1. Web基础知识

🆒🆒上个CSDN我们讲的是JavaEE的这个渊源，实际上讲了两个小时的历史课，给大家梳理了一下，这二三十年来，JavaEE的规范，和Spring的规范如何是相生相克的。

我们在整个课程设计中间或这门课中间，会用到一些什么样的相关知识，有一部分的知识可能很简单，大家就当听听过去了，有一部分知识可能大家没有接触到，可能听不懂也没关系，知道我们会用到它，然后知道它用的目的是，为了什么之后的话，大家在课后或者用到它的时候，再去深入的去了解这些相关的预备知识。

🆒🆒引出HTTP
我们首先从最简单最基础的开始讲起啊，我们知道JavaEE的规范主要是用来做后台服务器系统的，后台的服务器系统基本上都是现在是HTTP协议的一统天下，基本上我们不会再用其它的协议去实现我们的后台的服务器系统。

🆒🆒引出统一资源定位符URL
在HTTP的这样的一个协议上头，它就是它依赖的是，我们的统一资源定位符（Uniform Resource Locator），大家都很熟悉了它其实是由这么几个部分构成。

🆒🆒资源定位符URL的构成

1. 协议，我们主要用的是HTTP的协议，所以这个部分是HTTP或者HTTPS；
2. 服务器的域名，那域名实际上对应的是IP，我们会用域名服务域名去查那个IP，所以IP是什么其实是没有关系的，这里看到的是一个DNS的域名，我们在用的时候其实我们，往往不会用DNS的域名，而是用我们自己的一个名字，DNS域名是到DNS服务器上去查，我们自己的名字其实就是到我们的服务器上，去查那个名字所对应的IP，所以后面会看到我们的程序，其实可以任意装在任何一个地方，只要我们给它提供了查名服务，用名字去查到这个IP，这个问题就能够解决，这是第二个部分。

DNS（Domain Name System）域名系统是互联网的一项基础设施技术。它的主要功能是将易于记忆的域名（例如www.example.com）转换为IP地址（例如192.0.2.1），以便在网络上定位和识别计算机服务和设备。DNS域名系统可以看作是互联网的电话簿，它通过将域名映射到相应的IP地址来帮助用户定位所需的网络资源。

在实际应用中，当您在浏览器中键入网址时，浏览器首先会向DNS服务器发送查询请求，以获取相应域名所对应的IP地址，然后才能建立连接并加载所需的网页内容。这个过程使得用户无需记住复杂的数字地址，而是能够使用更易于记忆的域名来访问网站。

3. 端口号，因为在同一台服务器上可以装多个应用，所以每个应用需要自己的一个端口号，你才会知道说你访问这个服务器的时候，是访问的是这个应用，而不是其它的应用，这是端口号。
4. 后面的东西是路径，路径通常是用来在一个应用里头去标识，说这个部分是什么样的东西，这个路径其实它并不代表说在这台服务器上的，某个文件的目录，它就是用来去标识去区分，在我们的应用之间去区分说，这是应用的这半部分，还是这是应用的另外一个部分，比如说我们以后在用到路径的时候，通常是用来区分什么，区分模块，我们会有若干个模块，那就会用路径去区分这个模块，这是路径。
5. 最后则是资源，就是我们真正提供的东西，这个不是一个文件，往往可能是我们在服务器上头的一段代码。

现在我们拿到应该网址，我们可以清楚的看到以下部分是什么！

我们会描述了，我们用什么样的协议，访问哪台服务器的哪个端口，在这台服务器的端口的应用里头，我们要访问哪一部分，以及这一部分的什么东西，构成了这样的一个URL。

🆒应该大家都熟悉，在web的服务中间访问的过程这样子，我们前端不一定是人，也可能是另外一台服务器，它通过一个URL的地址，发送到一台服务器上，它中间会有比较复杂的查名过程，所以它查到这个服务器的IP，然后把这个请求发到服务器上，然后服务器就根据端口，根据路径，然后根据资源就是后面的三个部分，去找到对应的东西，去执行它，得到一个结果，这个结果再返回给前端，然后前端去用这个结果，我们在图上看到是HTML，我们现在在这个过程里面，很多的时候是一段数据，就是发一个请求，向服务器去执行一个什么样的东西，然后服务器通过这个端口，知道是什么样的应用，通过后面的路径知道是应用的哪一块部分，通过资源知道说我在这块部分要执行什么，然后执行它得到一个结果，把这个结果再返回给前端，这就是这样的一个访问过程，我想这个应该大家都很熟悉。

