Servlet规范

廖雪峰

资深软件开发工程师，业余马拉松选手。

在Java Web应用中，除了Tomcat服务器外，其实还有Jetty、GlassFish、Undertow等多种Web服务器。

一个Java Web App通常打包为.war文件，并且可以部署到Tomcat、Jetty等多种Web服务器上。为什么一个Java Web App基本上可以无修改地部署到多种Web服务器上呢？原因就在于Servlet规范。

Servlet规范是Java Servlet API的规范，用于定义Web服务器如何处理HTTP请求和响应。Servlet规范有一组接口，对于Web App来说，操作的是接口，而真正对应的实现类，则由各个Web Server实现，这样一来，Java Web App实际上编译的时候仅用到了Servlet规范定义的接口，只要每个Web服务器在实现Servlet接口时严格按照规范实现，就可以保证一个Web App可以正常运行在多种Web服务器上：

┌─────────────────┐

│ Web App │

└─────────────────┘

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│

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┌─────────────────┐

┌─┤Servlet Interface├─┐

│ └─────────────────┘ │

│ ▲ │

│ │ │

│ ▼ │

│ ┌─────────────────┐ │

│ │ Servlet │ │

│ │ Implementation │ │

│ └─────────────────┘ │

│ Server │

└─────────────────────┘

对于Web应用程序，Servlet规范是非常重要的。Servlet规范有好几个版本，每个版本都有一些新的功能。以下是一些常见版本的新功能：

Servlet 1.0：定义了Servlet组件，一个Servlet组件运行在Servlet容器（Container）中，通过与容器交互，就可以响应一个HTTP请求；

Servlet 2.0：定义了JSP组件，一个JSP页面可以被动态编译为Servlet组件；

Servlet 2.4：定义了Filter（过滤器）组件，可以实现过滤功能；

Servlet 2.5：支持注解，提供了ServletContextListener接口，增加了一些安全性相关的特性；

Servlet 3.0：支持异步处理的Servlet，支持注解配置Servlet和过滤器，增加了SessionCookieConfig接口；

Servlet 3.1：提供了WebSocket的支持，增加了对HTTP请求和响应的流式操作的支持，增加了对HTTP协议的新特性的支持；

Servlet 4.0：支持HTTP/2的新特性，提供了HTTP/2的Server Push等特性；

Servlet 5.0：主要是把javax.servlet包名改成了jakarta.servlet；

Servlet 6.0：继续增加一些新功能，并废除一部分功能。

目前最新的Servlet版本是6.0，我们开发Jerrymouse Server也是基于最新的Servlet 6.0。

Servlet处理流程

当Servlet容器接收到用户的HTTP请求后，由容器负责把请求转换为HttpServletRequest和HttpServletResponse对象，分别代表HTTP请求和响应，然后，经过若干个Filter组件后，到达最终的Servlet组件，由Servlet组件完成HTTP处理，将响应写入HttpServletResponse对象：

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│ ServletContext │

│ │

│HttpServletRequest ┌─────────┐ │

─┼───────────────────▶│ Filter │ │

│HttpServletResponse └─────────┘ │

│ │ │

│ ▼ │

│ ┌─────────┐ │

│ │ Filter │ │

│ └─────────┘ │

│ │ │

│ ┌─────────┐ ▼ │

│ │Listener │ ┌─────────┐ │

│ └─────────┘ │ Filter │ │

│ ┌─────────┐ └─────────┘ │

│ │Listener │ │ │

│ └─────────┘ ▼ │

│ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │

│ │Listener │ │ Servlet │ │

│ └─────────┘ └─────────┘ │

└────────────────────────────────┘

其中，ServletContext代表整个容器的信息，如果容器实现了ServletContext接口，也可以把ServletContext可以看作容器本身。ServletContext、HttpServletRequest和HttpServletResponse都是接口，具体实现由Web服务器完成。Filter、Servlet组件也是接口，但具体实现由Web App完成。此外，还有一种Listener接口，可以监听各种事件，但不直接参与处理HTTP请求，具体实现由Web App完成，何时调用则由容器决定。因此，针对Web App的三大组件：Servlet、Filter和Listener都是运行在容器中的组件，只有容器才能主动调用它们。（此处略去JSP组件，因为我们不打算支持JSP）

对于Jerrymouse服务器来说，开发服务器就必须实现Servlet容器本身，容器实现ServletContext接口，容器内部管理若干个Servlet、Filter和Listener组件。

对每个请求，需要创建HttpServletRequest和HttpServletResponse实例，查找并匹配合适的一组Filter和一个Servlet，让它们处理HTTP请求。

在处理过程中，会产生各种事件，容器负责将产生的事件发送到Listener组件处理。

以上就是我们编写Servlet容器按照Servlet规范所必须的全部功能。