出去 . 这些承载信息的光信号/ 电信号通过互联网上的一系列网络设备 , 最终到达浏览器主机，收到这些光信号/ 电信号 , 又会通过网络协议栈逐层进行分用 , 层层解析 , 最终还原成 HTTP 响应 , 并交给浏览器处理 . 浏览器也通过 Socket 读到这个响应 ( 一个字符串 ), 按照 HTTP 响应的格式来解析这个响应 . 并且把 body 中的数据按照一定的格式显示在浏览器的界面上 .

五、Tomcat伪代码

通过 " 伪代码 " 的形式描述了 Tomcat 初始化 / 处理请求两部分核心逻辑 .

1、Tomcat初始化

a、让Tomcat先从指定的目录中找到要加载的Servlet类

在前面部署的时候将Servlet代码编译成.class文件，然后打包成war包，并且拷贝到webapps文件夹里面，Tomcat就会从webapps里找到.class文件对应的Servlet类，然后根据需要加载

b、根据类加载结果，给这些类创建Servlet实例

// 这里要做的的是实例化出所有的 Servlet 对象出来;
        for (Class<Servlet> cls : allServletClasses) {
            // 这里是利用 java 中的反射特性做的
           // 实际上还得涉及一个类的加载问题，因为我们的类字节码文件，是按照约定的
            // 方式（全部在 WEB-INF/classes 文件夹下）存放的，所以 tomcat 内部是
            // 实现了一个自定义的类加载器(ClassLoader)用来负责这部分工作。
            
            Servlet ins = cls.newInstance();
            instanceList.add(ins);
       }

c、实例创建完成之后，调用当前Servlet实例的init方法。

 // 调用每个 Servlet 对象的 init() 方法，这个方法在对象的生命中只会被调用这一次;
        for (Servlet ins : instanceList) {
            ins.init();
       }

d、创建TCP socket，监听8080端口等待有客户端来连接

// 利用我们之前学过的知识，启动一个 HTTP 服务器
        // 并用线程池的方式分别处理每一个 Request
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        // 实际上 tomcat 不是用的固定线程池，这里只是为了说明情况
        ExecuteService pool = Executors.newFixedThreadPool(100);
        
        while (true) {
            Socket socket = ServerSocket.accept();
            // 每个请求都是用一个线程独立支持，这里体现了我们 Servlet 是运行在多线程环境下的
            pool.execute(new Runnable() {
               doHttpRequest(socket); 
           });
       }

e、退出循环，依次调用调用Servlet的destroy的方法

 // 调用每个 Servlet 对象的 destroy() 方法，这个方法在对象的生命中只会被调用这一次;
        for (Servlet ins : instanceList) {
            ins.destroy();
       }

2、Tomcat处理请求

class Tomcat {
    void doHttpRequest(Socket socket) {
        // 参照我们之前学习的 HTTP 服务器类似的原理，进行 HTTP 协议的请求解析，和响应构建
        HttpServletRequest req = HttpServletRequest.parse(socket);
        HttpServletRequest resp = HttpServletRequest.build(socket);
        
        // 判断 URL 对应的文件是否可以直接在我们的根路径上找到对应的文件，如果找到，就是静态
内容
        // 直接使用我们学习过的 IO 进行内容输出
        if (file.exists()) {
            // 返回静态内容
            return;
       }
        
        // 走到这里的逻辑都是动态内容了
        
        // 根据我们在配置中说的，按照 URL -> servlet-name -> Servlet 对象的链条
        // 最终找到要处理本次请求的 Servlet 对象
        Servlet ins = findInstance(req.getURL());
        
        // 调用 Servlet 对象的 service 方法
        // 这里就会最终调用到我们自己写的 HttpServlet 的子类里的方法了
        try {
       ins.service(req, resp); 
       } catch (Exception e) {
            // 返回 500 页面，表示服务器内部错误
       }
   }
}

Tomcat 从 Socket 中读到的 HTTP 请求是一个字符串, 然后会按照 HTTP 协议的格式解析成一个HttpServletRequest 对象.

