Servlet 接口（第二篇）

Servlet接口是Java Servlet API 最上層抽象接口，其他都是擴充這個接口，然而Servlet包本身實作這個接口（分别是GenericServlet 和 HttpServlet)，為啥要Servlet要實作兩個接口，友善開發者擴充,也算提供一個示例，每個接口都有一個正常實作，開發者有兩種選擇，要麼重寫，要麼用預設的。一般開發者都是擴充HttpServlet,畢竟web浏覽器HTTP協定是天下

• 

1、請求處理方法

• Servlet接口定義一個方法 service, 顧名思義就是服務用戶端請求的，一個請求過來，servlet容器會将請求路由到某個servlet執行個體上。
• 在想一個問題，servlet執行個體一般應該比用戶端請求要少，難道多請求不處理嗎？所有在實作這個servlet方法時候需要考慮到并發請求情況，通常處理方式，web伺服器會利用多線程去調用servlet的方法。

1.1、HTTP 特有處理請求的方法

• 

• HttpServlet實作了service()方法，這個抽象類定義7個方法對應HTTP 7種請求方式處理
• doGet – Get請求
• dePost – Post請求
• doPut – Put請求（如果是restful風格的話，這個應該是修改）
• doDelete – Delete請求
• doHead – Head請求 （擷取請求頭資訊）
• doOptions – Options請求 (預先請求)，一般出現ajax表單送出時候
• doTrace – Trace請求（這個沒有用過）

一般你隻需關心 doGet 和doPost方法

1.2、添加額外的方法

• doPut 和doDelete 隻是為了支援HTTP/1.1支援的新特性
• doHead 其實就是doGet，隻是傳回是頭上資訊
• doOptions, 試探請求，（跨域經常會出現）
• doTrace 所有請求頭資訊都會發送

1.3、有條件GET方式支援

• getLastModified方法，簡單來說，用戶端來請求伺服器某個資源，如果這個資源沒有修改過，還需要傳給用戶端嗎？顯然可以不用傳，客戶已經緩存這個資源，減少網絡傳輸

2、執行個體的數量

• 一般來說Servlet容器中，每種servlet有且隻存在一個Servlet執行個體，但是如果它實作SingleThreadModel接口，就有多個執行個體，（簡單來說，一般情況下是單例，如果你實作SingleThreadModel接口，就原生了）

2.1、需要注意Single Thread Model接口

• 簡單來說不建議使用實作Single Thread Model接口， HttpSession在多個servlet可能共享這個session，這就一緻性問題，同時修改，本質上這個限制它使用。線程不安全的

3、Servlet 生命周期

• servlet從建立，初始化，服務請求，銷毀，對應API方法（init, service, destroy)

3.1、加載和執行個體化

• 不管立即和延時，servlet 容器有義務去加載servlet的類和執行個體化servlet執行個體。

3.2、初始化

• 執行個體化之後，需要進行初始化操作，初始化啥呢？無非是建構可以提供服務的環境，肯定就有一些配置資訊，那麼配置資訊是怎麼加載到servlet中去，是以需要實作ServletConfig, 當然也可以實作ServletContext接口，詳情需要檢視第四章關于ServletContext接口介紹

3.2.1、初始化時發生異常

• 可能會抛出UnavailableException 或 ServletException
• 如果初始化不成功，servlet 容器會釋放資源，destroy方法不會調用，沒有初始化，何來銷毀
• 還有種可能，執行個體化部分成功，部分失敗，這個時候需要等初始化過程階段完成之後，等資源釋放之後，才可以新增一個新servlet執行個體。

3.2.2、工具考慮

• 工具靜态初始化和直接調用init方法有差別
• 如果調用靜态初始化之後，并不代表servlet已經起來，可以去做連接配接資料庫相關操作

3.3、請求處理

• 支援request/response 模式， 那麼servlet定義兩個對象，ServletRequest和ServletResponse
• 當然對于HTTP協定，定義HttpServletRequest和HttpServletResponse
• 注意：人可以一生無所事事，servlet也有可能在整個生命周期不會處理任何請求

