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之前在開源中國看到一篇文章《初學 Java Web 開發，請遠離各種框架，從 Servlet 開發》，覺得很不錯。想到自己之前一直對各種框架執迷不悟，頓感慚愧。於是，看了孫鑫的《Servlet/JSP深入詳解：基於Tomcat的Web開發》、林信良的《JSP&Servlet學習筆記（第二版）》以及網上其他一些相關的資料，將自己的理解整理如下。

Web技術

隨著互聯網技術的發展，基於HTTP和HTML的web應用急速增長。早期的web應用主要用於瀏覽新聞等靜態頁面，用戶通過HTTP協議請求服務 器上的靜態頁面，服務器上的web服務器軟件接收到請求後，讀取URI標示的資源，再加上消息報頭發送給客戶端瀏覽器，瀏覽器負責解析HTML，將結果呈 現出來。

然而隨著時間發展，用戶已經不滿足於僅瀏覽靜態頁面。用戶需要一些交互操作，獲取一些動態結果。如果基於HTTP協議實現服務器端軟件增強功能太過 復雜，所以需要一些擴展機制來實現用戶想要的功能。早期使用的Web服務器擴展機制是CGI（Common Gateway Interface，公共網關接口）。使用這種方法，用戶單擊某個鏈接或輸入網址來訪問CGI程序，web服務器收到請求後，運行該CGI程序，對用戶請 求進行處理，緊接著將處理結果並產生一個響應，該響應被返回給web服務器，web服務器對響應進行包裝，以HTTP響應的方式返回給瀏覽器。

CGI程序在一定程度上解決了用戶需求。不過還存在一些不足之處，如CGI程序編寫困難，響應時間較長，以進程方式運行導致性能受限。於是1997年，sun公司推出了Servlet技術，作為java陣營的CGI解決方案。

servlet與servlet容器

Java Servlet（Java服務器小程序）是一個基於Java技術的Web組件，運行在服務器端，它由Servlet容器所管理，用於生成動態的內容。 Servlet是平臺獨立的Java類，編寫一個Servlet，實際上就是按照Servlet規範編寫一個Java類。Servlet被編譯為平臺獨立 的字節碼，可以被動態地加載到支持Java技術的Web服務器中運行。
Servlet容器也叫做Servlet引擎，是Web服務器或應用程序服務器的一部分，用於在發送的請求和響應之上提供網絡服務，解碼基於 MIME的請求，格式化基於MIME的響應。Servlet沒有main方法，不能獨立運行，它必須被部署到Servlet容器中，由容器來實例化和調用 Servlet的方法（如doGet()和doPost()），Servlet容器在Servlet的生命周期內包容和管理Servlet。在JSP技術 推出後，管理和運行Servlet/JSP的容器也稱為Web容器。

（註：常用的MIME類型：text/html，application/pdf，video/quicktime，application /java，image/jpeg，application/jar，application/octet-stream，application/x- zip）

有了servlet之後，用戶通過單擊某個鏈接或者直接在瀏覽器的地址欄中輸入URL來訪問Servlet，Web服務器接收到該請求後，並不是將 請求直接交給Servlet，而是交給Servlet容器。Servlet容器實例化Servlet，調用Servlet的一個特定方法對請求進行處理， 並產生一個響應。這個響應由Servlet容器返回給Web服務器，Web服務器包裝這個響應，以HTTP響應的形式發送給Web瀏覽器。

servlet容器能提供什麽？

我們知道需要由servlet容器來管理和運行servlet，但是為什麽要這樣做呢？使用servlet容器的原因有：

通信支持：利用容器提供的方法，你能輕松的讓servlet與web服務器對話，而不用自己建立serversocket、監聽某個端口、創建流等 等。容器知道自己與web服務器之間的協議，所以你的servlet不用擔心web服務器（如Apache）和你自己的web代碼之間的API，只需要考 慮如何在servlet中實現業務邏輯（如處理一個訂單）。
生命周期管理：servlet容器控制著servlet的生與死，它負責加載類、實例化和初始化servlet，調用servlet方法，以及使servlet實例被垃圾回收，有了servlet容器，你不需要太多的考慮資源管理。
多線程支持：容器會自動為它所接收的每個servlet請求創建一個新的java線程。針對用戶的請求，如果servlet已經運行完相應的http服務方法，這個線程就會結束。這並不是說你不需要考慮線程安全性，其實你還會遇到同步問題，不過這樣能使你少做很多工作。
聲明方式實現安全：利用servlet容器，你可以使用xml部署描述文件來配置和修改安全性，而不必將其硬編碼寫到servlet類代碼中。
JSP支持：servlet容器負責將jsp代碼翻譯為真正的java代碼。

用與CGI程序相比，Servlet具有以下優點：

Servlet是單實例多線程的運行方式，每個請求在一個獨立的線程中運行，而提供服務的Servlet實例只有一個。
Servlet具有可升級性，能響應更多的請求，因為Servlet容器使用一個線程而不是操作系統進程，而線程僅占用有限的系統資源。
Servlet使用標準的API，被更多的Web服務器所支持。
Servlet使用Java語言編寫，因此擁有Java程序語言的所有優點，包括容易開發和平臺獨立性。
Servlet可以訪問Java平臺豐富的類庫，使得各種應用的開發更為容易。
Servlet容器給Servlet提供額外的功能，如錯誤處理和安全。
Servlet容器的分類

根據Servlet容器工作模式的不同，可以將Servlet容器分為以下三類：

1）獨立的Servlet容器

當我們使用基於Java技術的Web服務器時，Servlet容器作為構成Web服務器的一部分而存在。然而大多數的Web服務器並非基於Java，因此，就有了下面兩種Servlet容器的工作模式。

