都知道Tomcat是个Servlet容器，可是Servlet又是怎么回事？

vlambda
2021-06-23

都知道Tomcat是个Servlet容器，可是Servlet又是怎么回事？

立体的萌 | 作者

Java技术迷 | 出品

java Web经过多年发展已经从成为了互联网应用技术的“网红”，而Servlet作为java Web技术的扛把子，我们不能不了解，正是因为有了Servlet，才造就了Tomcat的发达，进而造就了互联网世界的繁荣

Servlet容器是个什么玩意儿？

Servlet与Servlet容器的关系就好比枪和子弹的关系，是必须配套使用的，那如何在一起使用呢？官方的解释是：通过接口的方式

我当初学习Servlet的时候是和Tomcat差不多一起学的，因为Tomcat就是个Servlet容器嘛，所以我以Tomcat为例

这是Tomcat容器模型:

Tomcat容器分为4个等级，真正管理Servlet的容器是Context容器，一个Context容器（也就是Servlet运行时的Servlet容器）就对应着一个Web工程，我当初刚开始学java的时候，我的老师就教给我们如何手动的配置，在Tomcat的配置文件里写下面这一行代码：

都知道Tomcat是个Servlet容器，可是Servlet又是怎么回事？

Servlet容器都是怎么启动的？

经典的Tomcat7增加了支持嵌入式的功能，具体来说就是增加了一个启动类：org.apache.catalina.startup.Tomcat。创建出一个实例对象之后再调用start（）函数就可以启动了Tomcat了

下面就创建一个Tomcat实例再添加一个Web应用：

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当Context容器初始化状态设置为init，添加到Context容器Listener将会被调用，ContextConfig类会负责整个Web应用的配置文件的解析工作，ContextConfig类继承了Lifecyclelistener接口(他是在调用Tomcat,addWebapp时被加入到StandardContext容器中的）

ContextConfig的init函数无非就这么几个功能:

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ContextConfig的init函数的工作做完之后，Context容器就会执行startInternal函数，这个函数的工作相对复杂一些：

第一步：创建读取资源文件的对象；

第二步：创建ClassLoader对象；

第三步：设置应用的工作目录；

第四步：启动相关的辅助类；

第五步：修改启动状态，通知感兴趣的观察者（Web应用的配置）；

第六步：子容器的初始化；

第七步：获取ServletContext并设置必要的参数；

第八步：初始化”load on startup”的Servlet；

初始化一个web应用

Web应用的初始化由ContextConfig的configureStart函数来实现，其实初始化没什么复杂的，就是解析个web.XML文件,web.xml文件之所以很重要是因为描述了一个web应用的关键信息，同事还是一个web应用的人口

一般来说，Tomcat会先找globalWebXml，再找hostWebXml,最后寻找应用的配置文件，该找的人都找全之后，把webxml对象中的属性设置到Context容器中

必须要把Servlet包装成Context容器中的StandardWrapper并作为子容器添加到Context中，,这里有一个问题就是为什么不包装成Servlet对象呢？因为StandardWrapper是Tomcat容器中的一部分，也就是说StandardWrapper也是具有容器的特征的，Servlet不一样，他可是一个独立的Web开发标准，不应该强耦合到Tomcat之中

然后再把其他所有的web.xml属性都被解析到Context中，真正运行着Servlet的Servlet容器是Context

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创建一个Servlet实例

没有完成实例化那也只是万里长征第一步而已，实例化一共分为两步：先创建Servlet对象再进行初始化

创建Servlet对象

在解析配置文件时会读取默认的globalWebXml,在Conf下的web.xml文件中定义了一些默认的配置项，这里面定义了两个Servlet:org.apache.catalina.servlets.DefaultServelt、org.apache.jasper.servelt.JspServelt,前者的load-on-startup是1，后者的load-on startup是3，如果Servelt的load-on-startup的配置项大于0的话，那么在Context容器启动的时候就会被实例化

初始化Servlet

初始化的工作是通过StardardWrapper的initServelt函数来完成的，这个函数了里面调用了Servelt的init函数，还把包装了StandardWrapper对象的StandardWrapperFacade作为config传给Servelt

Servlet体系结构

与Servelt关联的就是这三个类：ServletConfig、ServeltRequest和ServeltResponse,他们都是通过容器先后传递给Servelt的，ServeltConfig早在Servelt初始化的时候就传给Servelt,后两个则是在请求到达时调用Servelt传递过来的

Servelt的运行模式是个典型的”握手型交互式”的运行模式，什么意思呢？就是两个模块为了交换数据通常会准备一个交易场景，这个场景会一直跟随这个交易过程，直到交易完成，交易场景的初始化是根据本次的交易对象的参数来定制的，其实说是参数，其实就是个配置类

所以，交易场景都是由ServeltContext来描述，而参数集合则是由ServletConfig来描述，ServeltRequest和ServeltResponse就是要交互的具体对象，可以比喻成传输数据的大货车

Servlet都是怎么为我们服务的？

这个问题也可以换成Servelt是如何被调用的,我们都是客户端要想请求服务端的服务就必须在浏览器里面输入URL，那么，服务器是如何根据客户端给定的URL来到达正确的Servelt容器的呢？

Tomcat7.0中有一个专门的类来完成映射工作：org.apache.tomcat.util.http.mapper,之所以用这个类来完成是因为这个类包含了Cntainer容器中的所有子容器的信息

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这是把MapperListener类作为一个监听者加到一整个Container容器的每个子容器中

在org.apache.catalina.connector.Request类进入Container容器之前，Mapper会事先根据这次请求的hostnane和contextpath把host和context容器设置到Request的mappingData属性中，所以，在Request进入Container容器之前就已经确定好要访问的子容器了

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全世界最好的监听者-Listener

基于观察者模式创建的Listener应用非常广泛，话不多说直接上图：

这些listener的实现类配置在web.xml<Listener>标签中，也可以在应用程序中动态的添加，这是ContextLoaderListener的contextInitialize()函数：

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不过一定要注意，ServeltContextListener在容器启动之后就不能再添加新的，原因很简单，他所监听的事件不会再出现了

家喻户晓的Filter

Filter就好比我们进入商场或者图书馆时候的存包的动作，它都是通过<filter>和<filter-mapping>结合起来使用的，Servelt能够完成的工作，Filter也一样能完成，而且还比前者更加的灵活，因为他还有一个FilterChain对象，这个对象可以更加灵活的控制请求的流转

FilterChain对象保留了到最终Servelt对象的所有的Filter对象，这些对象全部保存在了ApplicationfilterChain对象的filter数组中，在FilterChain每执行一个Filter对象，数组的当计数术就会加1，直到计数等于数组的长度，所有的对象执行完毕后，就会执行最终的Servelt

Url-pattern又是干嘛的？

Filter的url匹配在创建ApplicatonFilterChain对象时进行的，如果匹配成功了就会把Filter保存在ApplicationFilterChain的filter数组中，然后在filterchain中依次调用

在<web.xml>加载时StandardContext的validateURLPattern函数进行检查<url-pattern>是否符合规则，如果不符合的话，Context容器启动就会失败

这是<url-pattern>的匹配规则：

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