Web服务器的工做原理

Web服务器工做原理概述

不少时候咱们都想知道，web容器或web服务器（好比Tomcat或者jboss）是怎样工做的？它们是怎样处理来自全世界的http请求的？它们在幕后作了什么动做？Java Servlet API（例如ServletContext，ServletRequest，ServletResponse和Session这些类）在其中扮演了什么角色？这些都是web应用开发者或者想成为web应用开发者的人必需要知道的重要问题或概念。在这篇文章里，我将会尽可能给出以上某些问题的答案。请集中精神！

文章章节：

• 什么是web服务器、应用服务器和web容器？
• 什么是Servlet？他们有什么做用？
• 什么是ServletContext？它由谁建立？
• ServletRequest和ServletResponse从哪里进入生命周期？
• 如何管理Session？知道cookie吗？
• 如何确保线程安全？

什么是web服务器，应用服务器和web容器？

我先讨论web服务器和应用服务器。让我在用一句话大概讲讲：

“在过去它们是有区别的，可是这两个不一样的分类慢慢地合并了，而现在在大多在状况下和使用中能够把它们当作一个总体。”

在Mosaic浏览器（一般被认为是第一个图形化的web浏览器）和超连接内容的初期，演变出了“web服务器”的新概念，它经过HTTP协议来提供静态页面内容和图片服务。在那个时候，大多数内容都是静态的，而且HTTP 1.0只是一种传送文件的方式。但在不久后web服务器提供了CGI功能。这意味着咱们能够为每一个web请求启动一个进程来产生动态内容。如今，HTTP协议已经很成熟了而且web服务器变得更加复杂，拥有了像缓存、安全和session管理这些附加功能。随着技术的进一步成熟，咱们从Kiva和NetDynamics学会了公司专属的基于Java的服务器端技术。这些技术最终全都融入到咱们今天依然在大多数应用开发里使用的JSP中。

以上是关于web服务器的。如今咱们来讨论应用服务器。

在同一时期，应用服务器已经存在并发展很长一段时间了。一些公司为Unix开发了Tuxedo（面向事务的中间件）、TopEnd、Encina等产品，这些产品都是从相似IMS和CICS的主机应用管理和监控环境衍生而来的。大部分的这些产品都指定了“封闭的”产品专用通讯协议来互连胖客户机(“fat” client)和服务器。在90年代，这些传统的应用服务器产品开始嵌入HTTP通讯功能，刚开始要利用网关来实现。不久后它们之间的界线开始变得模糊了。

同时，web服务器愈来愈成熟，能够处理更高的负载、更多的并发和拥有更好的特性；应用服务器开始添加愈来愈多的基于HTTP的通讯功能。全部的这些致使了web服务器与应用服务器的界线变得更窄了。

目前，“应用服务器”和“web服务器”之间的界线已经变得模糊不清了。可是人们还把这两个术语区分开来，做为强调使用。

当有人说到“web服务器”时，你一般要把它认为是以HTTP为核心、web UI为向导的应用。当有人说到“应用服务器”时，你可能想到“高负载、企业级特性、事务和队列、多通道通讯（HTTP和更多的协议）”。但如今提供这些需求的基本上都是同一个产品。

以上就是关于web服务器和应用服务器的所有内容。如今咱们来看看第三个术语，即web容器。

在Java方面，web容器通常是指Servlet容器。Servlet容器是与Java Servlet交互的web容器的组件。web容器负责管理Servlet的生命周期、把URL映射到特定的Servlet、确保URL请求拥有正确的访问权限和更多相似的服务。综合来看，Servlet容器就是用来运行你的Servlet和维护它的生命周期的运行环境。

什么是Servlet？他们有什么做用？

在Java里，Servlet使你可以编写根据请求动态生成内容的服务端组件。事实上，Servlet是一个在javax.servlet包里定义的接口。它为Servlet的生命周期声明了三个基本方法——init()、service()和destroy()。每一个Servlet都要实现这些方法（在SDK里定义或者用户定义）并在它们的生命周期的特定时间由服务器来调用这些方法。

类加载器经过懒加载（lazy-loading）或者预加载（eager loading）自动地把Servlet类加载到容器里。每一个请求都拥有本身的线程，而一个Servlet对象能够同时为多个线程服务。当Servlet对象再也不被使用时，它就会被JVM当作垃圾回收掉。

