Servlet 与 Tomcat

Jakarta Servlet API 定义服务器端请求和响应模型。Apache Tomcat 实现该 API，并提供 Catalina servlet 容器、HTTP 和 AJP 连接器、会话管理、部署和运维工具。 Tomcat 11 实现 Jakarta Servlet 6.1 并需要 Java 17；导入 javax.servlet.* 的旧应用需要迁移到 jakarta.servlet.* 命名空间，或使用较旧的兼容容器。

Web 应用布局 #

可部署的 Web 应用可以是展开目录或 WAR 归档：

text

orders.war
|-- index.html
`-- WEB-INF
    |-- web.xml
    |-- classes/com/example/OrdersServlet.class
    `-- lib/orders-domain.jar

WEB-INF/ 下的资源不能由客户端直接寻址。WEB-INF/classes/ 包含应用类和资源， WEB-INF/lib/ 包含依赖 JAR。WEB-INF/web.xml 是部署描述符。 Servlet 3.0 及更高版本还支持基于注解的注册，以及通过 ServletContainerInitializer 进行程序化注册，因此除非部署需要描述符元数据或排序，否则可以省略 web.xml。

映射和请求分派 #

Servlet 映射根据 URL 模式选择 servlet。精确映射优先于最长路径映射，随后是扩展名映射和默认 / 映射。过滤器可以在目标之前或之后包装请求和响应，监听器则观察上下文、会话和请求生命周期事件。

分派具有不同的 DispatcherType 值：

REQUEST 表示原始容器分派。
FORWARD 在不经过客户端往返的情况下转移处理。
INCLUDE 插入另一个资源的输出。
ERROR 调用配置的错误处理。
ASYNC 继续处理异步请求。

java

request.getRequestDispatcher("/WEB-INF/views/order.jsp")
       .forward(request, response);

重定向则发送 3xx 响应，之后客户端开始新请求。在正常分派期间，连接器解析请求， Catalina 选择虚拟主机和 Web 上下文，过滤器链运行，一个 servlet 实例处理调用。容器会并发调用 servlet，因此可变实例字段需要同步，或者最好完全消除。

会话通过 Cookie 或 URL 重写标识。并发请求可能访问会话属性，不能将它们视为线程私有。异步处理会释放请求线程，但应用必须完成 AsyncContext，并保留所需的安全或日志上下文。

Tomcat 的容器模型 #

org.apache.catalina.startup.Bootstrap 启动独立安装。 catalina.home 指向共享的 Tomcat 二进制文件，而 catalina.base 指向实例的配置、日志、临时文件、工作目录和已部署应用。因此多个实例可以共享一个安装。

Catalina 组合以下元素：

Server 拥有 Tomcat 实例。
Service 将一个或多个 Connector 与一个 Engine 关联。
Engine 将请求路由到 Host。
Host 包含一个或多个 Web 应用 Context。
Wrapper 表示单个 servlet。

连接器负责协议处理和工作线程。阻塞式 servlet 工作会占用这些线程，因此连接器限制、下游超时和应用执行器限制必须形成一个统一的容量计划。

类加载器和关闭 #

Tomcat 分离引导、系统、公共和每个 Web 应用的类加载器。 Web 应用可以看到自己的 WEB-INF/classes 和 WEB-INF/lib，但看不到其他应用的类。 Tomcat 的 Web 加载器对应用类使用本地优先查找，但对 Java、Jakarta Servlet 和容器实现 API 必须委派。WEB-INF/lib 中重复的 API JAR 不会覆盖容器 API，并可能导致链接失败。

为实现优雅关闭，停止接受新流量，在截止时间内允许进行中的工作完成，然后停止 Server。 Servlet 上下文监听器和受管资源会收到关闭回调，但应用创建的执行器和线程仍需要显式终止。会话持久化取决于配置的管理器，不得假设重启后仍然存在。