深入理解Java Servlet與Web容器之間的關(guān)系
原創(chuàng)【51CTO特稿】自從計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，就開始涉及到通訊問(wèn)題。在客戶/服務(wù)器（也叫C/S應(yīng)用）時(shí)期，每個(gè)軟件都有自己的客戶端和服務(wù)器端軟件。并且客戶端和服務(wù)器端之間的通訊協(xié)議差別也很大。后來(lái)隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于瀏覽器/服務(wù)器的應(yīng)用逐漸成為主流，通訊協(xié)議也統(tǒng)一到HTTP協(xié)議。但是，在HTTP協(xié)議之上，如何處理來(lái)自客戶端的請(qǐng)求信息，以及如何對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行回應(yīng)，則經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間也沒有統(tǒng)一下來(lái)。目前，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決方案主要有兩種，一個(gè)是CGI，另一個(gè)是Servlet。
CGI(Common Gateway Interface)，通用網(wǎng)關(guān)接口
通用網(wǎng)關(guān)接口，簡(jiǎn)稱CGI，是一種根據(jù)請(qǐng)求信息動(dòng)態(tài)產(chǎn)生回應(yīng)內(nèi)容的技術(shù)。通過(guò)CGI，Web 服務(wù)器可以將根據(jù)請(qǐng)求不同啟動(dòng)不同的外部程序，并將請(qǐng)求內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)給該程序，在程序執(zhí)行結(jié)束后，將執(zhí)行結(jié)果作為回應(yīng)返回給客戶端。也就是說(shuō)，對(duì)于每個(gè)請(qǐng)求，都要產(chǎn)生一個(gè)新的進(jìn)程進(jìn)行處理。因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程都會(huì)占有很多服務(wù)器的資源和時(shí)間，這就導(dǎo)致服務(wù)器無(wú)法同時(shí)處理很多的并發(fā)請(qǐng)求。另外CGI程序都是與操作系統(tǒng)平臺(tái)相關(guān)的，雖然在互聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)的初期，CGI為開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用做出了很大的貢獻(xiàn)，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，開始逐漸衰落。
Servlet
Servlet最初是在1995年由James Gosling 提出的，因?yàn)槭褂迷摷夹g(shù)需要復(fù)雜的Web服務(wù)器支持，所以當(dāng)時(shí)并沒有得到重視，也就放棄了。后來(lái)隨著Web應(yīng)用復(fù)雜度的提升，并要求提供更高的并發(fā)處理能力，Servlet被重新?lián)炱穑⒃贘ava平臺(tái)上得到實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在提起Servlet，指的都是Java Servlet。Java Servlet要求必須運(yùn)行在Web服務(wù)器當(dāng)中，與Web服務(wù)器之間屬于分工和互補(bǔ)關(guān)系。確切的說(shuō)，在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候Java Servlet與Web服務(wù)器會(huì)融為一體，如同一個(gè)程序一樣運(yùn)行在同一個(gè)Java虛擬機(jī)（JVM）當(dāng)中。與CGI不同的是，Servlet對(duì)每個(gè)請(qǐng)求都是單獨(dú)啟動(dòng)一個(gè)線程，而不是進(jìn)程。這種處理方式大幅度地降低了系統(tǒng)里的進(jìn)程數(shù)量，提高了系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。另外因?yàn)镴ava Servlet是運(yùn)行在虛擬機(jī)之上的，也就解決了跨平臺(tái)問(wèn)題。如果沒有Servlet的出現(xiàn)，也就沒有互聯(lián)網(wǎng)的今天。
在Servlet出現(xiàn)之后，隨著使用范圍的擴(kuò)大，人們發(fā)現(xiàn)了它的一個(gè)很大的一個(gè)弊端。那就是為了能夠輸出HTML格式內(nèi)容，需要編寫大量重復(fù)代碼，造成不必要的重復(fù)勞動(dòng)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，基于Servlet技術(shù)產(chǎn)生了JavaServet Pages技術(shù)，也就是JSP。Servlet和JSP兩者分工協(xié)作，Servlet側(cè)重于解決運(yùn)算和業(yè)務(wù)邏輯問(wèn)題，JSP則側(cè)重于解決展示問(wèn)題。Servlet與JSP一起為Web應(yīng)用開發(fā)帶來(lái)了巨大的貢獻(xiàn)，后來(lái)出現(xiàn)的眾多Java Web應(yīng)用開發(fā)框架都是基于這兩種技術(shù)的，更確切的說(shuō)，都是基于Servlet技術(shù)的。
Java Servlet與Web容器之間的關(guān)系
Java是一種動(dòng)態(tài)加載和運(yùn)行的語(yǔ)言。也就是說(shuō)當(dāng)應(yīng)用程序持有一個(gè)類的地址（CLASSPATH）和名稱（包名和類名）的情況下，可以在程序運(yùn)行期間任何時(shí)候加載這個(gè)類，并創(chuàng)建和使用該類的對(duì)象。Servlet就是基于這個(gè)機(jī)制與Web容器融合在一起的。目前已知的所有支持Java Servlet的Web容器都是采用Java開發(fā)的。當(dāng)Web容器接收到來(lái)自客戶端的請(qǐng)求信息之后，會(huì)根據(jù)URL中的Web元件地址信息到Servlet隊(duì)列中查找對(duì)應(yīng)的Servlet對(duì)象，如果找到則直接使用，如果沒有找到則加載對(duì)應(yīng)的類，并創(chuàng)建對(duì)象。也就是說(shuō)，Servlet對(duì)象是在第一次被使用的時(shí)候才創(chuàng)建的，并且一旦創(chuàng)建就會(huì)被反復(fù)使用，不再創(chuàng)建新的對(duì)象。所有創(chuàng)建出的Servlet對(duì)象會(huì)在Web服務(wù)器停止運(yùn)行的時(shí)候統(tǒng)一進(jìn)行垃圾回收。
為了解決客戶端請(qǐng)求地址與Java Servlet之間對(duì)應(yīng)關(guān)系問(wèn)題，Web容器需要一個(gè)用來(lái)描述這種對(duì)應(yīng)關(guān)系的文件，一般是web.xml文件。如果一個(gè)Web應(yīng)用程序中存在很多個(gè)Servlet，那么web.xml會(huì)變得非常龐大。在Servlet 3.0規(guī)范推出之后，允許在Servlet代碼中使用聲明式語(yǔ)法來(lái)代替web.xml中的描述信息，這才讓web.xml瘦身下來(lái)。下圖是這個(gè)過(guò)程的一個(gè)示意圖。
在這個(gè)圖中，我們僅僅是概要的，采用以比較容易理解的方式描述了Web容器與Servlet之間的關(guān)系，以及當(dāng)接受到請(qǐng)求之后的處理流程。在實(shí)際的Web容器中，會(huì)比這要復(fù)雜很多。
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