参考文献

  • 极客时间<<深入拆解 Tomcat & Jetty>>

Servlet

  • Servlet容器用来加载和管理业务类。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。因此Servlet接口其实是**Servlet容器跟具体业务类之间的接口**。

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

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

Servlet容器

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

Web应用

  • Servlet容器会实例化和调用Servlet.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：

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    | -  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**Servlet`Context`**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。可以把Servlet`Context`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，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：Filter和Listener
  • 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。
    • 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。
    • 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。

Connector连接器

  • 连接器的功能需求
    • 监听网络端口。
    • 接受网络连接请求。
    • 读取网络请求字节流。
    • 根据具体应用层协议（HTTP/AJP）解析字节流，生成统一的Tomcat Request对象。
    • 将Tomcat Request对象转成标准的ServletRequest。
    • 调用Servlet容器，得到ServletResponse。
    • 将ServletResponse转成Tomcat Response对象。
    • 将Tomcat Response转成网络字节流。
    • 将响应字节流写回给浏览器。
  • Endpoint负责提供字节流给Processor，Processor负责提供Tomcat Request对象给Adapter，Adapter负责提供ServletRequest对象给容器。

ProtocolHandler组件

Endpoint
  • Endpoint是通信端点，即通信监听的接口，是具体的Socket接收和发送处理器，是对传输层的抽象，因此Endpoint是用来实现TCP/IP协议的。
  • Endpoint是一个接口，对应的抽象实现类是AbstractEndpoint，而AbstractEndpoint的具体子类，比如在NioEndpoint和Nio2Endpoint中，有两个重要的子组件：Acceptor和SocketProcessor。
  • 其中Acceptor用于监听Socket连接请求。SocketProcessor用于处理接收到的Socket请求，它实现Runnable接口，在run方法里调用协议处理组件Processor进行处理。为了提高处理能力，SocketProcessor被提交到线程池来执行。
Processor
  • 如果说Endpoint是用来实现TCP/IP协议的，那么Processor用来实现HTTP协议，Processor接收来自Endpoint的Socket，读取字节流解析成Tomcat Request和Response对象，并通过Adapter将其提交到容器处理，Processor是对应用层协议的抽象。
  • Processor是一个接口，定义了请求的处理等方法。它的抽象实现类AbstractProcessor对一些协议共有的属性进行封装，没有对方法进行实现。具体的实现有AjpProcessor、Http11Processor等，这些具体实现类实现了特定协议的解析方法和请求处理方式。

Adapter