2）進程內的Servlet容器

Servlet容器由Web服務器插件和Java容器兩部分的實現組成。Web服務器插件在某個Web服務器內部地址空間中打開一個 JVM（Java虛擬機），使得Java容器可以在此JVM中加載並運行Servlet。如有客戶端調用Servlet的請求到來，插件取得對此請求的控 制並將它傳遞（使用JNI技術）給Java容器，然後由Java容器將此請求交由Servlet進行處理。進程內的Servlet容器對於單進程、多線程 的服務器非常適合，提供了較高的運行速度，但伸縮性有所不足。

3）進程外的Servlet容器

Servlet容器運行於Web服務器之外的地址空間，它也是由Web服務器插件和Java容器兩部分的實現組成的。Web服務器插件和Java容 器（在外部JVM中運行）使用IPC機制（通常是TCP/IP）進行通信。當一個調用Servlet的請求到達時，插件取得對此請求的控制並將其傳遞（使 用IPC機制）給Java容器。進程外Servlet容器對客戶請求的響應速度不如進程內的Servlet容器，但進程外容器具有更好的伸縮性和穩定性。

Tomcat

學習Servlet技術，就需要有一個Servlet運行環境，也就是需要有一個Servlet容器，本文用的是Tomcat。

Tomcat是一個免費的開放源代碼的Servlet容器，它是Apache軟件基金會（Apache Software Foundation）的一個頂級項目，由Apache、Sun和其他一些公司及個人共同開發而成。由於有了Sun的參與和支持，最新的Servlet和 JSP規範總是能在Tomcat中得到體現，Tomcat 6支持最新的Servlet 2.5和JSP 2.1規範。因為Tomcat技術先進、性能穩定，而且免費，因而深受Java愛好者的喜愛，並得到了部分軟件開發商的認可，成為目前比較流行的Web服 務器。

Tomcat和IIS、Apache等Web服務器一樣，具有處理HTML頁面的功能，另外它還是一個Servlet和JSP容器，獨立的 Servlet容器是Tomcat的默認模式。不過，Tomcat處理靜態HTML的能力不如Apache，我們可以將Apache和Tomcat集成在 一起使用，Apache作為HTTP Web服務器，Tomcat作為Web容器。

Tomcat服務器接受客戶請求並做出響應的過程如下：

1）客戶端（通常都是瀏覽器）訪問Web服務器，發送HTTP請求。
2）Web服務器接收到請求後，傳遞給Servlet容器。
3）Servlet容器加載Servlet，產生Servlet實例後，向其傳遞表示請求和響應的對象。
4）Servlet實例使用請求對象得到客戶端的請求信息，然後進行相應的處理。
5）Servlet實例將處理結果通過響應對象發送回客戶端，容器負責確保響應正確送出，同時將控制返回給Web服務器。

Tomcat的體系結構

Tomcat服務器是由一系列可配置的組件構成的，其中核心組件是Catalina Servlet容器，它是所有其他Tomcat組件的頂層容器。我們可以通過查看Tomcat安裝文件夾下的conf文件夾中的server.xml文件 來了解Tomcat各組件之間的層次關系。由於server.xml註釋太多，特簡化如下：

<?xml version=‘1.0‘ encoding=‘utf-8‘?>  
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">  
    <Service name="Catalina">  
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" URIEncoding="UTF-8"/>  
        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">  
            <Host name="localhost">  
                <Context path="" docBase="WORKDIR" reloadable="true"/>  
            </Host>  
        </Engine>  
    </Service>  
</Server>  

其中WORKDIR為你想要導入的項目路徑。我們下面簡單介紹一下各組件在Tomcat服務器中的作用。
（1）Server

Server表示整個的Catalina Servlet容器。Tomcat提供了Server接口的一個默認實現，這通常不需要用戶自己去實現。在Server容器中，可以包含一個或多個Service組件。

（2）Service

Service是存活在Server內部的中間組件，它將一個或多個連接器（Connector）組件綁定到一個單獨的引擎（Engine）上。在Server中，可以包含一個或多個Service組件。Service也很少由用戶定制，Tomcat提供了Service接口的默認實現，而這種實現既簡單又能滿足應用。

（3）Connector

連接器（Connector）處理與客戶端的通信，它負責接收客戶請求，以及向客戶返回響應結果。在Tomcat中，有多個連接器可以使用。

（4）Engine

在Tomcat中，每個Service只能包含一個Servlet引擎（Engine）。引擎表示一個特定的Service的請求處理流水線。作為一個Service可以有多個連接器，引擎從連接器接收和處理所有的請求，將響應返回給適合的連接器，通過連接器傳輸給用戶。用戶允許通過實現Engine接口提供自定義的引擎，但通常不需要這麽做。

（5）Host

Host表示一個虛擬主機，一個引擎可以包含多個Host。用戶通常不需要創建自定義的Host，因為Tomcat給出的Host接口的實現（類StandardHost）提供了重要的附加功能。

（6）Context

一個Context表示了一個Web應用程序，運行在特定的虛擬主機中。什麽是Web應用程序呢？在Sun公司發布的Java Servlet規範中，對Web應用程序做出了如下的定義：“一個Web應用程序是由一組Servlet、HTML頁面、類，以及其他的資源組成的運行在Web服務器上的完整的應用程序。它可以在多個供應商提供的實現了Servlet規範的Web容器中運行”。一個Host可以包含多個Context（代表Web應用程序），每一個Context都有一個唯一的路徑。用戶通常不需要創建自定義的Context，因為Tomcat給出的Context接口的實現（類StandardContext）提供了重要的附加功能。

理解Servlet和Servlet容器、Web服務器等概念