🆒其中HTTP协议或者HTTPS协议，是这个里头最基本的部分，最上面一层应用层的协议，对吧，所以它这种协议是要基于底层的TCP/IP来实现的，所以它是一层一层的啊，网络的7层协议。

🆒我们这里讨论的，就是它这个http协议的特点在于说——它是一对的，一问一答，发出一个请求，我们称之为HTTP的Request，然后它返回一个HTTP的Response，不问不答，如果我不发HTTP Request，它不会回来一个HTTP Response，而且我不会记录之前问过什么，所以它的每一个相关的内容，都应该是基于它的HTTP的Request，去返回HTTP的Response。

🆒🆒🆒HTTP之后我们会引出Request Response

当然我们在应用中间，我们会发现HTTP的协议的这个特性，其实挺挺恼火的，因为我们确实是需要知道它之前干了什么，但是HTTP协议本身来说，它只提供一问一答的这样一个机制，所以我们要靠其它的部分来完成这个东西。

🆒🆒HTTPS是在这个协议上做了加密， HTTP协议是明文的，所以我们如果说，想要对我们在网络上头传输的内容，无论是Request的内容，还是Response内容，进行加密的话，进行保密处理的话，都应该使用HTTPS的协议。

原来Google警告这么来的！

所以大家现在可以看到，基本上所有的应用都是用的，HTTPS不是HTTP，甚至极端情况下的比如像谷歌的浏览器，你用HTTP它要警告，你说这个服务器用的是HTTP是不安全的，你确定要不要用，你用才能继续访问它。

🆒虽然我们在课上一直是，用HTTP的协议来举例子，但真实在用的时候其实是用HTTPS，但是无论是HTTP还是HTTPS，对于我们的程序来说其实没差别的，它是一个网络传输层的问题，它是用了加密还是没有用加密的传输对于我们程序来说，我们其实是不关心，它是用HTTP还是HTTPS的。

🆒只是在配置上如果说，要用HTTPS的话，在Web服务器的配置上，是要做些很特别的配置，不管是HTTP还是HTTPS的协议，它都是HTTP的Request和Response的过程，所有的协议都是分为包头和正文的部分，就是Head和Body的部分，Head是控制信息。

我们为什么要把这个协议的，控制信息拿出来讲——因为我们有很多重要的数据，都在控制信息里头

🆒控制信息其实我们在写程序的时候，我们也会人为的在Head里头 ，在头里头插入我们所需要的控制信息，我们在服务和服务之间调用的时候，我们也会在转发 HTTP协议时候，加入我们所需要的头的信息。

所以每年在做课程设计的时候，同学们在做微服务体系结构的时候，会犯错的一个主要的地方，就是这个协议的头没控制好，调进来的时候是ok的，然后再去调别人就不ok了，出现这种情况你首先就，应该怀疑说这个头有问题，你要看看它进来的头ok的头是什么，你再去调别的时候你应该保持一样的头，才能保证整个的调用是连贯的，所以头的格式大家应该都很清楚，它描述了请求的方法。

HTTP Request 部分

Head的大致论述
🆒我们后面讲HTTP有若干种请求的方法，也是跟我们的设计有关，因为我们后面会讲RestFul的API，其实它就利用 HTTP的请求的方法，去做 API的设计，然后是URL，然后是它的协议的版本号，然后是它的主机然后后面它的控制字符，我们在里头会要用到其中的一些控制字符，或者要去加一些控制字符，就是它的变量它的头里头所放的这些字段名和值，这是我们要用到的东西。

Body的大致论述
🆒Body里头放的就是内容，在Body里头通常放的，就是一个JSON的字串，一个JSON的内容放在里面，对于这个请求的方法，就是HTTP的Request方法，这个也应该知道，我们一共有OPTIONS GET，POST PUT DELETE，CONNECT和TRACE这些方法。

🆒我们其中会用到的部分来说，主要是前面的5个，就是OPTIONS GET POST PUT ，DELETE这五种方法，这5种方法在RestFul API中间，它是有特别的定义的，就是我们会利用HTTP的请求，针对同一个URL的，不同的请求的方式，去做不同的语义，然后去设计说，这是用来去实现什么样特定的功能。