3.3.1、多線程的問題

• 考慮并發通路的問題，但是又不推薦實作SingleThreadModel接口，這個要求容器能夠保證有且僅有一個請求線程去在執行service方法，servlet容器要麼通過序列實作或servlet執行個體池
• 或者synchronized關鍵字修飾，但是它會影響性能（那到底采用什麼方式實作呢？）

3.3.2、在處理請求過程發生異常

• 發生異常有兩種，一種是ServletException，一種是UnavailableException
• ServletException 是處理請求過程中發生的異常，這個異常servlet容器需要采取适合的方式去清理這些請求
• UnavailableException 這個異常表示服務處理不了請求，比如服務擠爆，是以這個不可用異常可能是臨時或者永久的
• 如果UnavailableException暗示這個servlet是永久不可用, 那麼Servlet容器就會移除這個servlet，調用destroy方法，釋放servlet執行個體的資源，任何請求請求到這個servlet上都會傳回404（SC_NOT_FOUND)
• 如果UnavailableException暗示這個servlet是臨時不可用， Servlet容器将在臨時不可用階段路由其他servlet提供服務，這個時候由這個Servlet拒絕将會傳回SC_SERVICE_UNAVAILABLE(503)狀态，然後header會帶有retry-after字段表示等會重試
• 當然容器實作可以把UnavailableException都當做永久不可用，按永久不可用處理

3.3.3、異步處理

• 異步就是為提高web提供服務能力
• 異步處理過程
  1. 一個請求經過正常過濾器驗證等等到達servlet服務（客人風塵仆仆騎馬來到一家龍門客棧）
  2. servlet根據請求參數和内容去确定請求性質（店長：請問你打尖還是住店？）
  3. servlet根據請求做一些事情，比如請求資料庫擷取資料，就需要等待擷取JDBC連接配接（招呼小二過來，去二樓打掃一間房，這個肯定需要花費時間）
  4. servlet直接傳回不産生響應（response）結果（店長：先坐下來吃點東西，房間馬上收拾好）
  5. 經過一段時間，需要資源已經準備好，處理該事件的線程繼續同一線程繼續處理或使用AsyncContext對象分派給容器處理（小二告訴店長已經收拾好房間，店長通知客人入住）
• ServletRequest 類核心方法

  • /**
     這個方法是将一個請求放入到異步模型中，然後請求對象和響應對象，以及getAsyncTimeout方法傳回值去初始化一個AsynContext對象
    **/
    public AsyncContext startAsync(ServletRequest req, ServletResponse res)
    
      /**
     使用原生對象去進行異步處理，你應該展現使用者在調用這個方法之後需要flush一下，防止資料丢失
    **/
    public AsyncContext startAsync()
      
     /**
     擷取異步模型時，異步上下文資訊，如果是非異步模型，調用這個方法是非法的
    **/
    public AsyncContext getAsyncContext()  
      
       /**
     表示請求是否支援異步，如果一個請求經過不支援異步過濾器和servlet，這個傳回false
    **/
    public boolean isAsyncSupported()
      
     /**
     如果異步處理已經開始，傳回true，否則傳回false，比如調用AsyncContext.dispatch或調用AsynContext.complete方法
    **/
    public boolean isAsyncStarted()  
      
       /**
    擷取派發類型，DispatcherType.REQUEST, DispatcherType.FORWARD, DispatcherType.INCLUDE, DispatcherType.ERROR.
    **/
    public DispatcherType getDispatcherType() 
               

• AsyncContext 類， 這個類代表執行異步操作上下文，它在ServletRequest.startAsync建立的

  • public ServletRequest getRequest()  擷取請求
      public ServletResponse getResponse()
      /**
    		預設是30000， 
      */
      public void setTimeout(long timeoutMilliseconds) 
       /**
    		注冊一個給定監聽器去通知onTimeout, onError, onComplete或onStartAsync， 
      */
      public void addListener(AsyncListener listener, ServletRequest req, ServletResponse res) 
      
