Web容器和Servlet生命周期

• 为何需要Web容器

   Web服务器本身主要用于支持http协议，包括监听和相应http请求。web服务器一般处理静态的请求，如文件系统中的静态文件。web容器则是为web相关的组件提供运行环境，可以从‘容器’一词稍微理解其含义。

   简单说，web服务器和web容器本身只是一个平台的应用程序而已。因此，为了理解其作用，假设在没有web服务器和web容器的情况下，我们如何响应客户端请求。从网络编程的角度来看，我们需要:

1. new一个ServerSocket监听在一个端口上

2. 调用accept等待客户端连接

3. 有连接了返回一个和客户端相对应的Socket对象用于客户端和服务器之间的通信

4. 为了能够并发的处理请求，还需要多线程的支持，对请求排队，开多个线程处理队列中的请求或者每个请求开一个线程

5. 对于web应用来说，还要分析Http协议，处理http数据包，根据http数据包中的数据对客户端做出响应

从上可以看出，在没有web服务器和web容器的情况下，开发一个web应用是非常艰难的，因此，web服务器和web容器帮我们把这些通用的事情都做好了，只需要在已有的框架内，关注于本身的业务进行开发。

   那web容器本身为何物，从容器一词可以看出，其主要提供一个运行的环境。web应用程序本身是没有main函数的，主要通过请求触发的方式执行。如果说web应用只关注于业务本身，那其从何处开始执行，以及对于http数据包本身的分析包括请求参数、协议版本、数据类型等等，都需要一个完整的执行环境，这个东西就是web容器。就Servlet来说，Servlet的开发从继承HttpServlet开始，实现其doPost和doGet函数处理请求。但是两个函数本身的参数都是HttpServletRequest和HttpServletResponse对象，而且HttpRequest对象已经包含了http请求中的参数字段，这些对象就是Web容器提供的。还有Servlet对象本身的构建也不需要关心，容器会加载Servlet类，调用构造函数、init函数，和最后destroy。其提供了对Servlet整个生命周期的管理。

• Servlet生命周期

   Servlet用于处理Http请求，在Web开发的MVC模式中，担当控制器的角色。用于调用具体的业务逻辑对象处理业务逻辑，然后将处理结果转发给View层，通过Web服务器发送给客户端。

   之前说过，Web容器负责管理Servlet的生命周期，Servlet生命周期本身如下图所示：

   在Servlet加载之前，容器先加载Servlet的class文件、调用其构造函数，然后进入Servlet真正的生命周期，init-》service-》destroy，容器会保证service方法执行之前，init方法已经完成，使其在提供服务之前，进行相应的初始化。容器会根据不同的Servlet配置，在不同的时间段加载Servlet，当Servlet配置了load-on-startup时，会在服务器启动时进行加载，这种方式可以用于初始化一些全局环境。当没有配置load-on-startup时，在第一次请求到来是，容器会加载Servlet响应请求。Servlet的一生主要在service中度过，用于响应客户端的服务，这个函数会根据不同的请求函数对请求进行分发，doPost对POST请求进行处理，doGet对GET请求进行处理。当服务器关闭时，容器会调用Servlet的destroy方法，保证在Servlet结束之前，释放其持有的资源。

   那么容器在servlet的生命周期和请求响应过程中干些什么呢，如之前说的，其会分析Http数据包，打包成HttpServletRequest和HttpServletResponse对象，然后执行service方法。其实，容器对于每一个Http请求都会新建一个线程，处理请求。线程、request、response和service就组成了一个客户端从请求到响应的环境。当请求结束时，容器会清理request和response对象，结束线程或者回收其到线程池。从这里可以看出，每个请求虽然在单独的线程中运行，但是Servlet本身并非线程安全。从Servlet生命周期分析中可以看出，每一个Servlet对象在整个web应用的生命中只有一个，对于每一个请求，在不同的线程中执行其service方法而已。

• 从URL到Servlet

   客户端的请求一般都是一个URL，如何从URL映射到Servlet，然后加载（如果需要）初始化对应的Servlet呢。每一个Web项目都需要web.xml对其进行配置，其中就包括了<servlet>,<servlet-mapping>两个标签。<servlet>标签用于从servlet的class到servlet-name的映射，servlet-name是一个只用于web.xml配置中使用的一个名字，其可以随便命名，用于URL和对于的class直接解耦。<serlvet-mapping>用于从url到<servlet-mapping>的映射。容器从URL到Servlet的映射就可以通过分析web.xml来实现。先从<servlet-mapping>找到从URL到servlet-name，然后在从servlet-name找到对应的class的全局限定名。找到了class之后，如果需要加载则会加载类，并出行上述的生命周期过程，如果已经加载过了，容器直接执行其service方法，处理请求。这就是从URL到Servlet到客户端响应的过程。其中容器全权负责Servlet的生命周期。