HTTP Response部分

🆒Response部分，跟Request的部分一样，仍然分为包头和正文。

🆒包头依然是控制信息，所以我们在Response的包头部分，也会要插入一些，我们所要的东西。

🆒而Body的部分主要是JSON的数据，我们会以JSON的格式，把数据放到正文里头，放到Body的部分，这是HTTP的协议。

最后是它的状态码，状态码是在HTTP的，Response里头的字段，大家应该知道在头里头，它应该会返回它的状态码是什么。

🆒🆒这个状态码表示了什么？
表示了服务器端向客户端返回，说服务器端的你发的请求它的结果是什么。

🆒🆒成功
我们最常见到的结果是200和201，200和210都是ok，说明服务器一切正常，你无论是一个请求，还是一个POST的请求， GET请求都是200，POST的请求的返回的ok是201，这是它的规范所决定的。

🆒🆒400系列小解读
其它的这些值就代表特别的含义，比如说我们说400开头的这些东西，通常是你发过来的东西有问题，比如说你发过来的 Request，它的正文的值我解释不出来，不符合我的格式，所以就会以400的方式：

• 你发过来的请求要访问的这个程序，是需要登录的，但是你没有登录就会返回401
• 你如果登录了你来访问它这个部分，如果你没有权限，它就会返回403；
• 如果你要请求的 URL根本就是错的，在我这里头就不知道这是个什么东西，我就会给你返回404

所以400系列的状态，基本上是跟你的请求有关的，就是你请求有问题，说到底你请求有问题，就会返回400类的错误码，这些错误都是会用程序去完成的，比如说我们在解析它的一个Request的时候，发现它对不到我们的一个参数上，那就会返回400。

🆒🆒500系列小解读
500开头的错误，通常就是我们服务器本身有问题。

• 比如说你的服务器崩掉了，你就会返回500。
• 比如说你的服务器阻塞了，就是我服务器没崩，但是我服务器已经响应不过来了，就会返回503。

所以400的系列的错误，是表示说Request本身有问题，500的错误是表示说Request，没问题，但是我服务器有问题，Response返回里头，值是没有意义的，就会返回500的错误，这是我们主要的状态码

🆒对于所有的状态码都是有定义的，就是我们除了这里所看到的，400和500的状态码以外，我们在这个基础上头，针对比如说200 201的状态码上头，我们还有新的错误码去定义，表示说更新的含义，但是状态码我们还是符合，HTTP协议所规定的状态码，在它这个语义上头去扩充，我们需要返回的更多的值，这是这个状态码。

2. Servlet

简单来个小导读：
💻这个部分我们要讲的就是，关于Servlet，它是一个有着悠久历史，JavaEE的第一版的规范Servlet就出现了，然后到JavaEE的最后一版规范，它还在它！

💻为什么会这么长的时间，存在于JavaEE的规范中间，Spring中也有这个规范？

因为它是我们目前一个，非常重要的技术规范，也是重要基础的规范。在Spring的框架中间的，Servlet Stack的所有的技术，都是基于Servlet规范来实现的。

我们略微讲一下Servlet规范的定义是什么，以及它的实现机制是什么？

虽然我们今天已经很少有机会，去直接来写这部分的Servlet的代码，但是因为它是我们整个Servlet Stack的，一个最基础的东西，所以我们还是有必要去，了解它的实现的机理，这样的话会方便我们去理解，后面的东西是怎样，在这个机制上头去实现的，以及我们如何去调优我们的服务器，特别是Servlet Stack的这个调优，其实跟Servlet的机制是有密切的关系的。

💻Servlet这样的一个机制，我们在JavaEE的规范中间其实有提到，它是用来去做服务器的表现层的，最开始是出于这样的一个目的，它接收的是HTTP的Request。

• 根据这个HTTP的Request，它把服务器端分成了容器和组件两个部分。
• 容器叫做Servlet容器，用规范去定义了这个容器该做什么。
• 组件叫做Servlet，规范去定义了Servlet要做什么。

• 当一个HTTP的Request过来的时候，它是发到容器；
• 容器则会根据这个HTTP的，Request去运行Servlet，执行一些逻辑；
• 这个逻辑就是用Java代码写的你爱做什么做什么，比如说我们这里看到的是访问数据库，然后得到数据，产生你的HTTP Response，里头要放的那些数据，给它送回来这样的一个机制。

💻💻我们要稍微深入讨论的是内部发生了什么？
这就是JavaEE的Servlet的规范里头所定义的东西

💻JavaEE的Servlet的规范里头定义了一系列的接口和一系列的类，我们这个里头这张图上头，只有第一个接口，是有写了包名的

💻其它的没写，不是说它没有包名，它的包名跟第一个都是一样的，全在javax.servlet的包里头，这个就是JavaEE的Servlet的规范，定义了一系列的接口和基类。

