tomcat、jboss等Web服务器的工作原理详解架构师

1.什么是web服务器，应用服务器和web容器？

我先讨论web服务器和应用服务器。让我在用一句话大概讲讲：

“在过去它们是有区别的，但是这两个不同的分类慢慢地合并了，而如今在大多在情况下和使用中可以把它们看成一个整体。”

在Mosaic浏览器（通常被认为是第一个图形化的web浏览器）和超链接内容的初期，演变出了“web服务器”的新概念，它通过HTTP协议来提供静态页面内容和图片服务。在那个时候，大多数内容都是静态的，并且HTTP 1.0只是一种传送文件的方式。但在不久后web服务器提供了CGI功能。这意味着我们可以为每个web请求启动一个进程来产生动态内容。现在，HTTP协议已经很成熟了并且web服务器变得更加复杂，拥有了像缓存、安全和session管理这些附加功能。随着技术的进一步成熟，我们从Kiva和NetDynamics学会了公司专属的基于Java的服务器端技术。这些技术最终全都融入到我们今天依然在大多数应用开发里使用的JSP中。


2.什么是Servlet？他们有什么作用？

在Java里，Servlet使你能够编写根据请求动态生成内容的服务端组件。事实上，Servlet是一个在javax.servlet包里定义的接口。它为Servlet的生命周期声明了三个基本方法——init()、service()和destroy()。每个Servlet都要实现这些方法（在SDK里定义或者用户定义）并在它们的生命周期的特定时间由服务器来调用这些方法。

类加载器通过懒加载（lazy-loading）或者预加载（eager loading）自动地把Servlet类加载到容器里。每个请求都拥有自己的线程，而一个Servlet对象可以同时为多个线程服务。当Servlet对象不再被使用时，它就会被JVM当做垃圾回收掉。


3.什么是ServletContext？它由谁创建？

当Servlet容器启动时，它会部署并加载所有的web应用。当web应用被加载时，Servlet容器会一次性为每个应用创建Servlet上下文（ServletContext）并把它保存在内存里。Servlet容器会处理web应用的web.xml文件，并且一次性创建在web.xml里定义的Servlet、Filter和Listener，同样也会把它们保存在内存里。当Servlet容器关闭时，它会卸载所有的web应用和ServletContext，所有的Servlet、Filter和Listner实例都会被销毁。

从Java文档可知，ServletContext定义了一组方法，Servlet使用这些方法来与它的Servlet容器进行通信。例如，用来获取文件的MIME类型、转发请求或者编写日志文件。在web应用的部署文件（deployment deｓｃｒｉｐｔor）标明“分布式”的情况下，web应用的每一个虚拟机都拥有一个上下文实例。在这种情况下，不能把Servlet上下文当做共享全局信息的变量（因为它的信息已经不具有全局性了）。可以使用外部资源来代替，比如数据库。

ServletRequest和ServletResponse从哪里进入生命周期？

Servlet容器包含在web服务器中，web服务器监听来自特定端口的HTTP请求，这个端口通常是80。当客户端（使用web浏览器的用户）发送一个HTTP请求时，Servlet容器会创建新的HttpServletRequest和HttpServletResponse对象，并且把它们传递给已经创建的Filter和URL模式与请求URL匹配的Servlet实例的方法，所有的这些都使用同一个线程。

request对象提供了获取HTTP请求的所有信息的入口，比如请求头和请求实体。response对象提供了控制和发送HTTP响应的便利方法，比如设置响应头和响应实体（通常是JSP生成的HTML内容）。当HTTP响应被提交并结束后，request和response对象都会被销毁。


4.如何管理Session？知道cookie吗？

当客户端第一次访问web应用或者第一次使用request.getSession()获取HttpSession时，Servlet容器会创建Session，生成一个long类型的唯一ID（你可以使用session.getId()获取它）并把它保存在服务器的内存里。Servlet容器同样会在HTTP响应里设置一个Cookie，cookie的名是JSESSIONID并且cookie的值是session的唯一ID。

根据HTTP cookie规范（正规的web浏览器和web服务器必须遵守的约定），在cookie的有效期间，客户端（web浏览器）之后的请求都要把这个cookie返回给服务器。Servlet容器会利用带有名为JSESSIONID的cookie检测每一个到来的HTTP请求头，并使用cookie的值从服务器内容里获取相关的HttpSession。

HttpSession会一直存活着，除非超过一段时间没使用。你可以在web.xml里设定这个时间段，默认时间段是30分钟。因此，如果客户端已经超过30分钟没有访问web应用的话，Servlet容器就会销毁Session。之后的每一个请求，即使带有特定的cookie，都再也不会访问到同一个Session了。servletcontainer会创建一个新的Session。

另外，在客户端的session cookie拥有一个默认的存活时间，这个时间与浏览器的运行时间相同。因此，当用户关闭浏览器后（所有的标签或者窗口），客户端的Session就会被销毁。重新打开浏览器后，与之前的Session关联的cookie就再也不会被发送出去了。再次使用request.getSession()会返回一个全新的HttpSession并且使用一个全新的session ID来设置cookie。


5.如何确保线程安全?

你现在应该已经知道所有的请求都在共享Servlet和Filter。这是Java的一个很棒的特性，它是多线程的并且不同的线程（即HTTP请求）可以使用同一个实例。否则，对每一个请求都重新创建一个实体会耗费很多的资源。

你同样要知道，你不应该使用Servlet或者Filter的实例变量来存放任何的请求或者会话范围内的数据。这些数据会被其他Session的所有请求共享。这是非线程安全的！下面的例子说明了这个问题：

public class MyServlet extends HttpServlet{

    private Object thisIsNOTThreadSafe; //Don’t to this

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException{

        Object thisIsThreadSafe;

        thisIsNOTThreadSafe = request.getParameter(“foo”); // BAD!! Shared among all requests!

        thisIsThreadSafe = request.getParameter(“foo”); // OK, this is thread safe.

    }

}

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