Tomcat 会根据 URL 中的 path 判定这个请求是请求一个静态资源还是动态资源. 如果是静态资源, 直接找到对应的文件把文件的内容通过 Socket 返回. 如果是动态资源, 才会执行到 Servlet 的相关逻辑.

Tomcat 会根据 URL 中的 Context Path 和 Servlet Path 确定要调用哪个 Servlet 实例的 service 方法.

通过 service 方法, 就会进一步调用到我们之前写的 doGet 或者 doPost。

3、Servlet 的 service 方法的实现

class Servlet {
    public void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
        String method = req.getMethod();
        if (method.equals("GET")) {
            doGet(req, resp);
       } else if (method.equals("POST")) {
            doPost(req, resp);
       } else if (method.equals("PUT")) {
            doPut(req, resp);
       } else if (method.equals("DELETE")) {
            doDelete(req, resp);
       } 
       ......
   }
}

根据Servlet对象来调用service方法，在service方法的内部又会进一步地调用doGet等方法。

通过上述整套流程中，可以看出Servlet的生命周期主要有三个阶段：

init：初始化阶段，对象创建好之后就会执行init方法，用户可以重写这个方法来初始化逻辑。

service：在处理请求阶段来调用，每次请求都会调用service。

destroy：退出主循环，tomcat结束之前都会调用来释放资源。

六、Servlet关键API

当前主要使用HttpServlet类、HttpServletRequest类和HttpServletResponse类。

1、HttpServlet类

在写代码创建的类都继承自HttpServlet类，这个类有以下常用方法：

创建一个MethodServlet类继承Servlet类，并且重写doPost方法。

@WebServlet("/method")
public class MethodServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html;charset=utf8");//将字符集指定为utf-8，避免乱码
        resp.getWriter().write("POST响应");
    }
}

但是对于POST请求在浏览器中通过URL无法直接访问，就还需要通过form表单或者ajax来进行实现。

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport"
          content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
<script src="https://cdn.staticfile.org/jquery/1.10.2/jquery.min.js"></script>
<script>
    $.ajax({
        type: 'post',
        url: 'method',
        success: function(body){
            console.log(body);
        }
    });
</script>
</body>
</html>

这个html在目录文件的位置：

通过127.0.0.1:8080/test/test.html在浏览器访问，通过控制台可以看到如下结果：

2、HttpServletRequest 类

HttpServletRequest类对应的是一个Http请求，当 Tomcat 通过 Socket API 读取 HTTP 请求, 并且按照 HTTP 协议的格式把字符串解析成 HttpServletRequest 对象。其常用方法：

上述的方法都只是进行读操作。

打印HTTP请求信息：

@WebServlet("/show")
public class ShowRequestServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        StringBuilder respondBody = new StringBuilder();
        respondBody.append(req.getProtocol());
        respondBody.append("<br>");
        respondBody.append(req.getMethod());
        respondBody.append("<br>");
        respondBody.append(req.getRequestURI());
        respondBody.append("<br>");
        respondBody.append(req.getContextPath());
        respondBody.append("<br>");
        respondBody.append(req.getQueryString());
        respondBody.append("<br>");
        Enumeration<String> headerNames = req.getHeaderNames();
        while(headerNames.hasMoreElements()){
            String headerName = headerNames.nextElement();
            respondBody.append(headerName+" ");
            respondBody.append(req.getHeaders(headerName));
            respondBody.append("<br>");
        }
        resp.getWriter().write(respondBody.toString());
    }
}

在浏览器通过url访问：

获取POST请求的参数：

首先POST请求body的格式有：x-www-form-urlencoded，这种格式需要利用form表单来进行构造。

@WebServlet("/postParameter")
public class PostGetParameterServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String userName = req.getParameter("userName");
        String pwd = req.getParameter("pwd");
        resp.getWriter().write("userName:"+userName+" pwd:"+pwd);
    }
}

