• 该系列博文主要是介绍Web应用容器的一些原理。
• 结合JavaEE的基础只是，介绍核心思想和实现机制
• 介绍容器中其他组件，系列一。

前言

1、Servlet容器是如何工作的？

• 创建一个Request对象，用可能会在Servlet中使用的信息填充该Request对象;
• 创建一个调用Servlet的response对象，用来向WEB客户端发送响应；
• 调用Servlet的service()方法,将Request对象和Response对象。

复习Servlet的生命周期

• Servlet 通过调用 init () 方法进行初始化。
• Servlet 调用 service() 方法来处理客户端的请求。
• Servlet 通过调用 destroy() 方法终止（结束）。
• 最后，Servlet 是由 JVM 的垃圾回收器进行垃圾回收的。

2、Catalina

• Catalina是一个成熟的软件，设计和开发的十分优雅，功能结构也是模块化的，主要分为以下两个模块：
  • 连接器 :负责将请求和容器相关联，为每个接收到的HTTP请求创建一个request对象和一个response，然后将处理过程交给容器。
  • 容器：从连接器中接受到request和response对象，并调用相应的Servlet的service()方法。

第一章 简单的Web服务器

• 通过复习Java套接字编程，搭建一个简单的Web服务器，同时复习了计算机网络的相关知识以及JavaIO中的输入输出流相关操作。

WEB服务器的工作原理

• 服务器利用相应的服务器套接字(ServerSocket)（又称连接套接字,欢迎套接字(WelcomeSocket)）对相应的IP地址和端口进行监听，等待客户端发送相关连接请求;
• 客户端的套接字(ClientSocket)提出连接请求，要连接的目标是ServerSocket。为此，CllientSocket必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址Host和端口号port，然后就向服务器端套接字提出连接请求;
• 当服务器端套接字(ServerSocket)监听到或者说接收到客户端套接字(ClientSocket)的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发 给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求;服务器端套接字(ServerSocket)在收到请求时会调用accept()方法为客户端创建一个新的套接字连接套接字（connection socket），实质上和客户端建立连接之后进行通信的是连接套接字

在编写过程中遇到的问题：(待解决)

编写代码时抛出异常：

java.net.SocketException: Software caused connection abort: socket write error.

• 通过debug初步分析的结果是在浏览器生成发送给客户端响应时的输出流的write()函数出现了问题,查阅资料显示为在write()时输出流被提前关闭

测试过程中存在的问题：

IE浏览器测试成功，谷歌浏览器测试失败.

第二章 一个简单的Servlet容器

Servlet容器的搭建

• 基于第一章WEB服务器的搭建，（第一章的WEB服务器只能访问服务器端的静态资源），在能访问静态资源static resources的基础之上，能够处理Servlet对应的相关请求并调用Servlet对应的类的方法。

• 采用类加载器加载URI中对应的Servlet类名对应的类 + newInstance() 实例化的方法来实例化Servlet类

new关键字 和 newInstance实例化的区别

new关键字 和 newInstance实例化的区别

• 创建对象的方式不一样，前者是创建一个新对象,后者是使用类加载机制.
• new创建一个类的时候，这个类可以没有被加载。但是使用newInstance()方法的时候，就必须保证：
  • 1、这个类已经加载；
  • 2、这个类已经连接了。
• newInstance: 弱类型。低效率。只能调用无参构造。
  new: 强类型。相对高效。能调用任何public构造。

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参考博客：newInstance() 和 new 有什么区别?

ServletServerTwo相比ServletSeverOne

• 使用了外观模式Facade（结构型）

外观模式

• 概述：我们通过外观的包装，使应用程序只能看到外观对象，而不会看到具体的细节对象，这样无疑会降低应用程序的复杂度，并且提高了程序的可维护性。
• 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面， Facade模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。引入外观角色之后，用户只需要直接与外观角色交互，用户与子系统之间的复杂关系由外观角色来实现，从而降低了系统的耦合度

参考博客：设计模式（九）外观模式Facade（结构型）

连接器

• 连接器：用于更好地创建Request(HttpServletRequest)对象和Response(HttpServletResponse)对象，并传递给service()方法