💻💻这一个接口里头定义了什么？
你要去实现一个Servlet，你首先要去实现一个叫做javax.servlet.Servlet的接口，这个接口里头有很多的方法，其实它最重要的一个方法，就是service方法，service方法有两个参数，一个是ServletRequest，一个是ServletResponse，就这张图上的这个东西，我要实现一个这样的对象，这个对象必须实现Servlet的接口，这个接口里头有service的方法，这个方法接收过来的是，HTTP的Request，返回的是HTTP的response，送过来的Request，返回去的response，作为接口的两个参数。

但它在这个接口上没有写HTTP两个字，原因是它在设定规范的时候，它想Servlet其实还可以在其它的网络协议上去实现，但事实30年过去了，Servlet也没有在其它的网络协议上去实现，但是它是想这么来做的。

💻这左右两个接口又有子接口，这个子接口才是HTTP协议的，HttpServletRequest，和HttpServletResponse，这就具体到我们真正的HTTP协议上了。

💻对于Servlet的接口来说，它有实现了基类，但是基类做了两层。

💻一个是GenericServlet，一个是HttpServlet，大家知道，这个HttpServlet就是用来去实现HTTP协议的Servlet，在这个基类中间大家可以看到，它实现了一系列的do的方法，这些do的方法全是两个参数，分别是HttpServletRequest，和HttpServletResponse，全是这两个参数，这两个参数是这个（ServletRequest和ServletResponse）的子类。

💻这张图就画的是我刚才所说的这样的一个事情，对于Servlet容器来说，它接到HTTP的Request以后，它把Request变成Request对象，然后创建了一个response的对象。

💻然后把Request对象和Response对象，（Servlet是一个对象，实例化成一个对象）通过一个线程去调Servlet的service的方法， service的方法会根据请求的类型，去调doGet还是doPost，doPut还是doDelete，然后把传过来的 HTTP的Request对象和HTTP的response对象传给它，里头你自己去写代码，就这样的一个过程。

💻💻JavaEE规范的特征——就是它针对我们在JavaEE规范中间所定义的接口和基类。

你去继承或者实现这些接口和基类，在它的规范下去写代码，你就是符合它的规范的！！
符合它的规范有什么样的好处，Servlet它的容器是可以替换的，我们目前常见的Servlet的容器有两种，Tomcat、Jetty。

Tomcat是大家最熟悉的，我们一般在写程序的时候，可能优选就用Tomcat，用Tomcat以后，你会发现说有时候它特别慢，然后你就想说我能不能换一个容器，它的速度会更快一点，Jetty就是一个比Tomcat更加高效的容器，但是它用的比较少。

我们有一段演示的代码，如何在JavaEE规范上去写一个Servlet，当然这个代码的主要的作用，只是说给大家演示一下代码怎么写，然后大家去理解，Servlet的这样一个机制，我们今天基本上是不会去手写Servlet代码了，但是我觉得还是有必要，大家看一下那个代码怎么写的，在这里我们之所以给大家来讲，这个Servlet的代码，目的并不让大家去学习，如何基于JavaEE的Servlet的规范，来写代码，因为这个部分的技术其实已经过时了，今天我们是不会再来写Servlet代码的，主要的目的就是让大家去了解，Servlet的原理，因为它到今天依然是我们Servlet Stack的一个最基础的部分，这个代码非常的简单。

💻我们一共写了三个，Servlet第一个Servlet，是WelcomeServlet

package cn.edu.xmu.javaee.servlet;

import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

public class WelcomeGetServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        String firstName = req.getParameter("firstname");
        firstName = new String(firstName.getBytes("ISO-8859-1"),"UTF-8");

        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("");
        out.println("");
        out.println("");

        out.println("");
        out.println("");
        out.println("");

        out.println("");
        out.println("
欢迎使用Servlet

");
        out.println("提交的姓名是："+firstName);
        out.println("");

        out.println("");
        out.close();
    }
}
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💻我们可以看到就像我们前面在课上所说的，一个Servlet的代码，是需要实现一个特定的基类的，所以我们可以看到我们的，WelcomeServlet类，extends了HTTPServlet，就是我们前面所说的，实现了HTTP协议的Servlet基类。