懒加载的Servlet

预加载的Servlet

什么是ServletContext？它由谁建立？

当Servlet容器启动时，它会部署并加载全部的web应用。当web应用被加载时，Servlet容器会一次性为每一个应用建立Servlet上下文（ServletContext）并把它保存在内存里。Servlet容器会处理web应用的web.xml文件，而且一次性建立在web.xml里定义的Servlet、Filter和Listener，一样也会把它们保存在内存里。当Servlet容器关闭时，它会卸载全部的web应用和ServletContext，全部的Servlet、Filter和Listner实例都会被销毁。

从Java文档可知，ServletContext定义了一组方法，Servlet使用这些方法来与它的Servlet容器进行通讯。例如，用来获取文件的MIME类型、转发请求或者编写日志文件。在web应用的部署文件（deployment descriptor）标明“分布式”的状况下，web应用的每个虚拟机都拥有一个上下文实例。在这种状况下，不能把Servlet上下文当作共享全局信息的变量（由于它的信息已经不具备全局性了）。可使用外部资源来代替，好比数据库。

ServletRequest和ServletResponse从哪里进入生命周期？

Servlet容器包含在web服务器中，web服务器监听来自特定端口的HTTP请求，这个端口一般是80。当客户端（使用web浏览器的用户）发送一个HTTP请求时，Servlet容器会建立新的HttpServletRequest和HttpServletResponse对象，而且把它们传递给已经建立的Filter和URL模式与请求URL匹配的Servlet实例的方法，全部的这些都使用同一个线程。

request对象提供了获取HTTP请求的全部信息的入口，好比请求头和请求实体。response对象提供了控制和发送HTTP响应的便利方法，好比设置响应头和响应实体（一般是JSP生成的HTML内容）。当HTTP响应被提交并结束后，request和response对象都会被销毁。

如何管理Session？知道cookie吗？

当客户端第一次访问web应用或者第一次使用request.getSession()获取HttpSession时，Servlet容器会建立Session，生成一个long类型的惟一ID（你可使用session.getId()获取它）并把它保存在服务器的内存里。Servlet容器一样会在HTTP响应里设置一个Cookie，cookie的名是JSESSIONID而且cookie的值是session的惟一ID。

根据HTTP cookie规范（正规的web浏览器和web服务器必须遵照的约定），在cookie的有效期间，客户端（web浏览器）以后的请求都要把这个cookie返回给服务器。Servlet容器会利用带有名为JSESSIONID的cookie检测每个到来的HTTP请求头，并使用cookie的值从服务器内容里获取相关的HttpSession。

HttpSession会一直存活着，除非超过一段时间没使用。你能够在web.xml里设定这个时间段，默认时间段是30分钟。所以，若是客户端已经超过30分钟没有访问web应用的话，Servlet容器就会销毁Session。以后的每个请求，即便带有特定的cookie，都不再会访问到同一个Session了。servletcontainer会建立一个新的Session。

现有的Session

新的Session

另外，在客户端的session cookie拥有一个默认的存活时间，这个时间与浏览器的运行时间相同。所以，当用户关闭浏览器后（全部的标签或者窗口），客户端的Session就会被销毁。从新打开浏览器后，与以前的Session关联的cookie就不再会被发送出去了。再次使用request.getSession()会返回一个全新的HttpSession而且使用一个全新的session ID来设置cookie。

如何确保线程安全?

你如今应该已经知道全部的请求都在共享Servlet和Filter。这是Java的一个很棒的特性，它是多线程的而且不一样的线程（即HTTP请求）可使用同一个实例。不然，对每个请求都从新建立一个实体会耗费不少的资源。

你一样要知道，你不该该使用Servlet或者Filter的实例变量来存听任何的请求或者会话范围内的数据。这些数据会被其余Session的全部请求共享。这是非线程安全的！下面的例子说明了这个问题：

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public class MyServlet extends HttpServlet {      private Object thisIsNOTThreadSafe; //Don't to this        protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException      {          Object thisIsThreadSafe;            thisIsNOTThreadSafe = request.getParameter( "foo" ); // BAD!! Shared among all requests!          thisIsThreadSafe = request.getParameter( "foo" ); // OK, this is thread safe.      } }

不要这样作，这会致使软件出bug。

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学习愉快！！

原文连接： howtodoinjava 翻译： ImportNew.com - 进林
译文连接： http://www.importnew.com/15020.html