Tomcat1 - Servlet容器，与 SpringMVC 的关系

lalala / 2023-09-05 / 原文

参考：

PoetryAndTheDistance ：一：Tomcat核心组件及应用架构详解

Hong EuiSung –@gowoonosori ： 요청처리 내부구조

Http 请求响应实例

Servlet 接口

为了解耦【http服务器代码】和【业务代码】，Java就定义了一个接口，各种业务类都必须实现这个接口，这个接口就叫 Servlet 接口，有时我们也把实现了 Servlet 接口的业务类叫作 Servlet。

Servlet 接口定义了下面五个方法

public interface Servlet {
    void init(ServletConfig var1) throws ServletException;

    ServletConfig getServletConfig();

    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) 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。这个方法有两个参数：ServletRequest 和 ServletResponse。

ServletRequest 用来封装请求信息，ServletResponse 用来封装响应信息，因此本质上这两个类是对通信协议的封装。
比如 HTTP 协议中的请求和响应就是对应了 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 这两个类。你可以通过 HttpServletRequest 来获取所有请求相关的信息，包括请求路径、Cookie、HTTP 头、请求参数等。还可以通过 HttpServletRequest 来创建和获取 Session。而 HttpServletResponse 是用来封装 HTTP 响应的。

两个跟生命周期有关的方法 init 和 destroy

- Servlet 容器在加载 Servlet 类的时候会调用 init 方法，在卸载的时候会调用 destroy 方法。我们可能会在 init 方法里初始化一些资源，并在 destroy 方法里释放这些资源，
- 比如 Spring MVC 中的 DispatcherServlet，就是在 init 方法里创建了自己的 Servlet WebApplicationContext

还有 ServletConfig 这个类，ServletConfig 的作用就是封装 Servlet 的初始化参数。

- 你可以在 web.xml 给 Servlet 配置参数，并在程序里通过 getServletConfig 方法拿到这些参数。

有接口一般就有抽象类，抽象类用来实现接口和封装通用的逻辑。

（接口和抽象类都不能实例化，接口只能有方法的声明不能有实现，抽象类可以有方法的实现。接口用来抽象功能，抽象类用来抽象类型）

因此 Servlet 规范提供了 GenericServlet 抽象类，我们可以通过扩展它来实现 Servlet。虽然 Servlet 规范并不在乎通信协议是什么，但是大多数的 Servlet 都是在 HTTP 环境中处理的，因此 Servet 规范还提供了 HttpServlet 来继承 GenericServlet，并且加入了 HTTP 特性。这样我们通过继承 HttpServlet 类来实现自己的 Servlet，只需要重写两个方法：doGet 和 doPost。

HttpServlet 实现的 Servlet 声明的业务方法接口 service 方法里会调用 doGet 和 doPost

protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String method = req.getMethod();
        long lastModified;
        if (method.equals("GET")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            if (lastModified == -1L) {
                this.doGet(req, resp);
            } else {
                .......省略
            }
        } else if (method.equals("HEAD")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
            this.doHead(req, resp);
        } else if (method.equals("POST")) {
            this.doPost(req, resp);
        } else if (method.equals("PUT")) {
            this.doPut(req, resp);
        } else if (method.equals("DELETE")) {
            this.doDelete(req, resp);
        } else if (method.equals("OPTIONS")) {
            this.doOptions(req, resp);
        } else if (method.equals("TRACE")) {
            this.doTrace(req, resp);
        } else {
            String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
            Object[] errArgs = new Object[]{method};
            errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
            resp.sendError(501, errMsg);
        }

    }

Servlet 容器

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

扩展机制

Servlet 规范提供了两种扩展机制：Filter 和 Listener。

Filter

允许你对请求和响应做一些统一的定制化处理。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。

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。还有 SpringSecurity 的 SessionRepositoryFilter 就 implements 了 Filter，用来校验请求头中的 session

Listener

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。

Servlet容器与 SpringMVC 的关系

在 SpringMVC 中，有一个名为 DispatcherServlet 的 Servlet，它充当 FrontController，转发、匹配、将请求委托给其他控制器来处理请求。

执行service()，并在方法中执行 dispatch.doService() -> doDispatch()，doDispatch 负责从 HandlerMapping 中获取handler

Root WebApplicationContext

就是 org.springframework.context.ApplicationContext
就是 Spring 的 IOC 容器，包括 Service、datasource、repositories 等 bean
通过 Servlet 容器的 Listener 机制，Spring 的 ContextLoaderListener 类实现 ServletContextListener，监听 Servlet 容器的启动事件，创建并初始化这个 spring 全局上下文。
管理bean的生命周期并提供 IOC/DI
Root WebApplicationContext 不能访问 Servlet WebApplicationContext 中的 bean（Controller 里可以访问 Service 对象，Service 对象不可以访问 Controller 对象）

Servlet WebApplicationContext

就是 org.springframework.web.context.WebApplicationContext
与标准 javax.servlet.ServletContext 配合使用。ServletContext 实例可以做很多事情，例如通过调用 getResourceAsStream() 方法访问 WEB-INF 资源（xml 配置等）。
继承自 RootWebApplicationContext 实现的 Context，主要包含 Controller、Intercepter、ViewResolver、HandlerMapping 等bean。
之所以有这样的继承关系，是因为一个Servlet容器内部可能会出现多个Servlet，它们要共用 Root WebApplicationContext 中的服务和数据源。
延迟加载，当第一个请求到来，Tomcat 发现 DispatcherServlet 还没被实例化，就会调用它的 init 方法，建立容器初始化相关 bean
如果一个servlet 上下文的 bean注册了与Application Context和context相同的ID，则使用Servlet Context中声明的bean，查找 bean 时按照 Servlet Context -> Application Context的顺序查找。

public interface WebApplicationContext extends ApplicationContext {
    ServletContext getServletContext();
}

从服务器启动到请求的步骤

Web 服务器初始化
监听到 Servlet 容器启动。加载 Root WebApplicationContext
网络服务器启动
客户端第一次向 Web 服务器发出请求
Web Server 交付给 Servlet 容器
创建 Servlet线程
如果 DispatcherServlet 没有创建，DispatcherServlet init 初始化 Servlet WebApplicationContext
在生成的线程中调用 DisapatcherServlet 的 service() 方法。
通过 HandlerMapping 查找 Controller
通过 HandlerAdapter 传递给 Controller
Controller->Service->Response