手写服务器笔记记录与tomcat相关笔记（无源码）

2021-08-19 14:58:54 浏览数 (1)

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    • @[TOC](目录)
    • 1. 前言
    • 2. 逻辑推导
    • 3. 关键问题：
    • 4. servlet
    • 5. 问题思考
    • 6. 图解与说明
    • 7. 优化
      • servlet缓存池
      • servlet线程安全
    • 8. 应用联想
    • 9. 推荐阅读
    • 10. 关键信息记录

1. 前言

阅读之前，请先理解以下概念：

  • web服务器：如tomcat，它是web应用的载体。由于我们平时老是说“客户端与服务端进行交互”，然后容易误以为我们写的web应用就是服务器，这种理解是错误的。web服务器相当于一个容器，装载着我们写的web应用，与浏览器进行交互的是web服务器，处理逻辑的是我们的web应用。
  • webApp（web应用）：
  • servlet：web应用中处理业务逻辑的类（或者说处理request返回response的类）
  • HTTP：这个自行百度，主要理解三次握手、请求与响应

2. 逻辑推导

从已有知识推导服务器逻辑： start–>

  1. 浏览器与服务器直接通过HTTP协议进行数据传输==》
  2. HTTP协议分为请求报文和响应报文，浏览器发送请求报文，服务器返回响应报文==》
  3. 请求报文中关键数据包括：请求路径（统一资源定位符），请求体（发送的数据包）；响应报文中关键数据包括：响应体（响应的数据包）==》
  4. 所以，大概逻辑如下==》
  5. 浏览器通过IO流发送请求资源路径和请求数据包给服务端==》
  6. 服务端获取IO流，得到请求路径和请求数据包==》
  7. 根据请求路径找到对应的请求资源，并处理响应的数据包==》
  8. 将上述过程的结果封装到响应体中，通过IO流返回。

end<–

3. 关键问题：

  1. 如何利用统一资源定位符找到对应的服务器资源？
  2. IO流传输的是字节流，html页面最终是怎样渲染到浏览器的？

回答： 如果是静态的html页面，则直接根据uri找到服务器中的静态页面，然后通过IO流返回。 直接返回的是字符串，这个解析过程，只要带上对应的响应协议，浏览器会自动渲染。

4. servlet

问：如果是xxx.html结尾，显然只需要读取服务器html资源然后响应即可，但是对于?username=xx&psw=xxx这样的uri，需要业务逻辑来处理，该如何解决？

答：显然，这种写法也是HTTP规范之一，因此，也可以通过遵守规范而正确解析。服务器只做转发功能（web），而逻辑功能，则是服务来完成（webApp），这类webApp，就是servlet。（server Applet的缩写） 关键逻辑如下：

  1. 浏览器发送的/project/login?username=xx&psw=xxx，到达web服务器
  2. web服务器根据HTTP协议，首先解析uri问号的前半部分/project/login，然后建立uri与servlet的映射关系（这就是web.xml的由来），并通过解析web.xml反射得到servlet，然后解析得到参数键值对并封装到request中（同时初始化响应的response请求头，避免由webApp来拼接响应头协议）
  3. 通过servlet.service(request,response)调用webapp中的servlet，执行相关的do方法。

关键知识： 这里面有两大规范：HTTP协议、servlet规范 HTTP协议制定浏览器与服务器之间的交互规则，体现在HTTP请求与HTTP响应上。 servlet规范制定了服务器与webApp之间的交互规则。体现在：webApp的servlet实现servlet规范，然后在web服务器中，直接通过servlet接口调用具体实现。

5. 问题思考

为什么需要web.xml文件（或者相关的注解）？ web.xml文件中定义了uri与servlet的映射关系，如果不在配置文件中定义，那就只能在web服务器启动类的解析过程中预先定义所有uri与servlet的关系映射，这显然不可能。只能通过反射获取。

6. 图解与说明

  1. 端口开发JDK 的ServerSocket已提供相应方法
  2. socket网络编程主要包含端口监听、请求监听、解析输入流得到请求、构建输出流进行响应。
  3. 线程调度器即线程池，每个请求都会从池中拿一个线程进行执行，可以用ExecutorService创建
  4. servlet需要解析web.xml文件得到url与servlet映射关系，然后解析浏览器传递过来的url，用反射获取对应的servlet进行执行。

7. 优化

servlet缓存池

如果解析完url之后就直接根基web.xml中的映射关系反射获取servlet，这样必定出现servlet爆炸（每个相同的url都会创建一个servlet）。 因此需要建立一个servlet缓存池。 逻辑： 维护一个url:servlet缓存池。 请求过来之后，先从池中拿，拿不到，再反射创建一个，同时放到池中。

servlet线程安全

对于相同的url，servlet都是同一个，即会有多个用户同时使用同一个servlet对象的情况，自然可能存在线程安全。

一般只用一种方式进行规范，那就是不要定义会变化的servlet的成员变量。 非要使用的话，请用TheadLocal

8. 应用联想

springmvc的dispatchservlet也是一个servlet，只不过他不直接处理请求与响应，而是做请求与响应的中转站。

springboot中的web开发，controller也有线程安全问题，原因与servlet相同，解决办法也相同。

9. 推荐阅读

TomCat架构分析

Tomcat连接器

Tomcat配置文件详解（配置文件基本展现了Tomcat的架构，建议重视）

servlet工作原理

另外，还可以打开百度图片，搜索 “tomcat架构图” “tomcat时序图” 等图。

10. 关键信息记录

  1. 在初始化过程中，tomcat大量使用观察者模式，以便于实现链式初始化
  2. 容器层级之间基于pipeline（管道）和valve（阀门）的形式处理request（类似过滤器、责任链）相当于提供了可在每层容器之间设置过滤器的功能
  3. tomcat没有遵循双亲委派类加载机制，而是自定义类加载顺序。原因：tomcat本身是一个java程序（即便它运行着多个不同的java项目），如果还是按照双亲委派，则多个不同的项目可能发生冲突，比如说不同项目中相同的类名。因此，基本要求就是不同的webapp应该用各自不同的类加载器。 （延伸阅读）
servlet java tomcat 网站 xml

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