💻在WelcomeServlet的，代码中间其实非常的简单，里头只写了一个方法，就是我们重写了它的doGet的方法，这意味着说我们会去响应它的get的请求。doGet的方法里头两个参数，大家可以看到HttpServletRequest，HttpServletResponse。

💻既没有从HttpServletRequest拿到任何的数据

从HttpServletResponse中间，获得它的Writer，这个Writer的目的，就是向Http Response中间，写入数据，当然这我们写的数据是一串的HTML，这个HTML就是为了打印出来一个欢迎使用Servlet这样的一个欢迎语，所以把这一堆的，HTML的东西，通过out，把它输出到Http Response里头去，那它就会被送到前端浏览器，就会解析这一堆送过去的HTML，然后就把它呈现出来

💻💻第二个例子我们就稍微复杂一点，我们写了一个HTML，把一些数据传过去，Servlet的工程中HTML其实是，放在，另外一个目录里头的，我们把它叫做webapp目录，在这个目录底下，我们放了一个get.html的文件

DOCTYPE html>
<html lang="cn">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>HTTP Get 请求title>
head>
<body>
    <form action = "get" method="get">
        <p><label>输入姓名，点击提交
            <br/> <input type="text" name="firstname"/>
            <input type="submit" value="提交"/>
        label>p>
    form>
body>
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💻当然还有我们后面要讲的，post.html文件，所有的HTML文件，包括图片等等，静态文件，都是放在webapp的目录底下，我们看一下get.html，其实非常的简单，它里头就是一个form action，在 form action中间，我们主要是提供了一个input框，这个input框是要向前端，去提交一个你的姓名的

package cn.edu.xmu.javaee.servlet;

import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

public class WelcomeGetServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        String firstName = req.getParameter("firstname");
        firstName = new String(firstName.getBytes("ISO-8859-1"),"UTF-8");

        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("");
        out.println("");
        out.println("");

        out.println("");
        out.println("");
        out.println("");

        out.println("");
        out.println("
欢迎使用Servlet

");
        out.println("提交的姓名是："+firstName);
        out.println("");

        out.println("");
        out.close();
    }
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💻回到Servlet代码，我们回来看，WelcomeGetServlet，同样继承的是HttpServlet的，它也是个get请求，所以同样重载了这个doGet的方法，它从Http Resquest中间用它的getParameter的方法去获得了我们从前端传过来的值。

💻然后把这个值输出到了，Http Response里去，当然作为HTML输出，到Http Response里去，这就是一个非常简单的get，但是跟我们前面那个例子相比，它从Http Resquest中间去拿到了一些值。

package cn.edu.xmu.javaee.servlet;

import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

public class WelcomePostServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        req.setCharacterEncoding("utf-8");
        resp.setCharacterEncoding("utf-8");
        String firstName = req.getParameter("firstname");
        String bornPlace = req.getParameter("bornplace");

        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("");
        out.println("");
        out.println("");

        out.println("");
        out.println("");
        out.println("");

        out.println("");
        out.println("
欢迎使用Servlet

");
        out.println("提交的姓名是："+firstName);
        out.println("
提交的籍贯是："+bornPlace);
        out.println("");

        out.println("");
        out.close();
    }
}
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最后我们看一下，HTTP的post的这种请求，是怎样实现的，post通常是用来传更多的值，当然这个例子中间我们其实就传了一个，非常少的两个值，依然是依赖于 HTML，post.html，来把两个值把它送过来，对于Servlet的这一端来说，它依然还是一个HTTP的，Servlet，但是我们重载了doPost的方法，依然是两个参数HTTP的，Request，HTTP的response，无论是 get的请求，还是post的请求，其实它的值都放到了，HttpServletRequest里头，所以我们依然从HTTP的，Request里头去获得，我们从前端传过来的两个值，然后又把它写到了，Http Response去，然后把它送回前端。

DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>HTTP Get 请求title>
head>
<body>
<form action = "post" method="post">
    <p><label>姓名: <input type="text" name="firstname"/><br/>
        籍贯：
        <input type="text" name="bornplace"/>
        <input type="submit" value="提交"/>
    label>p>
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我们看一下这些代码和HTML，是怎样能够合起来，被Servlet的容器知道说我有多少Servlet的它依赖的是一个叫做web.xml的配置文件，在webapp/WEB-INF的目录下，当然这个是约定在这个目录下，它才会去认web.xml文件，在 web.xml中间其实主要是两个部分。

