tomcat实现servlet规范_tomcat实现了servlet规范-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/chen_xiaoqi/article/details/120762650

参考文章：
https://time.geekbang.org/column/article/106180
http://www.51gjie.com/javaweb/872.html

Servlet规范： Servlet、Filter、Listener
Context管理这三兄弟。

Servlet管理

Tomcat 是用 Wrapper 容器来管理 Servlet 的，那 Wrapper 容器关键的成员变量：

protected volatile Servlet instance = null;

一个 Web 应用里往往有多个 Servlet，而在 Tomcat 中一个 Web 应用对应一个 Context 容器，也就是说一个 Context 容器需要管理多个 Servlet 实例。但 Context 容器并不直接持有 Servlet 实例，而是通过子容器 Wrapper 来管理 Servlet，你可以把 Wrapper 容器看作是 Servlet 的包装。
那为什么需要 Wrapper 呢？Context 容器直接维护一个 Servlet 数组不就行了吗？这是因为 Servlet 不仅仅是一个类实例，它还有相关的配置信息，比如它的 URL 映射、它的初始化参数，因此设计出了一个包装器，把 Servlet 本身和它相关的数据包起来，没错，这就是面向对象的思想。
Wrapper 通过 loadServlet 方法来实例化 Servlet

public synchronized Servlet loadServlet() throws ServletException {
    Servlet servlet;
  
    //1. 创建一个Servlet实例
    servlet = (Servlet) instanceManager.newInstance(servletClass);    
    
    //2.调用了Servlet的init方法，这是Servlet规范要求的
    initServlet(servlet);
    
    return servlet;
}

什么时候会调到这个 loadServlet 方法呢？有请求来访问某个 Servlet 时，这个 Servlet 的实例才会被创建。
那 Servlet 是被谁调用的呢？
回忆一下专栏前面提到过 Tomcat 的 Pipeline-Valve 机制，每个容器组件都有自己的 Pipeline，每个 Pipeline 中有一个 Valve 链，并且每个容器组件有一个 BasicValve（基础阀）。Wrapper 作为一个容器组件，它也有自己的 Pipeline 和 BasicValve，Wrapper 的 BasicValve 叫 StandardWrapperValve。
当请求到来时，Context 容器的 BasicValve 会调用 Wrapper 容器中 Pipeline 中的第一个 Valve，然后会调用到 StandardWrapperValve


public final void invoke(Request request, Response response) {

    //1.实例化Servlet
    servlet = wrapper.allocate();
   
    //2.给当前请求创建一个Filter链
    ApplicationFilterChain filterChain =
        ApplicationFilterFactory.createFilterChain(request, wrapper, servlet);

   //3. 调用这个Filter链，Filter链中的最后一个Filter会调用Servlet
   filterChain.doFilter(request.getRequest(), response.getResponse());

}

你可能会问，为什么需要给每个请求创建一个 Filter 链？这是因为每个请求的请求路径都不一样，而 Filter 都有相应的路径映射，因此不是所有的 Filter 都需要来处理当前的请求，我们需要根据请求的路径来选择特定的一些 Filter 来处理。
第二个问题是，为什么没有看到调到 Servlet 的 service 方法？这是因为 Filter 链的 doFilter 方法会负责调用 Servlet，具体来说就是 Filter 链中的最后一个 Filter 会负责调用 Servlet。

Filter

跟 Servlet 一样，Filter 也可以在web.xml文件里进行配置，不同的是，Filter 的作用域是整个 Web 应用，因此 Filter 的实例是在 Context 容器中进行管理的，Context 容器用 Map 集合来保存 Filter。


private Map<String, FilterDef> filterDefs = new HashMap<>();

每个请求过来就创建一个Filter链，请求处理完，FIlter链也会被回收。


public final class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
  
  //Filter链中有Filter数组，这个好理解
  private ApplicationFilterConfig[] filters = new ApplicationFilterConfig[0];
    
  //Filter链中的当前的调用位置
  private int pos = 0;
    
  //总共有多少了Filter
  private int n = 0;

  //每个Filter链对应一个Servlet，也就是它要调用的Servlet
  private Servlet servlet = null;
  
  public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res) {
        internalDoFilter(request,response);
  }
   
  private void internalDoFilter(ServletRequest req,
                                ServletResponse res){

    // 每个Filter链在内部维护了一个Filter数组
    if (pos < n) {
        ApplicationFilterConfig filterConfig = filters[pos++];
        Filter filter = filterConfig.getFilter();

        filter.doFilter(request, response, this);
        return;
    }
	//所有的Filter执行完会调用servlet的service方法。
    servlet.service(request, response);
   
}

但问题是，方法体里没看到循环，谁在不停地调用 Filter 链的 doFilter 方法呢？Filter 是怎么依次调到的呢？
答案是 Filter 本身的 doFilter 方法会调用 Filter 链的 doFilter 方法，我们还是来看看代码就明白了：


public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
        FilterChain chain){
        
          ...
          
          //调用Filter的方法
          chain.doFilter(request, response);
      
      }

Listener 管理

跟 Filter 一样，Listener 也是一种扩展机制，你可以监听容器内部发生的事件，主要有两类事件：

类是生命状态的变化，比如 Context 容器启动和停止、Session 的创建和销毁。
第二类是属性的变化，比如 Context 容器某个属性值变了、Session 的某个属性值变了以及新的请求来了等。

Tomcat 是通过 Context 容器来管理这些监听器的。Context 容器将两类事件分开来管理，分别用不同的集合来存放不同类型事件的监听器


//监听属性值变化的监听器
private List<Object> applicationEventListenersList = new CopyOnWriteArrayList<>();

//监听生命事件的监听器
private Object applicationLifecycleListenersObjects[] = new Object[0];

剩下的事情就是触发监听器了，比如在 Context 容器的启动方法里，就触发了所有的 ServletContextListener：


//1.拿到所有的生命周期监听器
Object instances[] = getApplicationLifecycleListeners();

for (int i = 0; i < instances.length; i++) {
   //2. 判断Listener的类型是不是ServletContextListener
   if (!(instances[i] instanceof ServletContextListener))
      continue;

   //3.触发Listener的方法
   ServletContextListener lr = (ServletContextListener) instances[i];
   lr.contextInitialized(event);
}