spring-Servlet/Tomcat/Spring

参考：

https://www.cnblogs.com/shawshawwan/p/9002126.html

https://blog.csdn.net/weixin_40396459/article/details/81706543

https://blog.csdn.net/u014231646/article/details/79482195

https://www.cnblogs.com/finite/p/8151656.html -todo

Servlet／Tomcat/ Spring 之间的关系

0.基础知识

在idea中打开servlet的源码：

可以看见servlet就是一个接口；接口就是规定了一些规范，使得一些具有某些共性的类都能实现这个接口，从而都遵循某些规范。

有的人往往以为就是servlet直接处理客户端的http请求，其实并不是这样，servlet并不会去监听8080端口；直接与客户端打交道是“容器”，比如常用的tomcat。

客户端的请求直接打到tomcat，它监听端口，请求过来后，根据url等信息，确定要将请求交给哪个servlet去处理，然后调用那个servlet的service方法，service方法返回一个response对象，tomcat再把这个response返回给客户端。

1. Servlet的生命周期

从创建到毁灭：

调用 init() 方法初始化
调用 service() 方法来处理客户端的请求
调用 destroy() 方法释放资源，标记自身为可回收
被垃圾回收器回收

由上面可以看见，servlet的init方法和destroy方法，一般容器调用这两个方法之间的过程，就叫做servlet的生命周期。

调用的整个过程就如上图所示。

当请求来容器第一次调用某个servlet时，需要先初始化init()，

但当某个请求再次打到给servlet时，容器会起多个线程同时访问一个servlet的service（）方法。

由此可以看出，多个客户访问同一service（）方法，会涉及线程安全的问题。

如果service()方法没有访问Servlet的成员变量也没有访问全局的资源比如静态变量、文件、数据库连接等，而是只使用了当前线程自己的资源，比如非指向全局资源的临时变量、request和response对象等。该方法本身就是线程安全的，不必进行任何的同步控制。

如果service()方法访问了Servlet的成员变量，但是对该变量的操作是只读操作，该方法本身就是线程安全的，不必进行任何的同步控制。

如果service()方法访问了Servlet的成员变量，并且对该变量的操作既有读又有写，通常需要加上同步控制语句。

如果service()方法访问了全局的静态变量，如果同一时刻系统中也可能有其它线程访问该静态变量，如果既有读也有写的操作，通常需要加上同步控制语句。

如果service()方法访问了全局的资源，比如文件、数据库连接等，通常需要加上同步控制语句。

面试问题：Servlet如何同时处理多个请求访问？

单实例多线程: 主要是请求来时，会由线程调度者从线程池李取出来一个线程，来作为响应线程。这个线程可能是已经实例化的，也可能是新创建的。

Servlet容器默认是采用单实例多线程的方式处理多个请求的：
1.当web服务器启动的时候（或客户端发送请求到服务器时），Servlet就被加载并实例化(只存在一个Servlet实例)；
2.容器初始化化Servlet主要就是读取配置文件（例如tomcat,可以通过servlet.xml的设置线程池中线程数目，初始化线程池通过web.xml,初始化每个参数值等等。
3.当请求到达时，Servlet容器通过调度线程(Dispatchaer Thread) 调度它管理下线程池中等待执行的线程（Worker Thread）给请求者；
4.线程执行Servlet的service方法；
5.请求结束，放回线程池，等待被调用；
（注意：避免使用实例变量（成员变量），因为如果存在成员变量，可能发生多线程同时访问该资源时，都来操作它，照成数据的不一致，因此产生线程安全问题）

从上面可以看出：
第一：Servlet单实例，减少了产生servlet的开销；
第二：通过线程池来响应多个请求，提高了请求的响应时间；
第三：Servlet容器并不关心到达的Servlet请求访问的是否是同一个Servlet还是另一个Servlet，直接分配给它一个新的线程；如果是同一个Servlet的多个请求，那么Servlet的service方法将在多线程中并发的执行；
第四：每一个请求由ServletRequest对象来接受请求，由ServletResponse对象来响应该请求；

2. Spring

任何Spring Web的entry point，都是servlet。

大名顶顶的spring框架已经风靡多时，一个事物的出现和流行都是会有原因的，那么为什么spring 框架会出现呢？原因就是为了简化java开发。

spring的核心就是通过依赖注入、面向切面编程aop、和模版技术，解耦业务与系统服务，消除重复代码。借助aop，可以将遍布应用的关注点（如事物和安全）从它们的应用对象中解耦出来。

Spring 中的Bean

1) POJO和JavaBean的区别 :