<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

        <display-name>Archetype Created Web Applicationdisplay-name>
        <servlet>
            <servlet-name>Welcomeservlet-name>
            
            <servlet-class>cn.edu.xmu.javaee.servlet.WelcomeServletservlet-class>
        servlet>

        <servlet>
            <servlet-name>WelcomeGetservlet-name>
            
            <servlet-class>cn.edu.xmu.javaee.servlet.WelcomeGetServletservlet-class>
        servlet>

        <servlet>
            <servlet-name>WelcomePostservlet-name>
            
            <servlet-class>cn.edu.xmu.javaee.servlet.WelcomePostServletservlet-class>
        servlet>

    <servlet-mapping>
            <servlet-name>Welcomeservlet-name>
            <url-pattern>/Welcomeurl-pattern>
        servlet-mapping>
        <servlet-mapping>
            <servlet-name>WelcomeGetservlet-name>
            <url-pattern>/geturl-pattern>
        servlet-mapping>
        <servlet-mapping>
            <servlet-name>WelcomePostservlet-name>
            <url-pattern>/posturl-pattern>
        servlet-mapping>
web-app>
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一个部分是Servlet的mapping，就是我们看到的下面这个部分，这个部分主要是把我们的请求，映射到对应的Servlet上头，所以我们可以看到，映射到了名字叫做Welcome的Servlet的上头。

一个部分都是关于Servlet的定义，我们可以看到它定义了三个Servlet，对应的就是我们说的Servlet层的名字，还有我们的代码中间的Servlet的类，所以这样的话Servlet的容器，才会根据请求去，从线程池里头去拿到线程去，执行对应的Servlet的类。

3. Tomcat并发原理

这样跑的一个过程，我们再要讨论一下它的细节，它是用多线程来跑的，我们做的是服务器端的一个应用，服务器端一个应用，同时都要响应很多的请求，就是有不同的客户端，会同时发过来，很多的HTTP的Request，针对每一个HTTP的Request，在Servlet的容器中间，都是以一个独立的线程去跑。

就我们这张图上其实有看到，它是用一个独立的线程去跑的，会起一个线程里头去调Servlet，对象的service的方法，Servlet的对象是唯一的，因为我们在代码中间，会写很多的Servlet的对象，然后这些Servlet的对象会被很多的请求来调。

如果说Servlet的对象不唯一的话，内存吃得太厉害，所有的对象就只有一个。

另外一个问题：Servlet的对象是不能有属性的，线程和进程的差异，线程是共享Java虚拟机的内存空间的，a线程和b线程，如果说它去用一个Servlet的对象，它们俩是同一个对象，它们俩的属性就是同一个属性，如果a线程改了b线程就会受影响，就会出现这样的问题为了避免这样的问题，简单的方法就是Servlet对象是没有属性的，没有属性你就不存在改的问题，它在不同的线程里头去调的话也不会打架。

在比如说service方法或者doGet方法中间的局域变量，局域变量是不会有问题的，在Java虚拟机里头，不同的线程是有线程栈的，不同的线程它的局域变量全是分开的，分别保存在自己的线程栈里头，这里就会带来另外一个调优的问题，如果当线程很多的时候，线程栈占的空间也会很大，所以你要适当调整线程栈的大小，才能容纳更多的线程，不是说你简单的把线程调到1万，它就能够跑的调到1万，线程栈不够了它也跑不了。
所以 线程与线程栈 是有对映关系的。

为了避免这个问题，我们对象通通不写属性，凡是会有存在的线程冲突的这些对象，我们都不写属性这样的话它，线程就是安全了就没有问题。

每一个请求用一个线程去执行，这个线程里头会去调Servlet的service方法，其实在这个容器中间，在执行线程的时候，它是分成了5步，哪5步？

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💻💻Read的重要性——读为什么还要单独写一个？

因为网络的特性，它并不是一个可靠的稳定的，你永远是一个匀速的在读一个东西，你的网络会受到各种各样的因素影响，比如说你从美国发一个请求过来，Request读起来可能从头读到到完整的读完，大家知道HTTP是应用层协议，底下的TCP/IP协议可能一个Request，会被分成了若干个TCP/IP的包，所以说你拿到第一个包到最后一个包完整读完，最后拼成一个HTTP的Request，可能是要不知道多少时间，完全是看对面发过来的有多远，网络的状况是怎么样，会不会丢包会不会重发都不知道，read的过程其实是完整的读完HTTP的Request的过程，这个是要时间的。

