一、前言
Servlet是Java这种编程语言为如何生成动态网页提供的解决办法。我在之前的一篇文章中分析过，所谓网页其实就是一堆HTML标记，由浏览器负责解析这些标记并展现成我们所看到的样子。这些HTML标记浏览器本身是没有的，它要跟服务器去要，因为只有服务器才有。
那么服务器上的HTML是怎么来的呢？两种方式，一种是静态的，也就是我们提前把HTML标记保存到一个文本文件中，然后以.html为后缀名。每次访问这个文件，得到的都是相同的HTML标记，除非修改了这个文件，这也就是称之为“静态”的原因。另外一种是所谓的动态，HTML标记并不是人工手写的，而由程序根据输入条件自动生成的，浏览器每次访问这个程序可能会获取到不同的HTML标记，这就是所谓的“动态”。
至于这个生成HTML标记的程序长啥样，浏览器其实并不关心，你只要给我一段完整的HTML标记就好了。目前有很多语言可以干这件事，除了Java还有PHP、Python、Ruby等等甚至C语言。因为说真的，不就是生成一对HTML格式的字符串吗，太简单了。
恩，是简单，所以我选择了java。其实Java很强大，可以做很多事，一个Servlet技术只是其中之一而已。Servlet技术由容器加Servlet接口两部分组成，我们平时开发用的其实只是一个接口，但是光有接口是无法完成生成HTML标签的伟业的，还需要容器的支持。我想，在Servlet技术刚刚诞生的时候，应该还没有这么细分。只是随着需求的变更，生成HTML标签这件事越来越复杂，需要分工和专业化，所以将原来的整体拆分成容器和接口两部分，容器提供底层支持，而接口则专注于具体业务。可以简单的理解为，容器是接口的实现，而接口则是Servlet暴露给我们的API，我们只需要关注如何利用这些API实现自己的业务逻辑就好了。不过既然说到了接口的实现，那必然不只是一种实现，我们熟悉的Tomcat只是其中之一，其他的还有Jetty、GlassFish、JBoss等等。
我写这一系列的文章，第一步是分析这些接口，然后再分析其中一种实现，也就是Tomcat。
二、Servlet API
说我们平时用的Servlet只是一个API是有证据的，首先就是我们用maven做一个工程时所引入的jar名称，如下图：
然后看一下jar包的内容架构：
东西还不少，看一下Servlet这个最重要的“类”：
哇，就是一个interface嘛！这个包里的大部分类其实都是接口。
Servlet给我们的API主要分为三大块：Servlet、Filter和Listener，这个可以从包内类名上得到印证。然后，主要到有一个叫http的子包，这个包的东西专门用来处理和http协议有关的事情。这意味着，Servlet一开始设计的时候，其实是更加可扩展的，不仅仅是为了http，还可以处理其他类型的协议。然而由于http协议在web中的统治地位，所以Servlet还是专门为http增加了一个子包。
三、Servlet
先看下这个接口中的方法：
public interface Servlet {
public void init(ServletConfig config) throws ServletException;
public ServletConfig getServletConfig();
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException;
public String getServletInfo();
public void destroy();
}
实现这个接口是业务开发要做的事情，他们要把所有的业务逻辑实现在这几个方法中。观察可以发现，接口中并没有main方法，那么实现类要怎么去执行呢？这就是容器的职责了。容器负责管理Servlet接口的实现类，在不同的阶段调用不同的方法。main方法在容器中。
讲Servlet的书或文章都会讲到生命周期，这个事情其实也是由容器控制的，容器只会调用一次init和destroy方法，但是每次请求到来都会反复调用service方法。所以在实现这个接口时，初始化工作放在init中，清理工作放在destroy中，而主要的业务逻辑放在service中。
另外两个方法是辅助用的，其中getServletInfo很少用到，它的任务是返回关于实现类的描述信息；另一个方法getServletConfig比较重要，它的任务是从配置文件中获取到servlet实现类的初始化参数。这意味着servlet的初始化参数并没有放在实现类本身内部，而是放到配置文件中。有没有觉得不对劲？难道我就是要在实现类中放几个private变量不行吗？当然可以，但是从getServletConfig这个方法的存在上就可以看出，其实servlet的发明者不建议这么做，尤其是这个参数跟业务紧密关联而时常需要改变时。实际上，容器只会为每个servlet的实现类创建一个对象，只用这一个对象来应付所有访问它的请求。当不止一个请求时，为了效率必然要开启多线程。也就是说，到时会有多个线程在访问这个对象的service方法，如果在service方法中修改了private变量，那必然会造成数据不一致的问题；而如果把private变量设成同步的，又会造成效率的下降。所以就把初始化参数放到配置文件中，但是servlet接口中并没有修改他们的方法；这就是说在程序运行过程中初始化参数是只读的，要改变参数值，只能在程序运行前修改配置文件。
然而，要做到这一点也可以通过把private变量设置成final的做到啊？但是要改变参数值时，是修改类代码方便还是修改配置文件方便呢？
然后来看一下第一个方法init，容器调用它时需要传入一个ServletConfig参数，这说明容器已经根据配置文件生成了一个ServletConfig对象。那么在init方法里面要做些什么？对应第二个方法getServletConfig，它要返回一个ServletConfig对象，这个对象从哪儿来呢？这个对象必然是容器调用init时传入的那个ServletConfig对象，所以代码应该是这样的：
public class MyServlet implements Servlet {
private ServletConfig servletConfig;
public init(ServletConfig servletConfig) throw ServletException {
this.servletConfig = servletConfig;
}
public ServletConfig getServletConfig() {
return this.servletConfig;
}
...