"Plain Ordinary Java Object"，简单普通的java对象。主要用来指代那些没有遵循特定的java对象模型，约定或者框架的对象。

POJO的内在含义是指那些:
有一些private的参数作为对象的属性，然后针对每一个参数定义get和set方法访问的接口。
没有从任何类继承、也没有实现任何接口，更没有被其它框架侵入的java对象。

JavaBean 是一种JAVA语言写成的可重用组件。JavaBean符合一定规范编写的Java类，不是一种技术，而是一种规范。大家针对这种规范，总结了很多开发技巧、工具函数。符合这种规范的类，可以被其它的程序员或者框架使用。它的方法命名，构造及行为必须符合特定的约定：

所有属性为private。
这个类必须有一个公共的缺省构造函数。即是提供无参数的构造器。
这个类的属性使用getter和setter来访问，其他方法遵从标准命名规范。
这个类应是可序列化的。实现serializable接口。

因为这些要求主要是靠约定而不是靠实现接口，所以许多开发者把JavaBean看作遵从特定命名约定的POJO。

spring中，应用对西那个生存于spring容器中,spring 容器创建对象，装配它们，管理它们的整个生命周期。spring容器通过依赖注入，管理构成应用的组件，它会创建相互协作的组件之间的关联。

2) Bean的生命周期

Spring MVC

Spring MVC的运行流程：

Tomcat的使用

1、JavaWeb概念

Java web，是用java技术来解决相关web互联网领域的技术的总称。web包括：web服务器和web客户端两部分。
java在最早web客户端的应用有java applet程序，不过这种技术在很久之前就已经被淘汰了。java在服务器端的应用非常丰富，
比如Servlet，jsp和第三方框架等等。java技术对web领域的发展注入了强大的动力

简单的说，就是使用java语言实现浏览器可以访问的程序内容。称之为Java Web。

javaweb开发是基于请求和响应的：

请求：浏览器（客户端）向服务器发送信息
响应：服务器向（客户端）浏览器回送信息

请求和响应是成对出现的。

2、web资源分类：

所谓web资源即放在Internet网上供外界访问的文件或程序，又根据它们呈现的效果及原理不同，将它们划分为静态资源和动态资源。

静态web资源：固定不变数据文件（静态网页 HTML、CSS文件、文本、音频、视频）
静态web技术：HTML+CSS+JavaScript

动态web资源：一段服务程序，运行后，生成的数据文件

动态web技术：servlet，jsp，php， .net ,ruby、python等等

3、常见的web服务器

web服务器简介：

Tomcat：由Apache组织提供的一种Web服务器，提供对jsp和Servlet的支持。它是一种轻量级的javaWeb容器（服务器），也是当前应用最广的JavaWeb服务器（免费）。
Jboss：是一个遵从JavaEE规范的、开放源代码的、纯Java的EJB服务器，它支持所有的JavaEE规范（免费）。
GlassFish：由Oracle公司开发的一款JavaWeb服务器，是一款强健的商业服务器，达到产品级质量（应用很少，收费）。
Resin：是CAUCHO公司的产品，是一个非常流行的应用服务器，对servlet和JSP提供了良好的支持，性能也比较优良，resin自身采用JAVA语言开发（收费，应用比较多）。
WebLogic：是Oracle公司的产品，是目前应用最广泛的Web服务器，支持JavaEE规范，而且不断的完善以适应新的开发要求，适合大型项目（收费，用的不多，适合大公司）。

3.1、Tomcat服务器

开源小型web服务器，完全免费，主要用于中小型web项目，只支持Servlet和JSP 等少量javaee规范（就是JavaWeb编程接口）

3.2、tomcat服务器与servlet版本的关系

servlet：sun公司提供的用于开发动态web资源的技术。
jsp：（java server page），java提供的一门开发web网页的技术。

tomcat软件：java开发的。java软件运行的时候需要jdk。

向下兼容。tomcat7也支持servlet3.0/jsp2.2规范，可以支持javaee6.0当前企业常用的版本 6.* / 7.*/8.*

Tomcat简介

一、概念

Tomcat 服务器是一个开源的轻量级Web应用服务器，在中小型系统和并发量小的场合下被普遍使用，是开发和调试Servlet、JSP 程序的首选。

二、原理

Tomcat结构图：

Tomcat主要组件：服务器Server，服务Service，连接器Connector、容器Container。连接器Connector和容器Container是Tomcat的核心。

