Servlet生命周期及数据流程(Tomcat工作流程)

Spring家族大行其道的今天,很多人可能未必还记得JAVA中原生Servlet对象的一些知识,实际上SpringMVC就是基于Servlet进行的封装,因此理解Servlet对象生命周期是比较重要的

Servlet生命周期及数据流程(Tomcat工作流程)

所属分类: JAVA
专题标签: Servlet 生命周期 Tomcat

关于Servlet

JAVA Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序,它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。
JAVA Servlet 通常情况下与使用 CGI(Common Gateway Interface,公共网关接口)实现的程序可以达到异曲同工的效果。但是相比于 CGI,Servlet 有以下几点优势:

  • 性能明显更好。
  • 在Web服务器的地址空间内执行,无需创建进程来处理每个客户端请求
  • 独立于平台的, JAVA编写的。
  • 安全可信的, 安全管理器执行了一系列限制,以保护服务器计算机上的资源
  • JAVA类库的全部功能对 Servlet 来说都是可用的。

关于生命周期

一个Java对象从最初被创建,到最后被销毁,所经历的完整过程,认为是其的生命周期。
生命周期大致分为三个阶段:初始化阶段、运行时阶段、销毁阶段。
Servlet对象从最初的创建,方法的调用,以及对象的销毁,都是由web容器(Web Container)管理的(如Tomcat)。
默认情况下,Servlet对象在web服务器启动阶段中不会被实例化,若需要启动时实例化,则需要特殊的配置(如:load-on-startup)

初始化阶段

  1. Servlet容器会加载Servlet类,把它的.class文件中的数据加载到内存储中
  2. Servlet容器会创建ServletConfig对象,该对象包含了特点的Servlet的初始化配置信息
  3. Servlet容器创建Servlet对象,然后容器调用该对象的init(ServletConfig config) 方法
  4. 每个Servlet对象都有一个与之关联的ServletConfig类对象,ServletConfig对象都会与当前Java web应用的ServletContext对象关联
  5. 每个Servlet对象的init(ServletConfig config) 方法,在其生命周期内只会被调用一次

init()

  • Servlet的生命周期中,仅执行一次init()方法
  • 在服务器装入Servlet时执行的,负责初始化Servlet对象
  • 可以配置服务器,在启动服务器或客户机首次访问Servlet时装入Servlet
  • 无论多少客户访问Servlet,都不会重复执行init()

运行时阶段

  1. Servlet容器接收到客户端要求访问特定的Servlet时,Servlet容器会针对该请求创建ServletRequest对象和ServletResponse对象
  2. 调用相关的Servlet对象的service()方法,当一个请求被接收/处理,再通过ServletResponse对象将响应结果返回给客户端
  3. 对应的ServletResponse对象和ServletRequest对象便会被Servlet容器销毁

service()

  • Servlet的核心,负责响应客户的请求
  • 当请求一个HttpServlet对象,该对象的Service()方法就要调用,而且传递给这个方法ServletRequest对象和ServletResponse对象作为参数
  • HttpServlet中已存在Service()方法,默认的服务功能是调用与HTTP请求的方法相应的do功能

销毁阶段

  1. 当Java web应用被终止时,Servlet容器会调用所有Servlet对象的destroy()方法(释放Servlet对象所占用的资源)
  2. 再销毁这些Servlet对象以及和它关联的ServletConfig对象

destroy()

  • 仅执行一次,在服务器端停止且卸载Servlet时执行该方法
  • Servlet对象退出生命周期时,负责释放占用的资源
  • 一个Servlet在运行service()方法时可能会产生其他的线程,因此需要确认在调用destroy()方法时,这些线程已经终止或完成

概述Servlet对象生命周期

  1. 用户在浏览器地址栏输入URL
  2. web容器截取请求路径(容器上下文中寻找请求路径)
  3. 通过web.xml文件中的相关配置信息找到请求路径
  4. 通过反射机制,调用servlet的无参构造方法完成servlet对象的实例化
  5. web容器调用servlet的init()方法完成初始化操作
  6. web容器调用servlet的service()方法提供服务
  7. 找到对应的servlet对象
  8. web容器直接调用servlet的service()方法提供服务
  9. web容器关闭的时候、webapp重新部署的时候、servlet对象长时间无用户再次访问时,web容器会将该servlet对象销毁
  10. 销毁前,web容器会调用servlet的destroy()方法,完成销毁之前的准备

自定义Servlet注意事项

当客户发送一个请求,Servlet是调用service()方法对请求进行响应的。
通过源代码可见,service()方法中对请求的方式进行了匹配,选择调用doGet、doPost等这些方法。
再进入对应的方法中调用逻辑层的方法,实现对客户的响应。
在Servlet接口和GenericServlet中是没有doGet()、doPost()等这些方法的,HttpServlet中定义了这些方法,但是都是返回error信息。
所以我们自定义Servlet的时候,都必须实现doGet()、doPost()等这些方法
自定义的Servlet都必须实现Servlet的接口,Servlet接口中定义了五个方法,其中比较重要的三个方法涉及到Servlet的生命周期,分别是上文提到的init(),service(),destroy()方法。

  • GenericServlet是一个通用的,不特定于任何协议的Servlet,它实现了Servlet接口
  • HttpServlet继承GenericServlet,因此HttpServlet也实现了Servlet接口

所以一般自定义Servlet的时候只需要继承HttpServlet即可。
Servlet接口和GenericServlet是不特定于任何协议的,而HttpServlet是特定于HTTP协议的类。
所以HttpServlet中实现了service()方法,并将请求ServletRequest、ServletResponse强转为HttpRequest、HttpResponse。

Tomcat与Servlet是如何工作

与上方过程基本一致:

  1. Web Client向Servlet容器(Tomcat)发出Http请求
  2. Servlet容器接收Web Client的请求
  3. Servlet容器创建一个HttpRequest对象并将Web Client请求的信息封装到这个对象中
  4. Servlet容器创建一个HttpResponse对象
  5. Servlet容器调用HttpServlet对象的service方法,把HttpRequest对象与HttpResponse对象作为参数传给HttpServlet对象
  6. HttpServlet调用HttpRequest对象的有关方法(doGet()、doPost()等),获取Http请求信息
  7. HttpServlet调用HttpResponse对象的有关方法(doGet()、doPost()等),生成响应数据
  8. Servlet容器把HttpServlet的响应结果传给Web Client