      /**
       轉發請求
      */
      public void dispatch(String path) 
      
      /**
      利用 AsyncContext去轉發請求
      */
      public void dispatch() 
      
      
       /**
        表示請求是不是原始，有沒有經過包裝，那麼怎麼算是經過包裝？
      */
      public boolean hasOriginalRequestAndResponse()
      
      /**
        容器會分一個線程去處理Runnable r的run方法内容， 這個線程可能來自于線程池，當然容器也有可能将上下文資訊傳遞到Runnable對象中
      */
      public void start(Runnable r)
      
       /**
        異步的處理時候，由servlet去調用這個方法，送出和關閉響應，而同步請求則是需要容器去調用這個方法。
      */
      public void complete()
      
      
               

  • // 例子1
    // 請求到 /url/A
    AsyncContext ac = request.startAsync();
    // ...
    ac.dispatch(); // 将請求異步轉發到  /url/A 處理
    
    // 例子2
    // 請求 /url/A
    // 轉發 /url/B
    request.getRequestDispatcher("/url/B").forward(request, response);
    // 在Forward的目标操作中開啟異步操作
    AsyncContext ac = request.startAsync();
    ac.dispatch();  // 異步轉發到 /url/A
    
    // 例子3
    // 請求 /url/A
    // 轉發 /url/B
    request.getRequestDispatcher("/url/B").forward(request, response);
    // 在Forward的目标操作中開啟異步操作
    AsyncContext ac = request.startAsync(request, response);
    ac.dispatch();  // 異步轉發到 /url/B
    
    
               

  • 在執行dispatch方法會發生異常，是以需要妥善處理
    • AsyncListener.onError(AsyncEvent) ， 處理AsyncEvent事件異常
    • 如果監聽器調用AsyncContext.complete或AsyncContext.dispatch方法，那麼就會有異常code， HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR
    • 如果比對不到錯誤頁，或者錯誤頁沒有調用AsyncContext.complete()方法， 容器必須調用AsyncContext.complete
• ServletRequestWrapper

  • /**
       遞歸去檢查是否包裝指定的ServletRequest對象, 有傳回true
      */
      public boolean isWrapperFor(ServletRequest req)
               

• ServletResponseWrapper

  • /**
       遞歸去檢查是否包裝指定的ServletResponse對象
      */
      public boolean isWrapperFor(ServletResponse req)
               

• AsyncListener

  • /**
       通知監聽器異步操作已經完成
      */
     public void onComplete(AsyncEvent event)
       
     /**
       通知監聽器異步操作已經發生了逾時
      */
     public void onTimeout(AsyncEvent event)
       
     /**
       通知監聽器處理發生異常
      */
     public void onError(AsyncEvent event)   
    
       /**
        調用ServletRequest.startAsync進行通知監聽器
      */
     public void onStartAsync(AsyncEvent event)   
       
               

  • 異步發生逾時，容器需要執行如下步驟
    1. 首先會調用AsyncListener.onTimeout方法，這個監聽器是在ServletRequest初始化注冊的
    2. 如果沒有監聽器去調用AsyncContext.complete()或AsyncContext.dispatch方法，将會産生一個錯誤狀态code，HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR.
    3. 沒有比對到錯誤頁，或錯誤頁沒有調用AsyncContext.dispatch或AsyncContext.complete()方法，那麼容器就需要調用這個AsyncContext.complete方法。（事情總有人做，你不做，就是别人做）
  • AsyncListener 是獨立，不會互相影響，如果一個AsyncListener發生異常，不會影響到另一個AsyncListener的執行
  • 異步處理狀态流轉圖

    • 

3.3.4、線程安全

• 除了startAsync 和complete 方法， 其他方法都有可能不是線程安全的

3.3.5、更新處理過程

• 在HTTP/1.1，通過header切換協定，也就是可以自定義協定，但是容器是不知道的，HttpUpgradeHandler中進行處理
• 開發者需要保證ServletInputStream 和ServletOutputStream是線程安全的

4、Service的結束

• 簡單來說就是要調用destroy() 方法去釋放資源