Servlet,GenericServlet,HttpServlet之间的异同：Servlet简介与Servlet和HttpServlet运行的流程

StringManager

每个包对应的StringManager实例，用于读取当前包下的存放异常和错误消息的properties文件。

• 每个包对应一个StringManager实例，采用单例模式进行单例对象的获取，以包名package name作为入参。

单例模式复习：通过将构造方法私有化，使用公有化的方法来调用构造方法来保证单例。

• 通过将包名package name作为键值对的键，在StringManager对应的HashTable中去查找，使用StringManager的getManager()方法来获取到StringManger实例。
• 获取到StringManager实例后，再使用getString(String key)，以错误码作为入参来获取具体的错误信息。

HttpConnector

• 等待Http请求
• 为每个请求创建相应的HttpProcessor实例
• 调用process()方法

HttpProcessor

主要任务

• 创建一个HttpRequest对象
  • 同时引入HTTP请求的Header和Cookie和请求参数以及相关方法。
• 创建一个HttpResponse对象
• 解析HTTP请求的第一行内容和请求头信息，填充HttpRequest对象
• 将Socket作为入参，调用process()，并根据URI判断请求类型并作出相应的处理，把创建的HttpRequest和HttpResponse对象传递给不同类型的处理器。
• 使用StringManager来发送错误消息

解析HTTP请求：

• 读取套接字的输入流；调用输入流的read()方法，从请求行中获取到了方法、URI、HTTP协议版本等信息；
• 解析请求行：
  
  • 会使用SocketInputStream的相关方法来解析请求头并提取出URI，再根据URI格式解析出URI中的相关信息（其中主要包括Pathname、查询字符串Search和JSessionID），再为这些相关信息创建相应的对象，存储在HttpRequest中

JSESSIONID，用于携带会话标识符，会话标识符通常是作为Cookie嵌入的，但是当浏览器禁用了Cookie时，也可以将会话标识符嵌入到查询字符串中

• 解析请求头：

  • 在读取了请求头的名称和值后，调用HttpRequest的addHeader()方法，将其添加到HttpRequest对象的HashMap中。
  • 由于请求头中可能包含一些属性设置信息。例如Content-type,Content-length,Cookies等，则进行相应的处理后再填充到HttpRequest对象中。

• 解析Cookie

  • 什么是Cookie？

  Cookie :
  Cookie实际上是一小段的文本信息（键/值的形式）。客户端请求服务器，如果服务器需要记录该用户状态，就使用response向客户端浏览器颁发一个Cookie。客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时，浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务器。服务器检查该Cookie，以此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。
  产生原因： 由于HTTP是一种无状态的协议，服务器单从网络连接上无从知道客户身份。故需要引入一种来跟踪客户端的会话信息。
  参考博文：Cookie/Session机制详解

  • 核心函数parseCookieHeader() : 由于Cookie中存放的值是键/值的形式，例如：
    
    其中各个键值对之间是以分号进行分隔的，键和值之间又是以=号进行连接，所以该函数便是充分利用字符串的格式特性来对Cookie使用while()循环来进行解析。
    源码如下：

      public static Cookie[] parseCookieHeader(String header) {
      if (header != null && header.length() >= 1) {
          ArrayList cookies = new ArrayList();
          //注意循环体中的59和61，其实是ASCII码
          while(header.length() > 0) {
              int semicolon = header.indexOf(59);
              if (semicolon < 0) {
                  semicolon = header.length();
              }
  
              if (semicolon == 0) {
                  break;
              }
  
              String token = header.substring(0, semicolon);
              if (semicolon < header.length()) {
                  header = header.substring(semicolon + 1);
              } else {
                  header = "";
              }
  
              try {
                  int equals = token.indexOf(61);
                  if (equals > 0) {
                      String name = token.substring(0, equals).trim();
                      String value = token.substring(equals + 1).trim();
                      cookies.add(new Cookie(name, value));
                  }
              } catch (Throwable var7) {
                  ;
              }
          }
  
          return (Cookie[])cookies.toArray(new Cookie[cookies.size()]);
      } else {
          return new Cookie[0];
      }
  }
  

• 获取参数

  • 常见的获取参数的方法有getParameterMap(),getParameter(),getParameterNames(),getParameterValues()，这些方法都是在对请求报文中的参数进行了解析的基础之上展开的，都会调用parseParameter()方法。

  • GET请求报文中的参数位于URI中的查询字符串；
  • POST请求报文的参数则会存储在HashMap中，而且是一个比较特殊的HashMap(ParameterMap)，其中ParameterMap被设计成了一种相对安全的机制（只有在locked的布尔值为false时，才能对HashMap进行相应的修改）,被设计成这种机制是因为HashMap本身的线程安全问题。