详解Servlet

什么是Servlet

    Servlet是Server+Applet的缩写,表示一个服务应用。其实Servlet就是一套规范,我们按照这套规范写的代码就可以直接在Java的服务器上面运行。

Servlet接口

    既然Servlet是一套规范,那么最重要的当然就是接口了。Servlet3.1中Servlet的接口,如下代码清单:

servlet

        ▪️init方法在容器启动时被容器调用(当load-on-startup设置为负数或者不设置时会在Servlet第一次用到时才被调用),只会调用一次;

        ▪️getServletConfig方法用于获取ServletConfig,;

        ▪️service方法用于具体处理一个请求;

        ▪️getServletInfo方法可以获取一些Servlet相关的信息,如作者、版权等,这个方法需要自己实现,默认返回空字符串;

        ▪️destroy方法主要用于在Servlet销毁(一般指关闭服务器)时释放一些资源,也只会调用一次。

    init方法被调用时会接收到一个ServletConfig类型的参数,是容器传进去的。ServletConfig顾名思义指的是Servlet的配置,我们在web.xml中定义Servlet时通过init-param标签配置的参数就是通过ServletConfig来保存的,比如,定义Spring MVC的Servlet时指定配置文件位置的contextConfigLocation参数就保存在ServletConfig中,例如下面的配置:

web.xml

    Tomcat中Servlet的init方法是在org.apache.catalina.core.StandardWrapper的initServlet方法中调用的,ServletConfig传入的是StandardWrapper(里面封装着Servlet)自身的门面类StandardWrapperFacade。其实这个也很容易,Servlet是通过xml文件配置的,在解析xml时就会把配置参数給设置进去,这样StandardWrapper本身就包含配置项了,当然并不是StandardWrapper的所有内容都是Config相关的,所以就用了其门面Facade类。下面是ServletConfig接口的定义:

ServletConfig接口

    getServletName用于获取Servlet的名字,也就是我们在web.xml中定义的servlet-name;getInitParameter方法用于获取init-param配置的参数;getInitParameterNames用于获取配置的所有init-param的名字集合;getServletContext非常重要,它的返回值ServletContext代表的是我们这个应用本身,如果你看了前面Tomcat的分析就会想到,ServletContext其实就是Tomcat中Context的门面类AppliactionContextFacade(具体代码参考StandardContext的getServletContext)。既然ServletContext代表应用本身,那么ServletContext里面设置的参数就可以被当前应用的所有Servlet共享了。我们做项目的时候都知道参数可以保存在Session中,也可以保存在Application中,而后者很多时候就是保存在了ServletContext中。

    我们可以这么理解,ServletConfig是Servlet级的,而ServletContext是Context(也就是Application级的)。当然,ServletContext的功能要强大很多,并不只是保存一下配置参数,否则就叫ServletContextConfig了。

ServletContext接口

    有的读者可能会想,Servlet级和Context级都可以操作,那有没有更高一层的站点也就是Tomcat中的Host级的相应操作呢?在Servlet的标准例其实还真有,在ServetContext接口中有这么一个方法:public ServletContext getContext(String uripath),它可以根据路径获取到同一个站点下单别的应用等ServletContext!当然由于安全的原因,一般会返回null,如果想使用需要进行一些设置。

    ServletConfig和ServletContext最常见的使用之一是传递初始化参数。我们就以spring配置中使用得最多的contextConfigLocation参数为例来看一下:

web.xml

注意:如果设置metadata-complete="true",会在启动时不扫描注解(annotation)。如果不扫描注解的话,用注解进行的配置就无法生效,例如:@WebServlet

    上面通过context-param配置的contextConfigLocation配置到了ServletContext中,而通过servlet下单init-param配置的contextConfigLocation配置到了ServletConfig中。在Servlet中可以分别通过它们的getInitParameter方法进行获取,比如:

String contextLocation = getServletConfig.getInitParameter("contextConfigLocation"); 


String contextLocation = getServletConfig().getServletContext().getInitParameter("contextConfigLocation");

    为了操作方便,GenericServlet定义了getInitParameter方法,内部返回getServletConfig().getInitParameter的返回值,因此我们如果需要获取ServletConfig中的参数,可以不再调用getServletConfig(),而直接调用getInitParameter。

    另外ServletContext中非常常用的用法就是保存Application级的属性,这个可以使用setAttribute来完成,比如:

getServltContext().setAttribute("contextConfigLocation","new path");

    需要注意的是,这里设置的同名Attribute并不会覆盖initParameter中的参数值,它们是两套数据,互不干扰。ServletConfig不可以设置属性。

GenericServlet

GenericServlet是Servlet的默认实现,主要做了三件事:

    ▪️实现了ServletConfig接口,我们可以直接调用ServletConfig里面的方法;

    ▪️提供了无参的init方法;

    ▪️提供了log方法。

    GenericServlet实现了ServletConfig接口,我们在需要调用ServletConfig中方法等时候可以直接调用,而不再需要先获取ServletConfig了,比如,获取ServletContext的时候可以直接调用getServletContext,而无须调用getServletConfig.getServletContext()了,不过其底层实现其实是在内部调用了。getServletContext的代码如下:

javax.servlet.GenericServlet                                           

    GenericServlet实现了Servlet的init(ServletConfig config)方法,在里面将config设置給了内部变量config,然后调用了无参点init()方法,这个方法是个模版方法,在子类中可以通过通过覆盖它来完成自己的初始化工作,代码如下:

javax.servlet.GenericServlet

这种做法有三个作用:

    ▪️首先,将参数config设置給了内部属性config,这样就可以在ServletConfig的接口方法中直接调用config的相应方法来执行;

    ▪️其次,这么做之后我们在写Servlet的时候就可以只处理自己的初始化逻辑,而不需要再关心config了;

    ▪️还有一个作用就是在重写init()方法时也不需要再调用super.init(config)了。如果在自己的Servlet中重写了带参数的init方法,那么一定要记着调用super.init(config),否则这里的config属性就接收不到值,相应地ServletConfig接口方法也就不能执行了。

    GenericServlet提供了2个log方法,一个记录日志,一个记录异常。具体实现是通过传给ServletContext的日志实现的。

javax.servlet.GenericServlet

    一般我们都有自己的日志处理方式,所以这个用得部署很多。

    GenericServlet是与具体协议无关的。

HttpServlet

    HttpServlet是用HTTP协议实现的Servlet的基类,写Servlet时直接继承它就可以了,不需要再从头实现Servlet接口,我们要分析的Spring MVC中的DispatcherServlet就是继承的HttpServlet。既然HttpServlet是跟协议相关的,当然主要关心的是如何处理请求了,所以HttpServlet主要重写了service方法。在service方法中首先将ServletReuqest和ServletResponse转换为了HttpServletRequest和HttpServletResponse,然后根据Http请求的类型不同将请求路由到了的处理方法。代码如下:

javax.servlet.http.HttpServlet

service(request,response)的具体实现,如下代码清单所示:

service(request,response)的具体实现

承接上图

承接上图

    具体处理方法是doXXX的结构,如最常用doGet、doPost就是在这里定义的。doGet、doPost、doPut和doDelet方法都是模版方法,而且如果子类没有实现将抛出异常,在调用doGet的请求,然后返回空body的Response;doOptions和doTrace正常不需要使用,主要是用来做一些调试工作,doOptions返回所有支持的处理类型的集合,正常情况下可以禁用,doTrace是用来远程诊断服务器的,它会将接收到的header原封不动地返回,这种做法很可能会被黑客利用,存在安全漏洞,所以如果不是必须使用,最好禁用。由于doOptions和doTrace的功能非常固定,所以HttpServlet做了默认的实现。doGet代码如下(doPost、doPut、doDelete与之类似);

javax.servlet.http.HttpServlet

    这就是HttpServlet,它主要将不同的请求方式路由到了不同的处理方法。不过Spring MVC中由于处理思路不一样,又将所有请求合并到了统一的一个方法进行处理,在Spring MVC中再详细讲解。

小知识

▪️HttpServlet继承自GenericServlet,如下代码清单:

HttpServlet

▪️GenericServlet实现了Servlet,ServletConfig接口,如下代码清单

GenericServlet

▪️Spring MVC与HttpServlet之间的关系,如下代码清单

spring-webmvc-4.3.9.RELEASE-----HttpServletBean

不出所料,但是HttpServletBean是个抽象类,看看FrameworkServlet怎么回事,如下代码清单

FrameworkServlet

然而FrameworkServlet仍然是个抽象类,我们熟悉的DispatcherServlet上场了。

DispatcherServlet

    spring MVC中servlet一共有三个层次,分别是HttpServletBean、FrameworkServlet和DispatcherServlet。HttpServletBean直接继承自java的HttpServlet,其作用是将Servlet中配置的参数设置到相应的属性;FrameworkServlet继承HttpServletBean,有processRequest方法,主要作用是初始化了WebApplicationContext,DispactherServlet继承了FrameworkServlet,重写了doService方法,主要作用初始化了自身的9个组件。

     DispactherServlet中的核心方法doService和doDispatch

    doService:重写了FrameworkServlet的doService方法,主要作用是,检查是否为include请求,假如是,对request的attribute进行snapshot,检查是否有FlashMap,设置request一些属性,然后进入doDispatch方法;

    doDispatch:检查是否为上传请求(Multipart),根据request生成HandlerMapping,找到Handler和Interceptor,根据Handler找到HandlerAdapter,Adapter会检查Last-Modified,执行相应的Interceptor;

    整体结构非常简单--分三个层次做了三件事,但具体实现过程还是有点复杂的。这其实也是spring的特点:结构简单,实现复杂。结构简单主要是顶层设计好,实现复杂的主要是提供的功能比较多,可配置的地方也非常多个九个组件分别是:

    ▪️HandlerMapping

    ▪️HandlerAdapter

    ▪️HandlerExceptionResolver

    ▪️ViewResovler

    ▪️RequestToViewNameTranslator

    ▪️LocaleResolver

    ▪️ThemeResolver

    ▪️MultipartResolver

    ▪️FlashMapManager

《详解Spring MVC:上》

《详解Spring MVC:下》

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