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💻💻Decode的重要性

读完以后读到的是一个Head和Body的这样的一个协议，然后它要转成一个HTTP的Request的对象（实现了一个接口的对象），所以它要做decode，就是把网络协议读到的数据，变成我们的一个Java的对象，这叫做decode。

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💻💻Compute的重要性

decode的主要是指 Request的对象，拿到这个对象以后，创建一个Response对象一起传给了service的方法。

Service方法中间会去根据你的请求的，类型去调doGet还是doPost，还是doDelete等等，这就是我们说的compute过程，因为那个方法是你自己写的，就数据已经拿到了你去做逻辑，然后产生结果这个都是compute的过程。

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💻💻Encode的重要性
拿到这个结果以后，你把它丢到 Response里头返回回去，它要把它变成Response的协议，那是encode的过程。

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💻💻send的重要性
变成协议以后再传回给客户端，那是send的过程同样传回去的数据.

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在TCP/IP上有可能如果比较大的话，可能会分成若干个包，然后一个包中间会有丢包，所以send的过程也是不可控的，整个这个过程，都是在一个线程中间去完成的，这样的话它用多线程的方式，就是多少个请求开一个线程，我们Servlet对象的不写属性大家相互不打架，所有的局域变量都在自己的线程栈里头，所有的读写decode encode，都各自在线程中间去处理，这样就能做到并发。

💻这样的话会有一定的问题，我们其实对于一台具体的物理机上，是没有办法无限制的增加线程的，为什么没办法无限制增加线程？

• 我们已经说到每个线程要占一定的，内存空间，针对一台特定的物理机内存是有限的，你不可能无限制的1万 2万 3万， 4万的线程上去内存就没有了。
• 第二个是你的计算资源是有限的，因为你任何一台物理机的，CPU就是那么多核，或者就是那么多个CPU，你中间这个计算过程就要靠CPU来完成。

如果你无限制的增加线程的话，我们在操作系统中间会讲到，说CPU会忙不过来， CPU就会要不断的分片轮转，然后CPU就会把大量的时间，花在这个轮转上头，其实它并不是一个高效的方式，我们会根据一台物理机器的，实际状况它有多少内存，它的CPU的计算能力，再结合我们任务的这样一个情况，去制定一个线程池。

💻 线程池是什么？

• 就是我们最多允许你跑多少个线程。
• 如果多于这个线程的话怎么办，就让它去等待。
• 如果在多于等待数的时候我就拒绝，这就是线程池的概念。

有了这个线程池以后，我们实际上是预先创建了若干个线程，放到线程池里头，因为孵化线程是需要消耗时间的，要用代码来消耗时间的，比如说内存中间开一些空间等等，所以我们把线程事先孵化出来，把它放到线程池里头，当请求过来的时候，我们是从线程池里头，拿空闲的线程，拿出来直接去用的，这样可以加快它的响应时间，而且可以管理整个服务器上，对于内存和CPU的消耗，不会出现说它的请求多了，它的内存不够，它的服务器崩溃的这样的一种情况，因为它用线程池卡住了它的上限。

💻其实我们现在如果在做是Servlet Stack，这一条技术线的时候，我们始终会关心这么4个参数

#最大工作线程数、默认200
server.tomcat.max-threads = 200
#最大连接数默认是10000
server.tomcat.max-connections = 10000
#等待队列长度，默认100
server.tomcat.accept-count = 100
#最小工作空闲线程数，默认10
server.tomcat.min-spare-threads = 100
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• max-threads，这个就是线程池的上限，这个就是因为你的服务器的特性，你的物理性能决定的你有多少内存，你的CPU计算能力是多少，所以你要定一个上限，上限不能超过你的物理资源所提供的能力，
• accept-count，这个是排队队列的长度，对如果说发来的请求，超过了你的处理的上限的话，我还可以让它排队等待不是直接拒绝它，我现在定的是100，就意味着说上限是200，它最多可以同时处理多少，300个请求，其中200是在处理的，100是在等待的，如果超过300以后就会怎么样，就会拒绝，就是我们刚才看到的503， server unavailable，就直接就拒绝了，发挥503的错误码回去，这是根据你的服务器的能力来决定的，
• max-connections，最大连接数通常我们不会动，因为它默认值是1万，我们现在基本上，我们的服务器很难达到，1万的这样的一个东西，1万是代表什么意思，是max-threads加上accept-count，这些连接全部都在的，就是你正在处理的最大数，和你让它等待的最大数，加起来就是它最大连接数，所以我们现在是300，它默认值是1万还远的了，所以一般来说我们不会去动它
• min-spare-threads，这个是在说线程池的问题，当然我们可以说线程池有200，我们一起来就占200，占200你觉得有点浪费了，有些时候因为占了200以后，它其实会占一定的内存空间，但其实很多时候我们其实还没有到200，所以我们会定一个min-spare-threads，就是线程在启动的时候，它只有100个线程在里头，如果说超过了100个线程，它就开始孵化线程放进去，上限是200。然后如果说它的压力下来了，就是没有200个请求慢慢下来了，它又会把孵化的线程给它释放掉，释放出我们物理机的一些内存空间，下限又会降到慢慢最后降到100，少于100请求以后，它就一直保持100个线程，线程在里头少于100个线程，它也不会再去释放线程池里的线程了，所以这是一个下限。

