tomcat中Servlet的工作機(jī)制

在研究Servlet在tomcat中的工作機(jī)制前必須先看看Servlet規(guī)范的一些重要的相關(guān)規(guī)定，規(guī)范提供了一個(gè)Servlet接口，接口中包含的重要方法是init、service、destroy等方法，Servlet在初始化時(shí)要調(diào)用init方法，在銷毀時(shí)要調(diào)用destroy方法，而對(duì)客戶端請(qǐng)求處理時(shí)則調(diào)用service方法。對(duì)于這些機(jī)制的支持都必須由Tomcat內(nèi)部去支持，具體則是由Wrapper容器提供支持。

在tomcat中消息流的流轉(zhuǎn)機(jī)制是通過四個(gè)不同級(jí)別的容器管道機(jī)制進(jìn)行流轉(zhuǎn)的，對(duì)于每個(gè)請(qǐng)求都是一層一層處理的。如下圖，當(dāng)客戶端請(qǐng)求到達(dá)服務(wù)端后請(qǐng)求被抽象成request對(duì)象后向四個(gè)容器進(jìn)行傳遞，首先經(jīng)過Engine容器的管道通過若干閥門，最后通過StandardEngineValve閥門流轉(zhuǎn)到Host容器的管道，處理后繼續(xù)往下流轉(zhuǎn)，通過StandardHostValve閥門流轉(zhuǎn)到Context容器的管道，繼續(xù)往下流轉(zhuǎn)，通過StandardContextValve閥門流轉(zhuǎn)到Wrapper容器的管道，而對(duì)Servlet的核心處理也正是在StandardWrapperValve閥門中。StandardWrapperValve閥門調(diào)用Servlet的service方法隊(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理，然后對(duì)客戶端響應(yīng)。

下面更深入了解下StandardWrapperValve閥門調(diào)用Servlet的過程。

web應(yīng)用的Servlet類都是根據(jù)Servlet接口，例如一般我們?cè)趯憳I(yè)務(wù)處理Servlet類時(shí)都會(huì)繼承HttpServlet類，為了遵循Servlet規(guī)范，它其實(shí)最終也是實(shí)現(xiàn)了Servlet接口，只是HttpServlet定義了HTTP協(xié)議的Servlet，將協(xié)議共性的東西抽離出來復(fù)用。Servlet處理客戶端請(qǐng)求的核心方法為service方法，所以對(duì)于HttpServlet來說，它需要針對(duì)http協(xié)議的GET、POST、PU、DELETE、HEAD、OPTIONS、TRACE等請(qǐng)求方法做出不同的分發(fā)處理，為方便理解，下面用個(gè)簡(jiǎn)化的代碼展示：

public abstract class HttpServlet extends Servlet{
  public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
    HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
    HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;
    String method = req.getMethod();
    if (method.equals("GET")) {
      doGet(request, response);
    }else if (method.equals("POST")) {
      doPost(request, response);
    }else if (method.equals("HEAD")) {
      doHead(request, response);
    } 
  }
protected void doHead(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException{}
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException{}
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {}
}

service方法將請(qǐng)求對(duì)象和響應(yīng)對(duì)象轉(zhuǎn)換成HttpServletRequest和HttpServletResponse，然后獲取請(qǐng)求方法，根據(jù)請(qǐng)求方法調(diào)用不同的處理方法，例如如果為GET方法則調(diào)用doGet方法，那么在繼承了HttpServlet類的Servlet只需重寫doGet或doPost方法完成業(yè)務(wù)邏輯處理，這就是我們熟悉的Servlet了。

這樣一來，StandardWrapperValve閥門調(diào)用Servlet的工作其實(shí)就是通過反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)Servlet對(duì)象的控制，例如在不配置load-on-startup情況下，客戶端首次訪問該Servlet時(shí)由于還不存在該Servlet對(duì)象，需要通過反射機(jī)制實(shí)例化出該Servlet對(duì)象，并且調(diào)用初始化方法，所以這也是為什么第一次訪問某個(gè)Servlet時(shí)會(huì)比較耗時(shí)的原因，后面客戶端再對(duì)該Servlet訪問時(shí)都會(huì)使用該Servlet對(duì)象，無需再做實(shí)例化和初始化操作。有了Servlet對(duì)象后調(diào)用其service方法即完成了對(duì)客戶端請(qǐng)求的處理。

實(shí)際上通過反射機(jī)制實(shí)例化Servlet對(duì)象是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，它除了完成實(shí)例化和初始化工作外還要解析該Servlet類包含的各種注解并作處理，另外，對(duì)于實(shí)現(xiàn)了SingleThreadModel接口的Servlet類，它還要維護(hù)一個(gè)該Servlet對(duì)象池。

綜上所述，Servlet工作機(jī)制大致流程是：request -> StandardEngineValve -> StandardHostValve -> StandardContextValve -> StandardWrapperValve -> 實(shí)例化并初始化Servlet對(duì)象 -> 調(diào)用該Servlet對(duì)象的service方法 -> response。

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