引言

编写一个HTTP服务器，要先编写基于TCP协议的服务，然后在一个TCP连接中读取HTTP请求，发送HTTP响应即可。要编写一个完善的HTTP服务器，以HTTP/1.1为例，需要考虑的包括：

• 识别正确和错误的HTTP请求；
• 识别正确和错误的HTTP头；
• 复用TCP连接；
• 复用线程；
• IO异常处理；

这些基础工作需要耗费大量的时间，并且经过长期测试才能稳定运行。如果我们只需要输出一个简单的HTML页面，就不得不编写上千行底层代码，那就根本无法做到高效而可靠地开发。

Servlet

在JavaEE平台上，处理TCP连接，解析HTTP协议这些底层工作统统扔给现成的Web服务器去做，我们只需要把自己的应用程序跑在Web服务器上。为了实现这一目的，JavaEE提供了Servlet API，我们使用Servlet API编写自己的Servlet来处理HTTP请求，Web服务器实现Servlet API接口，实现底层功能：

                 ┌───────────┐
                 │My Servlet │
                 ├───────────┤
                 │Servlet API│
┌───────┐  HTTP  ├───────────┤
│Browser│<──────>│Web Server │
└───────┘        └───────────┘

简单来讲，一个Web App就是由一个或多个Servlet组成的，每个Servlet通过注解说明自己能处理的路径。一个Webapp完全可以有多个Servlet，分别映射不同的路径。例如：HelloServlet能处理/hello.do这个路径的请求。 

一个简单的Servlet： 

// WebServlet注解表示这是一个Servlet，并映射到地址 hello.do
@WebServlet(urlPatterns = "/hello.do")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        // 设置响应类型:
        resp.setContentType("text/html");
        // 获取输出流:
        PrintWriter pw = resp.getWriter();
        // 写入响应:
        pw.write("
Hello, world!
");
        // 最后使用flush强制输出:
        pw.flush();
    }
}

在浏览器输入http://localhost:8080/项目名称/hello.do，即可看到HelloServlet的输出：

 

一个Servlet总是继承自HttpServlet，然后覆写doGet()或doPost()方法。注意到doGet()方法传入了HttpServletRequest和HttpServletResponse两个对象，分别代表HTTP请求和响应。我们使用Servlet API时，并不直接与底层TCP交互，也不需要解析HTTP协议，因为HttpServletRequest和HttpServletResponse就已经封装好了请求和响应。以发送响应为例，我们只需要设置正确的响应类型，然后获取PrintWriter，写入响应即可。

要想运行Servlet，就要使用支持ServletAPI的Web容器（Web服务器）。常用的服务器有：

• Tomcat：由Apache开发的开源免费服务器；
• Jetty：由Eclipse开发的开源免费服务器；
• GlassFish：一个开源的全功能JavaEE服务器。

还有一些收费的商用服务器，如Oracle的WebLogic，IBM的WebSphere。

在Servlet容器中运行的Servlet具有如下特点：

• 无法在代码中直接通过new创建Servlet实例，必须由Servlet容器自动创建Servlet实例；
• Servlet容器只会给每个Servlet类创建唯一实例；
• Servlet容器会使用多线程执行doGet()或doPost()方法。 

Servlet生命周期

在通过一个URL路径发起对一个Servlet请求的过程中，其本质是在调用执行Servlet实例的doXXX()方法。该Servlet实例创建和使用的过程，被称为Servlet的生命周期。整个生命周期包括：实例化、初始化、服务、销毁。

实例化

根据Servlet请求的路径（例如：home.do），查找该Servlet的实例。如果实例不存在，则通过调用构造方法，完成Servlet实例的创建。

 
//WebServlet注解表示这是一个Servlet，并映射到地址 hello.do
@WebServlet(urlPatterns = "/hello.do")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
	//记录客户端(服务器)发起请求的次数
	int count ;
	//定义其无参构造方法
	public HelloServlet(){
		System.out.println("Servlect实例化开始，对象被创建！");
	}
 protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
         throws ServletException, IOException {
     System.out.println("收到客户端的请求："+(++count)+"次");
     PrintWriter pw = resp.getWriter();
     // 写入响应:
     pw.write("
Hello, world!
");
     pw.flush();
 }
}

 客户端(服务器)第一次发起请求时Tomcat没有找到Servlet实例，所以就调用构造方法，完成对Servlect的实例化，当再次客户端再次发起请求时，由于Servlet对象已经存在，故不再调用构造方法！

初始化

通过该Servlet的实例，调用init()方法，执行初始化的逻辑。

还是上面HelloServlet类中的代码，在此类中定义无参的构造方法并且重写init()方法，当有客户端发起请求，运行结果如下：

服务

通过该Servlet的实例，调用service()方法，如果子类没有重写该方法，则调用HttpServlet父类的service()方法，在父类的该方法中进行请求方式的判断，如果是GET请求，则调用doGet()方法；如果是POST请求，则调用doPost()方法；如果子类重写doXXX()方法，则调用子类重写后的doXXX()方法；如果子类没有重写doXXX()方法，则调用父类的doXXX()方法，在父类的方法实现中，返回一个405状态码的错误页面。

源代码：

 protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
        throws ServletException, IOException {
 
        String method = req.getMethod();
 
        if (method.equals(METHOD_GET)) {
            long lastModified = getLastModified(req);
            if (lastModified == -1) {
                // servlet doesn't support if-modified-since, no reason
                // to go through further expensive logic
                doGet(req, resp);
            } else {
                long ifModifiedSince;
                try {
                    ifModifiedSince = req.getDateHeader(HEADER_IFMODSINCE);
                } catch (IllegalArgumentException iae) {
                    // Invalid date header - proceed as if none was set
                    ifModifiedSince = -1;
                }
                if (ifModifiedSince < (lastModified / 1000 * 1000)) {
                    // If the servlet mod time is later, call doGet()
                    // Round down to the nearest second for a proper compare
                    // A ifModifiedSince of -1 will always be less
                    maybeSetLastModified(resp, lastModified);
                    doGet(req, resp);
                } else {
                    resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
                }
            }
 
        } else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {
            long lastModified = getLastModified(req);
            maybeSetLastModified(resp, lastModified);
            doHead(req, resp);
 
        } else if (method.equals(METHOD_POST)) {
            doPost(req, resp);
 
        } else if (method.equals(METHOD_PUT)) {
            doPut(req, resp);
 
        } else if (method.equals(METHOD_DELETE)) {
            doDelete(req, resp);
 
        } else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) {
            doOptions(req,resp);
 
        } else if (method.equals(METHOD_TRACE)) {
            doTrace(req,resp);
 
        } else {
            //
            // Note that this means NO servlet supports whatever
            // method was requested, anywhere on this server.
            //
 
            String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
            Object[] errArgs = new Object[1];
            errArgs[0] = method;
            errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
 
            resp.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_IMPLEMENTED, errMsg);
        }
    }
 

 如果我们在HelloServlet类中简单重写service()方法，那么当有客户端发起请求，服务器执行service()方法，就不会做出响应。

 运行结果：

销毁

服务器关闭或重启时，会调用Servlet实例的destroy()方法，会销毁所有的Servlet实例。

从一个客户端（浏览器）发起请求，到服务器做出响应的过程如图：