ServletJSP深入详解--Servlet与Tomcat

1.1web技术的发展

早期使用的web服务器扩展机制是CGI,它允许用户调用web服务器上的CGI程序。CGI全称为Common Gateway Interface，即公共网关接口。用户访问CGI程序如图。缺点：程序编写困难，对用户请求的相应时间较长，以进程方式运行导致性能受限。

1997年，sun公司推出了Servlet技术，作为java阵营的CGI解决方案。作为对微软ASP技术的回应，sun公司于1998年推出了JSP技术，允许在html页面中嵌入Java脚本代码，从而实现动态网页功能。与ASP,JSP类似的服务器端页面编写技术还有PHP技术。

1.2Servlet与Servlet容器

Java Servlet（Java服务器小程序）是一个基于Java技术的Web组件，运行在服务器端，由Servlet容器所管理，用于生成动态的内容。Servlet是平台独立的Java类，编写一个Servlet，实际上就是按照Servlet规范编写一个Java类。Servlet被编译为平台独立的字节码，可以被动态地加载到支持Java技术的Web服务器中运行。目前Servlet规范最新的版本是2.5。在上文中，出现了一个概念“Servlet容器”。那么什么是Servlet容器呢？Servlet容器有时候也叫做Servlet引擎，是Web服务器或应用程序服务器的一部分，用于在发送的请求和响应之上提供网络服务，解码基于MIME的请求，格式化基于MIME的响应。Servlet不能独立运行，它必须被部署到Servlet容器中，由容器来实例化和调用Servlet的方法，Servlet容器在Servlet的生命周期内包容和管理Servlet。在JSP技术推出后，管理和运行Servlet/JSP的容器也称为Web容器。在本书中，Servlet容器、JSP容器，以及Web容器是同义的。

用户通过单击某个链接或者直接在浏览器的地址栏中输入URL来访问Servlet，Web服务器接收到该请求后，并不是将请求直接交给Servlet，而是交给Servlet容器。Servlet容器实例化Servlet，调用Servlet的一个特定方法对请求进行处理，并产生一个响应。这个响应由Servlet容器返回给Web服务器，Web服务器包装这个响应，以HTTP响应的形式发送给Web浏览器。整个过程如下图。

与CGI程序相比，Servlet具有以下优势：

·Servlet是单实例多线程的运行方式，每个请求在一个独立的线程中运行，而提供服务的Servlet实例只有一个。
·Servlet具有可升级性，能响应更多的请求，因为Servlet容器使用一个线程而不是操作系统进程，而线程仅占用有限的系统资源。
·Servlet使用标准的API，被更多的Web服务器所支持。
·Servlet使用Java语言编写，因此拥有Java程序语言的所有优点，包括容易开发和平台独立性。
·Servlet可以访问Java平台丰富的类库，使得各种应用的开发更为容易。
·Servlet容器给Servlet提供额外的功能，如错误处理和安全。

1.3Servlet容器的分类

1）独立的Servlet容器

2）进程内的Servlet容器

3）进程外的Servlet容器X

1.4Tomcat简介

Tomcat是一个免费的开放源代码的Servlet容器，它是Apache软件基金会的一个顶级项目，由Apache,Sun和其他一些公司及个人共同开发而成。Tomcat和IIS、Apache等Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能，另外它还是一个Servlet和JSP容器，独立的Servlet容器是Tomcat的默认模式。不过，Tomcat处理静态HTML的能力不如Apache，我们可以将Apache和Tomcat集成在一起使用，Apache作为HTTP Web服务器，Tomcat作为Web容器。（T6不再需要JDK的支持，只需要安装JRE即可）

① 客户端（通常都是浏览器）访问Web服务器，发送HTTP请求。
② Web服务器接收到请求后，传递给Servlet容器。
③ Servlet容器加载Servlet，产生Servlet实例后，向其传递表示请求和响应的对象。
④ Servlet实例使用请求对象得到客户端的请求信息，然后进行相应的处理。
⑤ Servlet实例将处理结果通过响应对象发送回客户端，容器负责确保响应正确送出，同时将控制返回给Web服务器。

Tomcat6 目录层次结构

Tomcat的目录结构及用途

从表中可以看到，lib目录下存放的JAR文件可以被所有的Web应用程序所访问，如果多个Web应用程序需要访问相同的JAR文件，那么可以将这些JAR文件放到Tomcat的lib目录下。此外，对于后面将要介绍的Java Web应用程序，在它的WEB-INF目录下，也可以建立lib子目录，在lib子目录下可以存放各种JAR文件，这些JAR文件只能被当前Web应用程序所访问。打开浏览器，在地址栏中输入http://localhost:8080/（localhost表示本地机器，8080是Tomcat默认监听的端口号），将出现Tomcat的默认主页。

1.5Tomcat的体系结构

（1）Server
Server表示整个的Catalina Servlet容器。Tomcat提供了Server接口的一个默认实现，这通常不需要用户自己去实现。在Server容器中，可以包含一个或多个Service组件。
（2）Service
Service是存活在Server内部的中间组件，它将一个或多个连接器（Connector）组件绑定到一个单独的引擎（Engine）上。在Server中，可以包含一个或多个Service组件。Service也很少由用户定制，Tomcat提供了Service接口的默认实现，而这种实现既简单又能满足应用。
（3）Connector
连接器（Connector）处理与客户端的通信，它负责接收客户请求，以及向客户返回响应结果。在Tomcat中，有多个连接器可以使用。
（4）Engine
在Tomcat中，每个Service只能包含一个Servlet引擎（Engine）。引擎表示一个特定的Service的请求处理流水线。作为一个Service可以有多个连接器，引擎从连接器接收和处理所有的请求，将响应返回给适合的连接器，通过连接器传输给用户。用户允许通过实现Engine接口提供自定义的引擎，但通常不需要这么做。
（5）Host
Host表示一个虚拟主机，一个引擎可以包含多个Host。用户通常不需要创建自定义的Host，因为Tomcat给出的Host接口的实现（类StandardHost）提供了重要的附加功能。
（6）Context
一个Context表示了一个Web应用程序，运行在特定的虚拟主机中。什么是Web应用程序呢？在Sun公司发布的Java Servlet规范中，对Web应用程序做出了如下的定义：“一个Web应用程序是由一组Servlet、HTML页面、类，以及其他的资源组成的运行在Web服务器上的完整的应用程序。它可以在多个供应商提供的实现了Servlet规范的Web容器中运行”。一个Host可以包含多个Context（代表Web应用程序），每一个Context都有一个唯一的路径。用户通常不需要创建自定义的Context，因为Tomcat给出的Context接口的实现（类StandardContext）提供了重要的附加功能。

我们可以在conf目录下的server.xml文件中对这些组件进行配置，读者打开server.xml文件，就可以看到元素名和元素之间的嵌套关系，与Tomcat服务器的组件是一一对应的，server.xml文件的根元素就是。关于server.xml配置文件中的各元素及其属性的含义，请参看附录C。
在Tomcat中，提供了各组件的接口及其实现类，如果你要替换Tomcat中的某个组件，只需要根据该组件的接口或类的说明，重写该组件，并进行配置即可。图是Tomcat各组件的类图。