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport"
          content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <form action="postParameter" method="post">
        <input type="text" name="userName">
        <input type="password" name="pwd">
        <input type="submit" value="提交">
    </form>
    <script src="https://cdn.staticfile.org/jquery/1.10.2/jquery.min.js"></script>
</body>
</html>

运行效果：

点击提交按钮之后：

POST请求body格式还有json格式，但是这种格式需要引入第三方库Jackson，需要在maven中心库中找到然后引入到pom.xml之中，然后前端代码中需要在JS构造出body格式为json的请求。

<body>
    <input type="text" id="userName">
    <input type="text" id="password">
    <input type="button" value="提交" id="submit">
    
    <script src="https://cdn.staticfile.org/jquery/1.10.2/jquery.min.js"> </script>
    <script>
        let userNameInput = document.querySelector('#userName');
        let passwordInput = document.querySelector('#password');
        let button = document.querySelector('#submit');
        button.onclick = function(){
            $.ajax({
                type:'post',
                url:'postJason',
                contentType:'application/json',
                data:JSON.stringify({
                    userName:userNameInput.value,
                    password:passwordInput.value
                }),
                success:function(body){
                    console.log(body);
                }
            });
            }
    </script>
</body>

后端代码使用Jackson，将请求从body中读取出来，并且解析为Java对象。

class User{
    public String userName;
    public String password;
}
@WebServlet("/postJason")
public class PostJasonServlet extends HttpServlet {
    //创建一个Jason对象
    private ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html;charset=utf8");
        User user = objectMapper.readValue(req.getInputStream(),User.class);
        resp.getWriter().write("userName:"+user.userName+" password:"+user.password);
    }
}

运行效果：

提交之后可以在控制台上看到：

3、HttpServletResponse类

Servlet 中的 doXXX 方法的目的就是根据请求计算得到相应, 然后把响应的数据设置到 HttpServletResponse 对象中. 然后 Tomcat 就会把这个 HttpServletResponse 对象按照 HTTP 协议的格式, 转成一个字符串, 并通过 Socket 写回给浏览器.

其常见方法如下：

可以写一个自动刷新的页面：

@WebServlet("/refresh")
public class RefreshServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setHeader("Refresh","1");
        resp.getWriter().write("time"+System.currentTimeMillis());
    }
}

运行效果：

简介Servlet2

四、Servlet的运行原理

五、Tomcat伪代码

1、Tomcat初始化

a、让Tomcat先从指定的目录中找到要加载的Servlet类

b、根据类加载结果，给这些类创建Servlet实例

c、实例创建完成之后，调用当前Servlet实例的init方法。

d、创建TCP socket，监听8080端口等待有客户端来连接

e、退出循环，依次调用调用Servlet的destroy的方法

2、Tomcat处理请求

3、Servlet 的 service 方法的实现

六、Servlet关键API

1、HttpServlet类

2、HttpServletRequest 类

3、HttpServletResponse类

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

热门

活动广场

任务中心

开发者评测

高校计划

乘风者计划

训练营

阿里云MVP

话题

直播

下载

镜像站

技术资料

插件

简介Servlet2

四、Servlet的运行原理

五、Tomcat伪代码

1、Tomcat初始化

a、让Tomcat先从指定的目录中找到要加载的Servlet类

b、 根据类加载结果，给这些类创建Servlet实例

c、实例创建完成之后，调用当前Servlet实例的init方法。

d、创建TCP socket，监听8080端口等待有客户端来连接

e、退出循环，依次调用调用Servlet的destroy的方法

2、Tomcat处理请求

3、Servlet 的 service 方法的实现

六、Servlet关键API

1、HttpServlet类

2、HttpServletRequest 类

3、HttpServletResponse类

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

b、根据类加载结果，给这些类创建Servlet实例