}
也就是说，实现类中还是要有一个private的ServletConfig变量，而且是必须的。幸好的是，这个变量跟业务无关，并且通常你只是用它来获取信息。而init的第一件任务必然初始化这个ServletConfig变量。
接着分析一下service方法，他有两个参数ServletRequest和ServletResponse，这两个参数显然也是容器传入的。当请求到来时，容器会将请求封装成一个ServletRequest对象，同时生成一个ServletResponse对象，都传递给servlet。后者从ServletRequest对象中获取必要信息，然后把处理结果写入到ServletResponse对象。需要注意的是，ServletRequest和ServletResponse都只是接口，它们的实现由容器完成。
四、ServletConfig接口
这个接口也是由容提负责具体实现，可以看出，凡是涉及底层支持的接口，都是容器负责实现；而涉及业务的就是自己实现，我觉得这个设计很棒。先看接口的架构：
public interface ServletConfig {
public String getServletName();
public ServletContext getServletContext();
public String getInitParameter(String name);
public Enumeration<String> getInitParameterNames();
}
只有四个方法，最重要的当然是后两个，用于获取配置文件中的参数。但是分析它们之前，先要知道配置文件到底是啥，在哪儿？这就要从servlet规范规定的Web应用目录结构说起。一个动态的Web应用包含servlet编译后的class文件，html静态文件，jsp文件，js脚本，各种配置文件和图像文件等其他多媒体资源文件。这些文件显然不能混杂的扔到一个目录中。不管使用Tomcat还是Jetty做容器，首先要有自己的工程目录存放上述文件。比如工程目录起名叫MyWeb，那么servlet规范规定了MyWeb下必须要有一个WEB-INF目录。WEB-INF目录下面要有两个子目录classes和lib，前者存放编译后的class文件，后者存放用到的jar包。WEB-INF下还要有一个最重要的配置文件，这就是我们熟悉的web.xml：
<web-app> <servlet> <servlet-name>CometServlet</servlet-name> <servlet-class>comet.CometServlet</servlet-class> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>CometServlet</servlet-name> <url-pattern>/test/comet</url-pattern> </servlet-mapping> </web-app>
最顶层的标签是web-app，它下面有很多子标签，但是现在我们先关注<servlet>和<servlet-mapping>，其他标签用到的时候再慢慢加进来。
我们看到<servlet>标签中有两个元素：<servlet-name>和<servlet-class>，后者是servlet实现类的全限定类名，容器会自动从WEB-INF/classes目录下去查找；而前者是我们给它起的名字——可以任意起名。getServletName方法一般也就是返回的这个名字。这个名字是为<servlet-mapping>服务的，这个标签的的主要作用将一个url映射到一个servlet上，当浏览器访问这个url时，容器就会调用这个servlet的service方法，将其产生的html标签返回给浏览器。
在此有必要提一下url：配置文件中的url显然不是一个完整的url，它是有前缀的，前缀包括三部分，IP，端口号，web应用名。其中IP和端口号之间用冒号分割，但是web应用名是可以为空的。当在浏览器中直接访问IP：端口号，比如localhost:8080时，浏览器实际访问的路径是localhost:8080/，也就是会默认加上一个斜线。这个斜线代表根目录，至于根目录到底指向哪个web应用，不同的容器有不同的方案，比如Tomcat会访问ROOT目录。为了区别根目录的默认值，我们最好还是给自己的web应用起一个有意义的名字。对于Tomcat而言，应用的名字是在server.xml文件中配置的，具体细节先参考这里，等我解读Tomcat源码时会仔细分析。
应用名后面一般不再有斜线，所以<url-pattern>标签的值往往以斜线开头，斜线后面的部分可以是一个正则表达式，比如/*代表任何路径，也就是所有访问这个web应用的请求都会由对应的servlet处理。当然也可以把值写的非常具体，那么对应的servlet就只负责这一个url的请求。但是这里有一点需要非常注意：具体url的优先级要高于泛用的url。比如servlet1对应的url是/*，而servlet2对应的url是/test，那么浏览器访问/test时，容器将优先调用servlet2。
好了，扯了半天都没有说到ServletConfig。servlet初始化参数是<servlet>标签内定义的，如下：
<servlet>
<servlet-name>CometServlet</servlet-name>
<servlet-class>comet.CometServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>color</param-name>
<param-value>red</param-value>
</init-param>
</servlet>
<param-name>标签定义参数名，<param-value>给出了参数值，它们两个要用<init-param>包围起来。当定义多个初始化参数时，就需要多个<init-param>标签。配置文件中定义的参数取出来都是String类型的，唯一的类型。而getInitParameterNames方法返回的Enumeration中，包含了所有的<init-param>。
容器是在什么时候读取配置文件中这些初始化参数呢？首先要明白的一点是，容器启动时不会马上把所有的Servlet都加载到内存中，而是等到有浏览器访问对应的url时才会去加载这个servlet，也就是new这个实现类的对象。读取初始化参数应该是在new完对象、调用init方法之前。
ServletConfig还有一个方法是getServletContext，它返回一个ServletContext对象，我们稍后会分析它。
本篇先写这么多吧。