看透SpringMVC源代码分析与实践（一）

一、网站架构及其演变过程

 

1.软件的三大类型

         软件分为三个类型：单机软件、BS结构的软件（浏览器-服务端）、CS结构的软件（客户端-服务端）。

2.BS的基础结构

         BS的网络传输的分解方式有两种：一种是标准的OSI参考模型，另一种是TCP/IP模型。它们的分层和对应的关系如下图所示。

         OSI主要用于教学，TCP/IP主要有四层：

         网络接入层：将需要连接的节点接入网络中，从而为数据传输提供条件

         网际互联层：找到要传输数据的目标节点

         传输层：实际传输数据

         应用层：应用接收到的数据

         由于网络应用传输非常广泛，所以需要大家都遵守规矩，不过网络传输中的这些规矩并不是强制性了，所以不叫制度也不叫标准，而是叫协议。TCP/IP参考模型也可以看成一种协议。BS结构中TCP/IP模型中的网络接入层没有相应的协议，网际互联层是IP协议，传输层是TCP协议，应用层是HTTP协议。

         另外在BS结构中还用到了DNS协议，而且在HTTP上层还有相关的规范，如Java Web开发中使用的是Servlet标准。

3.海量数据的解决方案

(1)缓存和页面静态化

(2)数据库优化

• 表结构优化
• SQL语句优化
• 分区
• 分表
• 索引优化
• 使用存储过程代替直接操作

(3)分离活跃数据

(4)批量读取和延迟修改

(5)读写分离

(6)分布式数据库

(7)NoSQL和Hadoop

4.高并发的解决方案

(1)应用和静态资源分离

(2)页面缓存

(3)集群与分布式

(4)反向代理

(5)CDN

 

二、常见的协议和标准

 

1.DNS协议

      DNS协议的作用是将域名解析为IP。

 

2.TCP/IP协议与Socket

      TCP/IP协议通常放在一起说，不过它们是两个不同的协议，起的作用也不一样。IP协议是用来查找地址的，对应着网际互联层，TCP协议是用来规范传输协议的，对应着传输层。IP只负责找地址，TCP负责具体的传输工作。

      TCP在传输之前会进行三次沟通，一般称为“三次握手”，传完数据断开的时候要进行四次沟通，称为“四次挥手”。TCP中有两个序号和三个标志位。

       seq：sequence number的缩写，表示所传数据的序号。TCP传输时，每一个字节都有一个序号，发送数据时会将数据的第一个序号发送给对方，接收方会按序号检查是否接收完整了，如果没接收完整就需要重新传送，这样就可以保证数据的完整性。

       ack：acknoledgement number的缩写，表示确认号。接收端用它来给发送端反馈已经成功接收到数据信息，它的值为希望接收的下一个数据包起始序号，也就是ack值所代表的序号前面数据已经成功接收到了。

       ACK：确认位，只有ACK=1的时候ack才起作用。正常通信时ACK为1，第一次发起请求时因为没有需要确认接收的数据，所以ACK为0。

      SYN：同步位，用于在建立连接时同步序号。刚开始建立连接时并没有历史接收的数据，所以ack也就没办法设置，这时按照正常的机制就无法运行了，SYN的作用就是来解决这个问题的，当接收端接收到SYN=1的报文时就会直接将ack设置为接收到的seq+1的值，注意这里的值并不是校验后设置的，而是根据SYN直接设置的，这样正常的机制就可以运行了，所以SYN叫同步位。需要注意的是，SYN会在前两次握手时都为1，这时因为通信的双方的ack都需要设置一个初始值。

      FIN：终止位，用来在数据传输完毕后释放连接。

      整个传输过程如下图所示。

 

           用于传输层的协议除了TCP还有UDP，它们的区别主要是TCP是有连接的，UDP是没有连接的。这样TCP协议传输的数据更可靠，UDP传输的速度更快。TCP就像是打电话，UDP就像是对讲机。

           HTTP协议的底层传输默认使用的是可靠的TCP协议，不过它对互联网的高速发展带来了很大的制约，Google制定了一套基于UDP的QUIC协议，这种协议基于TCP和UDP之间，不过现在还没有广泛使用。

           TCP/IP协议只是一套规则，并不能具体工作，就像是程序中的接口一样，而Socket是TCP/IP协议的一个具体的实现。

3.HTTP协议

           HTTP协议是应用层的协议，在TCP/IP协议接收到数据之后需要通过HTTP协议来解析才可以使用。就像过去的发电报一样，电报机就相当于Socket，负责选好发送的目标并将内容发过去，但是直接发过去的数据并不能直接使用，还需要解码，电报中的编码和解码就相当于网络传输中的HTTP协议。

4.Servlet与Java Web开发

           Servlet是J2EE标准的一部分，是Java Web开发的标准。

           通过前面的TCP/IP协议、HTTP协议已经可以得到数据了，Servlet的作用是对接收到的数据进行处理并生成要返回给客户端的结果。

           Servlet制定了Java 中处理Web请求的标准，不过标准不能自己干活，要想使用Servlet需要有相应的Servlet容器才行，Tomcat就是一个Servlet容器。

5.Java中Socket的用法

           Socket是TCP/IP的一个具体的实现，而Socket又分为普通Socket和NioSocket两种。

6.详解Servlet

          Servlet是Server+Applet的缩写，表示一个服务器应用。Servlet其实就是一套规范，我们按照这套规范写的代码就可以直接在Java的服务器上面运行了。Servlet3.1中的Servlet结构如下图所示。

 

 

 

（1）Servlet接口

         既然Servlet是一套规范，那么最重要的就是接口了。

Servlet3.1中Servlet的接口定义如下：

public interface Servlet {

    void init(ServletConfig var1) throws ServletException;

    ServletConfig getServletConfig();

    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

    String getServletInfo();

    void destroy();

}

        init方法在容器启动时被容器调用（当load-on-startup设置为负数或者不设置时会在Servlet第一次用到时才被调用），只会调用一次；getServletConfig方法用于获取ServleConfig；

       Service方法用于具体处理一个请求；getServletInfo方法可以获取一些Servlet相关的信息，如作者、版权等，这个方法需要自己实现，默认返回空字符串；destroy主要用于在Servlet销毁（一般指关闭服务器）时释放一些资源，也只会调用一次。

（2）GenericServlet

         GenericServlet是Servlet的默认实现，主要做了三件事：1.实现了ServletConfig接口，我们可以直接调用ServletConfig里面的方法；2.提供了无参的init方法；3.提供了log方法。

         GenericServlet实现了ServletConfig接口，我们在需要调用ServletConfig中方法的时候可以直接调用，而不再需要先获取ServletConfig。

         GenericServlet实现了Servlet的init(ServletConfig config)方法，在里面将config设置给了内部变量config，然后调用了无参的init()方法，这个方法是个模板方法，在子类中可以通过覆盖它来完成自己的初始化工作。

 

(3)HttpServlet

         HttpServlet是用Http协议实现的Servlet的基类，写Servlet时直接继承它就可以了，不需要再从头实现Servlet接口，我们要分析的SpringMVC中的DispatcherServlet就是继承的HttpServlet。既然HttpServlet是跟协议相关的，当然关心的是如何处理请求，所以HttpServlet主要重写了service方法。在service方法中首先将ServletRequest和ServletResponse转换为了HttpServletRequest和HttpServletResponse，然后根据Http请求的类型不同将请求路由到了不同的处理方法。