Servlet规范

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在Java Web应用中,除了Tomcat服务器外,其实还有JettyGlassFishUndertow等多种Web服务器。

一个Java Web App通常打包为.war文件,并且可以部署到Tomcat、Jetty等多种Web服务器上。为什么一个Java Web App基本上可以无修改地部署到多种Web服务器上呢?原因就在于Servlet规范。

Servlet规范是Java Servlet API的规范,用于定义Web服务器如何处理HTTP请求和响应。Servlet规范有一组接口,对于Web App来说,操作的是接口,而真正对应的实现类,则由各个Web Server实现,这样一来,Java Web App实际上编译的时候仅用到了Servlet规范定义的接口,只要每个Web服务器在实现Servlet接口时严格按照规范实现,就可以保证一个Web App可以正常运行在多种Web服务器上:

  ┌─────────────────┐
  │     Web App     │
  └─────────────────┘
           ▲
           │
           ▼
  ┌─────────────────┐
┌─┤Servlet Interface├─┐
│ └─────────────────┘ │
│          ▲          │
│          │          │
│          ▼          │
│ ┌─────────────────┐ │
│ │     Servlet     │ │
│ │ Implementation  │ │
│ └─────────────────┘ │
│       Server        │
└─────────────────────┘

对于Web应用程序,Servlet规范是非常重要的。Servlet规范有好几个版本,每个版本都有一些新的功能。以下是一些常见版本的新功能:

Servlet 1.0:定义了Servlet组件,一个Servlet组件运行在Servlet容器(Container)中,通过与容器交互,就可以响应一个HTTP请求;

Servlet 2.0:定义了JSP组件,一个JSP页面可以被动态编译为Servlet组件;

Servlet 2.4:定义了Filter(过滤器)组件,可以实现过滤功能;

Servlet 2.5:支持注解,提供了ServletContextListener接口,增加了一些安全性相关的特性;

Servlet 3.0:支持异步处理的Servlet,支持注解配置Servlet和过滤器,增加了SessionCookieConfig接口;

Servlet 3.1:提供了WebSocket的支持,增加了对HTTP请求和响应的流式操作的支持,增加了对HTTP协议的新特性的支持;

Servlet 4.0:支持HTTP/2的新特性,提供了HTTP/2的Server Push等特性;

Servlet 5.0:主要是把javax.servlet包名改成了jakarta.servlet

Servlet 6.0:继续增加一些新功能,并废除一部分功能。

目前最新的Servlet版本是6.0,我们开发Jerrymouse Server也是基于最新的Servlet 6.0。

Servlet处理流程

当Servlet容器接收到用户的HTTP请求后,由容器负责把请求转换为HttpServletRequestHttpServletResponse对象,分别代表HTTP请求和响应,然后,经过若干个Filter组件后,到达最终的Servlet组件,由Servlet组件完成HTTP处理,将响应写入HttpServletResponse对象:

 ┌────────────────────────────────┐
 │         ServletContext         │
 │                                │
 │HttpServletRequest  ┌─────────┐ │
─┼───────────────────▶│ Filter  │ │
 │HttpServletResponse └─────────┘ │
 │                         │      │
 │                         ▼      │
 │                    ┌─────────┐ │
 │                    │ Filter  │ │
 │                    └─────────┘ │
 │                         │      │
 │ ┌─────────┐             ▼      │
 │ │Listener │        ┌─────────┐ │
 │ └─────────┘        │ Filter  │ │
 │ ┌─────────┐        └─────────┘ │
 │ │Listener │             │      │
 │ └─────────┘             ▼      │
 │ ┌─────────┐        ┌─────────┐ │
 │ │Listener │        │ Servlet │ │
 │ └─────────┘        └─────────┘ │
 └────────────────────────────────┘

其中,ServletContext代表整个容器的信息,如果容器实现了ServletContext接口,也可以把ServletContext可以看作容器本身。ServletContextHttpServletRequestHttpServletResponse都是接口,具体实现由Web服务器完成。FilterServlet组件也是接口,但具体实现由Web App完成。此外,还有一种Listener接口,可以监听各种事件,但不直接参与处理HTTP请求,具体实现由Web App完成,何时调用则由容器决定。因此,针对Web App的三大组件:ServletFilterListener都是运行在容器中的组件,只有容器才能主动调用它们。(此处略去JSP组件,因为我们不打算支持JSP)

对于Jerrymouse服务器来说,开发服务器就必须实现Servlet容器本身,容器实现ServletContext接口,容器内部管理若干个ServletFilterListener组件。

对每个请求,需要创建HttpServletRequestHttpServletResponse实例,查找并匹配合适的一组Filter和一个Servlet,让它们处理HTTP请求。

在处理过程中,会产生各种事件,容器负责将产生的事件发送到Listener组件处理。

以上就是我们编写Servlet容器按照Servlet规范所必须的全部功能。


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