一个Container容器和一个或多个Connector组合在一起，加上其他一些支持的组件共同组成一个Service服务，有了Service服务便可以对外提供能力了，但是Service服务的生存需要一个环境，这个环境便是Server，Server组件为Service服务的正常使用提供了生存环境，Server组件可以同时管理一个或多个Service服务。

三、两大组件

1、Connector

一个Connecter将在某个指定的端口上侦听客户请求，接收浏览器的发过来的 tcp 连接请求，创建一个 Request 和 Response 对象分别用于和请求端交换数据，然后会产生一个线程来处理这个请求并把产生的 Request 和 Response 对象传给处理Engine(Container中的一部分)，从Engine出获得响应并返回客户。
Tomcat中有两个经典的Connector，一个直接侦听来自Browser的HTTP请求，另外一个来自其他的WebServer请求。HTTP/1.1 Connector在端口8080处侦听来自客户Browser的HTTP请求，AJP/1.3 Connector在端口8009处侦听其他Web Server（其他的HTTP服务器）的Servlet/JSP请求。
Connector 最重要的功能就是接收连接请求然后分配线程让 Container 来处理这个请求，所以这必然是多线程的，多线程的处理是 Connector 设计的核心。

2、Container

Container是容器的父接口，该容器的设计用的是典型的责任链的设计模式，它由四个自容器组件构成，分别是Engine、Host、Context、Wrapper。这四个组件是负责关系，存在包含关系。通常一个Servlet class对应一个Wrapper，如果有多个Servlet定义多个Wrapper，如果有多个Wrapper就要定义一个更高的Container，如Context。
Context 还可以定义在父容器 Host 中，Host 不是必须的，但是要运行 war 程序，就必须要 Host，因为 war 中必有 web.xml 文件，这个文件的解析就需要 Host 了，如果要有多个 Host 就要定义一个 top 容器 Engine 了。而 Engine 没有父容器了，一个 Engine 代表一个完整的 Servlet 引擎。

Engine 容器
Engine 容器比较简单，它只定义了一些基本的关联关系
Host 容器
Host 是 Engine 的子容器，一个 Host 在 Engine 中代表一个虚拟主机，这个虚拟主机的作用就是运行多个应用，它负责安装和展开这些应用，并且标识这个应用以便能够区分它们。它的子容器通常是 Context，它除了关联子容器外，还有就是保存一个主机应该有的信息。
Context 容器
Context 代表 Servlet 的 Context，它具备了 Servlet 运行的基本环境，理论上只要有 Context 就能运行 Servlet 了。简单的 Tomcat 可以没有 Engine 和 Host。Context 最重要的功能就是管理它里面的 Servlet 实例，Servlet 实例在 Context 中是以 Wrapper 出现的，还有一点就是 Context 如何才能找到正确的 Servlet 来执行它呢？ Tomcat5 以前是通过一个 Mapper 类来管理的，Tomcat5 以后这个功能被移到了 request 中，在前面的时序图中就可以发现获取子容器都是通过 request 来分配的。
Wrapper 容器
Wrapper 代表一个 Servlet，它负责管理一个 Servlet，包括的 Servlet 的装载、初始化、执行以及资源回收。Wrapper 是最底层的容器，它没有子容器了，所以调用它的 addChild 将会报错。
Wrapper 的实现类是 StandardWrapper，StandardWrapper 还实现了拥有一个 Servlet 初始化信息的 ServletConfig，由此看出 StandardWrapper 将直接和 Servlet 的各种信息打交道。

3、其他组件

Tomcat 还有其它重要的组件，如安全组件 security、logger 日志组件、session、mbeans、naming 等其它组件。这些组件共同为 Connector 和 Container 提供必要的服务。

四、HTTP请求过程

Tomcat Server处理一个HTTP请求的过程

1、用户点击网页内容，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得。
2、Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理，并等待Engine的回应。
3、Engine获得请求localhost/test/index.jsp，匹配所有的虚拟主机Host。
4、Engine匹配到名为localhost的Host（即使匹配不到也把请求交给该Host处理，因为该Host被定义为该Engine的默认主机），名为localhost的Host获得请求/test/index.jsp，匹配它所拥有的所有的Context。Host匹配到路径为/test的Context（如果匹配不到就把该请求交给路径名为“ ”的Context去处理）。
5、path=“/test”的Context获得请求/index.jsp，在它的mapping table中寻找出对应的Servlet。Context匹配到URL PATTERN为*.jsp的Servlet,对应于JspServlet类。
6、构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet（）或doPost（）.执行业务逻辑、数据存储等程序。
7、Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host。
8、Host把HttpServletResponse对象返回给Engine。
9、Engine把HttpServletResponse对象返回Connector。
10、Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser。