测试开发进阶——常用中间件概念——web容器

Web容器

 

Web技术的发展史

 

早期的Web应用主要用于浏览新闻等静态页面，HTTP服务器（比如Apache、Nginx）向浏览器返回静态HTML，浏览器负责解析HTML，将结果呈现给用户。

 

随着互联网的发展，我们已经不满足于仅仅浏览静态页面，还希望通过一些交互操作，来获取动态结果，因此也就需要一些扩展机制能够让HTTP服务器调用服务端程序。

 

于是Sun公司推出了Servlet技术。

 

你可以把Servlet简单理解为运行在服务端的Java小程序，但是Servlet没有main方法，不能独立运行，因此必须把它部署到Servlet容器中，由容器来实例化并调用Servlet。

 

而Tomcat和Jetty就是一个Servlet容器。为了方便使用，它们也具有HTTP服务器的功能，因此Tomcat或者Jetty就是一个“HTTP服务器 + Servlet容器”，我们也叫它们Web容器。

 

其他应用服务器比如JBoss和WebLogic，它们不仅仅有Servlet容器的功能，也包含EJB容器，是完整的Java EE应用服务器。

 

从这个角度看，Tomcat和Jetty算是一个轻量级的应用服务器。

 

在微服务架构日渐流行的今天，开发人员更喜欢稳定的、轻量级的应用服务器，并且应用程序用内嵌的方式来运行Servlet容器也逐渐流行起来。

 

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我们讲到servlet可以理解服务器端处理数据的java小程序，那么谁来负责管理servlet呢？这时候我们就要用到web容器。它帮助我们管理着servlet等，使我们只需要将重心专注于业务逻辑。

什么是web容器？

servlet没有main方法，那我们如何启动一个servlet，如何结束一个servlet，如何寻找一个servlet等等，都受控于另一个java应用，这个应用我们就称之为web容器。

 

我们最常见的tomcat就是这样一个容器。

 

如果web服务器应用得到一个指向某个servlet的请求，此时服务器不是把servlet交给servlet本身，而是交给部署该servlet的容器。

 

要有容器向servlet提供http请求和响应，而且要由容器调用servlet的方法，如doPost或者doGet。

 

web容器的作用

 

servlet需要由web容器来管理，那么采取这种机制有什么好处呢？

 

• 通信支持
  利用容器提供的方法，你可以简单的实现servlet与web服务器的对话。否则你就要自己建立server搜创可贴，监听端口，创建新的流等等一系列复杂的操作。而容器的存在就帮我们封装这一系列复杂的操作。使我们能够专注于servlet中的业务逻辑的实现。

• 生命周期管理
  容器负责servlet的整个生命周期。如何加载类，实例化和初始化servlet，调用servlet方法，并使servlet实例能够被垃圾回收。有了容器，我们就不用花精力去考虑这些资源管理垃圾回收之类的事情。

• 多线程支持
  容器会自动为接收的每个servlet请求创建一个新的java线程，servlet运行完之后，容器会自动结束这个线程。

• 声明式实现安全
  利用容器，可以使用xml部署描述文件来配置安全性，而不必将其硬编码到servlet中。

• jsp支持
  容器将jsp翻译成java！

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Web容器与Spring、Web应用等的关系

 

Servlet技术是Web开发的原点，几乎所有的Java Web框架（比如Spring）都是基于Servlet的封装，

 

Spring应用本身就是一个Servlet，而Tomcat和Jetty这样的Web容器，负责加载和运行Servlet。你可以通过下面这张图来理解Tomcat和Jetty在Web开发中的位置。

 

 

 

 

 

Web容器处理流程

 

1.client点击一个URL，其URL指向一个servlet

 

 

 

 

 

 

2.容器识别出这个请求索要的是一个servlet，所以创建两个对象：httpservletrequest、httpservletresponse

 

 

 

3.容器根据请求中的URL找到对应的servlet，为这个请求创建或分配一个线程，并把两个对象request和response传递到servlet线程中

 

 

 

4.容器调用servlet的service（）方法。根据请求的不同类型，service（）方法会调用doGet（）或者doPost（）方法

 

 

 

 

5.doGet（）方法生成动态页面，然后把这个页面填入到response对象中

 

 

 

 

 

6.线程结束，容器把response对象转换成http响应，传回client，并销毁response和request对象

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Web容器涉及的知识点

 

Tomcat和Jetty作为工业级的中间件，它们的设计非常优秀，比如面向接口编程、组件化、骨架抽象类、一键式启停、对象池技术以及各种设计模式，比如模板方法、观察者模式、责任链模式等。

 

 

 

 

Web容器如何学习？

 

 

操作系统基础

Java语言其实是对操作系统API的封装，上层应用包括Web容器都是通过操作系统来工作的，因此掌握相关的操作系统原理是我们深刻理解Web容器的基础。

对于Web容器来说，操作系统方面你应该掌握它的工作原理，比如什么是进程、什么是内核、什么是内核空间和用户空间、进程间通信的方式、进程和线程的区别、线程同步的方式、什么是虚拟内存、内存分配的过程、什么是I/O、什么是I/O模型、阻塞与非阻塞的区别、同步与异步的区别、网络通信的原理、OSI七层网络模型以及TCP/IP、UDP和HTTP协议。

《UNIX环境高级编程》。

 

 

 

Java语言基础

Java的基础知识包括Java基本语法、面向对象设计的概念（封装、继承、多态、接口、抽象类等）、Java集合的使用、Java I/O体系、异常处理、基本的多线程并发编程（包括线程同步、原子类、线程池、并发容器的使用和原理）、Java网络编程（I/O模型BIO、NIO、AIO的原理和相应的Java API）、Java注解以及Java反射的原理等。

此外你还需要了解一些JVM的基本知识，比如JVM的类加载机制、JVM内存模型、JVM内存空间分布、JVM内存和本地内存的区别以及JVM GC的原理等。

《Java核心技术》、《Java编程思想》、《Java并发编程实战》和《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践》等。

 

 

 

 

Java Web开发基础

具备了一定的操作系统和Java基础，接下来就可以开始学习Java Web开发，你可以开始学习一些通用的设计原则和设计模式。这个阶段的核心任务就是了解Web的工作原理，同时提高你的设计能力，注重代码的质量。我的建议是可以从学习Servlet和Servlet容器开始。

 

Web框架的本质是，开发者在使用某种语言编写Web应用时，总结出的一些经验和设计思路。很多Web框架都是从实际的Web项目抽取出来的，其目的是用于简化Web应用程序开发。

 

以Spring框架为例，给你讲讲Web框架是怎么产生的。Web应用程序的开发主要是完成两方面的工作。

•设计并实现类，包括定义类与类之间的关系，以及实现类的方法，方法对数据的操作就是具体的业务逻辑。

•类设计好之后，需要创建这些类的实例并根据类与类的关系把它们组装在一起，这样类的实例才能一起协作完成业务功能。

Spring框架就是对Servlet的封装，Spring应用本身就是一个Servlet，而Servlet容器是管理和运行Servlet的，因此我们需要先理解Servlet和Servlet容器是怎样工作的，才能更好地理解Spring。