一、介紹
二、Servlet 接口
1、Servlet規範的核心接口即是Servlet接口，它是所有Servlet類必須實現的接口。
2、Java Servelt API中已經提供了兩個抽象類方便開發者實現Servlet類，分別是GenericServlet和HttpServlet。
- GenericServlet定義了一個通用的、協議無關的Servlet
- HttpServlet則定義了HTTP的Servlet
- 兩個抽象類可以使Servlet類複用很多共性功能
3、service方法：是處理客戶端請求的方法，客戶端發起的請求會被路由到對應的Servlet對象上。前面說到的
- HttpServlet類的service方法把對HTTP協議的GET、POST、PUT、DELETE、HEAD、OPTIONS、TRACE等請求轉發到各自的處理方法中，即doGet、doPost、doPut、doDelete、doHead、doOptions、doTrace等方法。HttpServlet提供了這些共性的處理邏輯，其他繼承它的類就不用再各自實現，只需要在對應的方法中做具體的處理邏輯即可。
- 例如我們做Web開發時常常會自己定義一個Servlet，並在doGet和doPost方法中做業務邏輯處理。
4、在Servlet容器中，每個Servlet類只能對應一個Servlet對象，所有請求都由同一個Servlet對象處理。
如果Servlet實現了SingleThreadModel接口則可能會在Web容器中存在多個Servlet對象。對於Web容器來說，實現了SingleThreadModel接口意味着一個Servlet對象對應着一個線程，所以此時Servlet的成員變量不存在線程安全問題。
5、Servlet的生命週期
graph LR
A(加載實例化)-->B(初始化)
B(初始化)-->C(處理客戶端請求)
C(處理客戶端請求)-->D(銷燬)
- 加載實例化主要由Web容器完成
- 其他三個階段則對應Servlet的init、service和destroy方法。
a) Servlet對象被創建後需要進行初始化操作，初始化工作可以放在以ServletConfig類型爲參數的ini方法中，ServletConfig爲web.xml配置文件中配置的對應的初始化參數，由Web容器完成web.xml配置讀取並封裝成ServletConfig對象。
b) Servlet初始化完成後，開始接受客戶端的請求，請求被封裝成ServletRequest類型的請求對象和ServletResponse類型的響應對象，通過service方法處理請求並響應客戶端。
c) 一個Servlet需要從Web容器中移除時，就會調用對應的destroy方法以釋放所有的資源，並且調用destroy方法之前要保證所有正在執行service方法的線程都完成執行。
三、ServletRequest接口
1、ServletRequest接口的實現類封裝了客戶端請求的所有信息。
如果使用HTTP協議通信則包括HTTP的請求行和請求頭部
HTTP對應的請求對象類型是HttpServletRequest類
2、ServletRequest接口的實現類中的信息
- 一些HTTP請求頭部的獲取方法，如getHeader、getHeaders和getHeaderNames。
- 一些獲取請求路徑的方法，如getContextPath、getServletPath和getPathInfo，對於路徑變量，其中requestURI=contextPath+servletPath+pathInfo，而getRealPath方法則是獲取某個相對路徑對應的文件系統路徑。
- 獲取Cookie的方法，如getCookies方法；提供了判斷標識是否爲HTTPS的方法，如isSecure方法。
- 獲取客戶端語言環境的方法，如getLocale和getLocales，它們對應HTTP的Accept-Language頭部。
- 獲取客戶端編碼的方法，如getCharacterEncoding，對應HTTP協議的Content-Type頭部
3、ServletRequest接口的對象只在Servlet的service方法或過濾器的doFilter方法作用域內有效。
- 啓用了異步處理以調用ServletRequest接口對象的startAsync方法，此時request對象會一直有效，直到調用AsyncContext的complete方法。
- Web容器通常會出於性能原因而不銷燬ServletRequest接口的對象，而是重複利用ServletRequest接口對象。
四、ServletContext接口
1、ServletContext接口定義了運行所有Servlet的Web應用的視圖
- Web應用的Servlet全局存儲空間，Web應用對應的所有Servlet共有的各種資源和功能的訪問。
- 獲取Web應用的部署描述配置文件的方法，如getInitParameter和getInitParameterNames。
- 添加Servlet到ServletContext裏面的方法，如addServlet。
- 添加Filter（過濾器）到ServletContext裏面的方法，如addFilter。
- 添加Listener（監聽器）到ServletContext裏面的方法，如addListener。
- 全局的屬性保存和獲取功能，如setAttribute、getAttribute、getAttributeNames和removeAttribute等。
- 訪問Web應用靜態內容的方法，如getResource和getResourceAsStream，以路徑作爲參數進行查詢，此參數要以“/”開頭，相對於Web應用上下文的根或相對於Web應用WEB-INF/lib目錄下jar包的META-INF/resources。
2、所有Servlet及它們使用的類需要由一個單獨的類加載器加載。
3、每個實現ServletContext接口的對象都需要一個臨時存儲目錄，Servlet容器必須爲每個ServletContext分配一個臨時目錄，並可在ServletContext接口中通過javax.servlet.context.tempdir屬性獲取該目錄。
