简介

前后端分离背景下的Servlet - 图1

任务

前后端分离场景下，Servlet的任务：

  • 读取客户端（浏览器）发送的隐式的 HTTP 请求数据。这包括 cookies、媒体类型和浏览器能理解的压缩格式等等。
  • 处理数据并生成结果。这个过程可能需要访问数据库，执行 RMI 或 CORBA 调用，调用 Web 服务，或者直接计算得出对应的响应。
  • 发送显式的数据（即文档）到客户端（浏览器）。一般静态文件由前端提供，动态文件由后端提供
  • 发送隐式的 HTTP 响应到客户端（浏览器）。这包括告诉浏览器或其他客户端被返回的文档类型（例如 HTML），设置 cookies 和缓存参数，以及其他类似的任务。

Servlet的本质是智商就是在特定web服务器（大多是情况下是tomcat）下运行的特殊程序，用于提供泛型意义上的“服务”（这也是Servlet名字的含义）

Servlet生命周期

Servlet 生命周期可被定义为从创建直到毁灭的整个过程。以下是 Servlet 遵循的过程：

  • Servlet 初始化后调用 init () 方法。
  • Servlet 调用 service() 方法来处理客户端的请求。
  • Servlet 销毁前调用 destroy() 方法。
  • 最后，Servlet 是由 JVM 的垃圾回收器进行垃圾回收的。

本文分析最常见的DispatchServlet及其OO体系下的Servlet行为，代码见org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet的继承结构：
image.png

init() 方法

它被设计成只调用一次，用于初始化创建Servlet，默认创建于用户第一次调用对应于该 Servlet 的 URL 时，但也可以指定在服务器第一次启动时被加载。
当用户调用一个 Servlet 时，就会创建一个 Servlet 实例，每一个用户请求都会产生一个新的线程，适当的时候移交给 doGet 或 doPost 方法。
以本文例子中的调用层来看知道HttpServletBean开始，init函数才被填入内容：

  1.     @Override
  2.     public final void init() throws ServletException {
  4.         // Set bean properties from init parameters.
  5.         PropertyValues pvs = new ServletConfigPropertyValues(getServletConfig(), this.requiredProperties);
  6.         if (!pvs.isEmpty()) {
  7.             ...
  8.         }
  10.         // Let subclasses do whatever initialization they like.
  11.         initServletBean();
  12.     }

从代码中可以看出，此处init基于参数初始化Bean，所以抽象的Servlet的init含义是在其所处context下做好准备工作。

service() 方法

service() 方法是执行实际任务的主要方法。Servlet 容器（即 Web 服务器）调用 service() 方法来处理来自客户端（浏览器）的请求，并把格式化的响应写回给客户端。
每次服务器接收到一个 Servlet 请求时，服务器会产生一个新的线程并调用服务。service() 方法检查 HTTP 请求类型（GET、POST、PUT、DELETE 等），并在适当的时候调用 doGet、doPost、doPut，doDelete 等方法。
HttpServlet抽象层就提供了service()的实现，它本质上是讲Servlet层面的请求与回复转写为Http层面，并转而根据属性调用doGet() 、doPost()等方法

destroy() 方法

destroy() 方法只会被调用一次，在 Servlet 生命周期结束时被调用。destroy() 方法可以让您的 Servlet 关闭数据库连接、停止后台线程、把 Cookie 列表或点击计数器写入到磁盘，并执行其他类似的清理活动。
在FrameworkServlet层对destory进行了实现：

  1.     @Override
  2.     public void destroy() {
  3.         getServletContext().log("Destroying Spring FrameworkServlet '" + getServletName() + "'");
  4.         // Only call close() on WebApplicationContext if locally managed...
  5.         if (this.webApplicationContext instanceof ConfigurableApplicationContext && !this.webApplicationContextInjected) {
  6.             ((ConfigurableApplicationContext) this.webApplicationContext).close();
  7.         }
  8.     }

实质上就是删除指定Servlet对应的Context（注意删除的是context而非bean），这似乎也意味着Servlet在Spring中的存在是context的形式。
destroy行为在tomcat层面实际上是基于配置的异步过程，一般不会在被销毁后立即被回收。

Servlet实例化&挂载

实现了HttpServlet的所有类被编译后都可以由Tomcat挂载执行，这也是tomcat作为java服务器的本质任务。

Servlet编写过滤器（Filter）

Servlet过滤器可以单个过成组地添加到Servlet上（以及已经过时的JSP）
可以使用注解方法配置Filter，普通的Filter实现如下：

  1. @WebFilter(urlPatterns = "/*")
  2. @Slf4j
  3. @Component// 必要
  4. public class LearnFilter implements Filter {
  5.     @Override
  6.     public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
  7.         log.warn("filter init");
  8.     }
  10.     @Override
  11.     public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
  12.         log.warn("here goes the filter");// 接收请求前期
  13.         filterChain.doFilter(request, response);// 必要
  14.         // 接收请求后期，Interceptor所有的工作完乘
  15.     }
  17.     @Override
  18.     public void destroy() {
  19.         log.warn("filter destroy");
  20.     }
  21. }

关键在于@WebFilter注解对过滤器的功能范围进行了配置，同时可以看到，如果希望在Spring体系下工作，声明Filter的同时还应注册其为Bean。
另外对于大多数普通的请求，继承org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter，并实现其doFilterInternal方法是更好的选择，它提供了错误处理的选项，面向的也是http请求。
注意，无论在何处的过滤方法中，都应当调用filterChain.doFilter(request, response);，否则过滤链就会断裂，这可能会导致服务器无法正常响应http请求（因为有些Filter下，请求的实际执行也是封装在底层Filter之中的），同时可以在doFilter方法之后做后处理，一般自定义的Filter可以包裹在最外层，但要注意，此时response已经在doFilter的执行链中发送给客户端，所以在这一步是服务器的后处理步骤，而不能修改返回给客户端的任何内容。

Servlet对Cookie的支持

使用request.getCookies()即可取得cookie，虽然cookie是键值类型数据，但是似乎由于其相对不可信，Java没有提供根据关键词查询的接口，只是返回cookie列表并由服务端自行处理
可以使用response.addCookie()向客户端添加cookie，客户端便可以选择在之后的请求中使用对应的cookie，这给予了服务端验证和授权的机制，session的实现方式之一基于这种机制。

Servlet跟踪Session

session的实现方式主要有3种：基于cookie，基于SSL和基于url重写（基于隐式表单的session传送已经被弃用，因为不通用且过于tricky），本质都是在请求时附加一个唯一映射的sessionId，servlet可以对应识别这些标识，并在服务器创建对应的Session，实现状态化的http。
可以用HttpSession session = request.getSession(true);的形式获取Session，其中true的含义是在当前客户端无session的情况下创建session。
Session由cookie提供的sessionId唯一标识，它的主体也是基于KV的数据对，K是name，而V是对应的对象（而非字符串），所以可以存储多种类型的数据（但因为StandardSession实现了序列化，用实现序列化的对象作为V的类型是更好的选择）。
HttpSession接口中也定义了session有maxInactiveInterval这一属性，它是session的过期时间（Java的默默认有效时间是30分钟），一旦超过这个时间域而没有访问，session就会被逻辑失效（invalidate）。为它设置非正值将使session永远有效。