五、ServletResponse接口
1、ServletResponse接口的對象封裝了服務器要返回客戶端的所有信息。
如果使用HTTP，則包含了HTTP的響應行、響應頭部和響應體。
2、爲了提高效率，一般ServletResponse接口對響應提供了輸出緩衝。
getBufferSize用於獲取緩衝區大小
setBufferSize用於設置緩衝區大小
flushBuffer強制刷新緩衝區
resetBuffer將清空緩衝區中的內容，但不清空請求頭部和狀態碼；
isCommitted判斷是否有任何響應字節已經返回給客戶端
reset清空緩衝區內容，同時清空頭部信息和狀態碼。
3、ServletResponse接口對應HTTP的實現對象爲HttpServletResponse，可以通過setHeader和addHeader方法向HttpServletResponse中添加頭部；可以通過sendRedirect將客戶端重定向到另外一個地址；可以通過sendError將錯誤信息輸出到客戶端。
4、ServletResponse接口關閉時，緩衝區中的內容必須立即刷新到客戶端，ServletResponse接口只在Servlet的service方法或過濾器的doFilter方法的作用域內有效，除非它關聯的ServletResponse接口調用了startAsync方法啓用異步處理，此時ServletResponse接口會一直有效，直到調用AsyncContext的complete方法。Web容器通常會出於性能原因而不銷燬ServletResponse接口對象，而是重複利用ServletResponse接口對象。
六、Filter接口
1、Filter接口允許Web容器對請求和響應做統一處理。
如:統一改變HTTP請求內容和響應內容，它可以作用於某個Servlet或一組Servlet。
2、Web應用部署完成後，必須實例化過濾器並調用其init方法。當請求進來時，獲取第一個過濾器並調用doFilter方法，接着傳入ServletRequest對象、ServletResponse對象及過濾器鏈（FilterChain）,doFilter方法負責過濾器鏈中下一個實體的doFilter方法調用。當容器要移除某過濾器時必須先調用過濾器的destroy方法。
3、可以用“@WebFilter”註解或部署描述文件定義過濾器，XML配置形式使用元素定義，包括、和子節點，並使用定義Web應用的Servlet和其他靜態資源通過過濾器。
七、會話
1、Servlet沒有提出協議無關的會話規定，而是每個通信協議自己規定。
- HTTP對應的會話接口是HttpSession
- Cookie是常用的會話跟蹤機制，其中Cookie的標準名字必須爲JSESSIONID。
- 另外一種會話跟蹤機制則是URL重寫，即在URL後面添加一個jsessionid參數，當支持Cookie和SSL會話的情況下，不應該使用URL重寫作爲會話跟蹤機制。會話ID通過調用HttpSession.getId()獲取，且能在創建後通過調用HttpServletRequest.changeSessionId()改變。
- HttpSession對象必須限定在ServletContext級別，會話裏面的屬性不能在不同ServletContext之間共享。
2、Servlet可將某對象以鍵值對形式保存到HttpSession中，處於同一個ServletContext和相同會話中的任意Servlet都可以使用會話中保存的對象。
如果某些對象想要在保存到會話或從會話中移除時得到通知，可以讓某個對象實現HttpSessionBindingListener接口，裏面的valueBound和valueUnbound分別會在對應時刻觸發。
3、Servlet容器默認會話的超時時間，可以通過HttpSession的getMaxInactiveInterval方法獲取和setMaxInactiveInterval方法設置。
4、分佈式環境中，會話的所有請求在同一時間必須僅被一個JVM處理，分佈式容器遷移會話時會通知實現了HttpSessionActivationListener接口的所有會話屬性。
八、註解
1、Web應用中，使用了註解的類只有被放到WEB-INF/classes目錄中或WEB-INF/lib目錄下的jar中，註解纔會被Web容器處理。web.xml配置文件的元素的metadata-complete默認爲false，這表示Web容器必須檢查類的註解和Web Fragment，否則忽略註解和Web Fragment。
2、@WebServlet註解
用於在Web項目中定義Servlet，它必須指定urlPatterns或value屬性，默認的name屬性爲完全限定類名，@WebServlet註解的類必須繼承javax.servlet.http.HttpServlet類。
3、@WebFilter註解
用於在Web項目定義Filter，它必須指定urlPatterns、servletNames或value屬性，默認的filterName屬性爲完全限定類名，使用@ WebFilter註解的類必須實現javax.servlet.Filter。
4、@WebInitParam註解
用於指定傳遞到Servlet或Filter的初始化參數，它是WebServlet和WebFilter註解的一個屬性。
5、@WebListener註解用於定義Web應用的各種監聽器 必須實現
javax.servlet.ServletContextListener
javax.servlet.ServletContextAttributeListener
javax.servlet.ServletRequestListener
javax.servlet.ServletRequestAttributeListener
javax.servlet.http.HttpSessionListener
javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
javax.servlet.http.HttpSessionIdListener；
九、可插拔性
1、爲了給Web開發人員提供更好的可插拔性和更少的配置，可以在一個庫類或框架jar包的META-INF目錄中指定Web Fragment，即web-fragment.xml配置文件，它可以看成Web的邏輯分區，web-fragment.xml與web.xml包含的元素基本上都相同。
2、部署期間，Web容器會掃描WEB-INF/lib目錄下jar包的META-INF/web-fragment.xml文件，並根據配置文件生成對應的組件。
3、一個Web應用可能會有一個web.xml和若干個web-fragment.xml文件，Web容器加載時會涉及順序問題。有兩種方式定義它們加載的順序：絕對順序，web.xml中的元素用於描述加載資源的順序；相對順序，web-fragment.xml中的元素用於描述web-fragment.xml之間的順序。
十、請求分發器
1、負責把請求轉發給另外一個Servlet處理，或在響應中包含另外一個Servlet的輸出，RequestDispatcher接口提供了此實現機制。
2、用戶可以通過ServletContext的getRequestDispatcher方法和getNamedDispatcher方法分別以路徑或Servlet名稱作爲參數獲取對應Servlet的RequestDispatcher。
3、請求分發器有include和forward兩個方法。
- include方法是將目標Servlet包含到當前的Servlet中，主控制權在當前Servlet上。
- forward方法是將當前Servlet的請求轉移到目標Servlet上，主控權在目標Servlet上，當前Servlet的執行終止。
十一、Web應用
1、Web應用和ServletContext接口對象是一對一的關係，ServletContext對象提供了一個Servlet和它的應用程序視圖。
2、Web應用可能包括Servlet、JSP、工具類、靜態文件、客戶端Java Applet等。Web應用結構包括WEB-INF/web.xml文件、WEB-INF/lib/目錄下存放的所有jar包、WEB-INF/classes/目錄中存放的所有類、META-INF目錄存放的項目的一些信息，以及其他根據具體目錄存放的資源。
3、一般WEB-INF目錄下的文件都不能由容器直接提供給客戶端訪問，但WEB-INF目錄中的內容可以通過Servlet代碼調用ServletContext的getResource和getResourceAsStream方法來訪問，並可使用RequestDispatcher調用公開這些內容。
4、Web容器用於加載WAR文件中Servlet的類加載器必須提供getResource方法，以加載WAR文件的JAR包中包含的任何資源。
- 容器不允許Web應用程序覆蓋或訪問容器的實現類。
- 一個類加載器的實現必須保證部署到容器的每個Web應用，在調用Thread.currentThread.getContextClassLoader()時返回一個規定的ClassLoader實例。
- 部署的每個Web應用程序的ClassLoader實例必須是一個單獨的實例。
5、服務器應該能在不重啓Web容器的情況下更新一個Web應用程序，而更新Web應用程序時Web容器應該提供可靠的方法保存這些Web應用的會話。
如果調用response的sendError方法或如果Servlet產生一個異常或把錯誤傳播給容器，容器要按照Web應用部署描述文件中定義的錯誤頁面列表，根據狀態碼或異常試圖返回一個匹配的錯誤頁面。如果Web應用部署描述文件的error-page元素沒有包含exception-type或error-code子元素，則錯誤頁面使用默認的錯誤頁面。
6、Web應用的部署描述符中可以配置歡迎文件列表。當一個Web的請求URI沒有映射到一個Web資源時，可以從歡迎文件列表中按順序匹配適合的資源返回給客戶端，
如歡迎頁爲index.html，則http://localhost:8080/webapp請求實際變爲http://localhost:8080/webapp/index.html。如果找不到對應的歡迎頁，則返回404響應。
7、當一個Web應用程序部署到容器中時，在Web應用程序開始處理客戶端請求之前，先執行以下步驟
- 實例化部署描述文件中元素標識的每個事件監聽器的一個實例。
- 已實例化且實現了ServletContextListener接口的監聽器實例，調用contextInitialized()方法。
- 實例化部署描述文件中元素標識的每個過濾器的一個實例，並調用每個過濾器實例的init()方法。
- 根據load-on-startup 元素值定義的順序，包含元素的元素爲每個Servlet實例化一個實例，並調用每個Servlet實例的init()方法。
十二、Servlet映射
1、對於請求的URL, Web容器根據最長的上下文路徑匹配請求URL，匹配Servlet。
2、Servlet的路徑是從整個請求URL中減去上下文和路徑參數。
3、匹配規則
- Web容器嘗試匹配一個精確的Servlet路徑，如果匹配成功，則選擇該Servlet。
- Web容器遞歸嘗試匹配最長的路徑前綴
- 如果URL最後包含擴展名
4、如．jsp, Web容器將試圖匹配一個專門用於處理此擴展名的Servlet。如果前三個規則都不匹配，則匹配一個默認的Servlet
十三、部署描述文件
所有Servlet容器的Web應用程序部署描述文件需要支持以下類型的配置和部署信息
Session配置
Servlet聲明
Servlet映射
應用程序生命週期監聽器類
過濾器定義和過濾器映射
MIME類型映射
歡迎文件列表
錯誤頁面
語言環境和編碼映射
安全配置（包括login-config、security-constraint、security-constraint、security-role-ref和run-as）