这4个参数是我们之后会特别是在用Tomcat时候，会频繁去调的参数，这个参数其实不是一个恒定的值，这个值其实除了跟你的服务器的物理的性能有关以外，还跟你的应用有关，你的应用到底是io密集型的，还是计算密集型的。

如果说你的应用，是io密集型的意味着什么，因为这在read和send的，过程中间是需要消耗尽量多的时间的，计算的时间其实是比较少的，意味着如果你内存足够大的话，你可以尽量多开线程，就是max-threads可以开很高，开1000 ，2000都没问题，因为对CPU压力不大，只要内存够你就尽量的开到顶。

如果说你是计算型的，就是你主要会消耗它的CPU的资源，意味着说CPU就是你的上限，你不能说内存足够，你就开很多的线程那个没用，因为CPU只算那么快，你开到1000 2000它也算不过来。

💻💻所以到底会开多少线程数，你其实要去分析说你的应用，到底是io密集型的，还是计算密集型的，去综合决定说，你的线程数是一个什么样的值，这个是多线程管理。

💻什么是NIO的模式和APR的模式

它们都是异步io的模式，差别在于NIO用的是Java来实现的，APR用的是原生库，大家知道Java的字节码的运行效率是低于原生库的，APR利用的是阿帕奇的，HTTP的原生库，来实现的异步io 这个就，意味着说你不能单纯的，装一个Tomcat就好了，你还需要先装阿帕奇的原生库，再装Tomcat才能跑出它的APR模式，所以它装起来会稍微麻烦一点，NIO的话还是基于Java来做的，所以说就不需要去装原生库，我们现在的新的版本的，默认方式是NIO。

Compute

BIO和NIO的差别

所谓"BIO"即我们前文所述的，指的是在线程中进行的I/O操作。因此，在其内部代码实现过程中，正如我们刚才所观察到的那个过程，客户端发出请求，在其Servlet容器的代码中，首先是一个名为"Acceptor"的对象。

该"Acceptor"对象接收到客户端的请求后，随即创建一个"SocketProcessor"。

大家应该对这个名字有所了解，它与网络通信有关，它打开了一个Socket，并将此对象传递给从线程池中获取的一个线程。

正如我们所提到的，我们使用线程池来控制线程数量的上限和下限。因此，它从线程池中取出一个空闲线程，并将"SocketProcessor"交给该线程，然后开始读取网络数据。

整个读取过程都在线程范围内完成。如果读取速度很慢，它将一直占用线程。当读取完成后，线程才会调用Servlet对象的service方法，然后根据请求类型调用其doDelete、doPut或doGet方法。读取完成后，它会生成一个HTTP响应，并依靠"SocketProcessor"将HTTP响应传回给前端。

无论是产生HTTP请求还是获取HTTP响应，整个过程都是在线程中进行的。直到最后完成并将其放回线程池，供下一个请求使用。因此，它被称为阻塞式I/O方式，也就是所谓的"Blocked IO"。之所以如此命名，是因为在线程的I/O过程中，该线程一直被占用。这是传统模式，默认情况下仍采用这种模式。

这种模式与传统模式的不同之处在于，I/O不在线程范围内。它是如何实现的呢？

前面提到，请求仍然由一个"Acceptor"处理，当请求到达时，也仍然是一个"Acceptor"。然而，在这种情况下，它不是创建一个"SocketProcessor"，而是创建一个名为"NioChannel"的对象。

这是什么呢？它同样能够接收来自客户端的数据，并将其放入缓冲区中。关键是，当传输完成后，"NioChannel"将产生一个事件，表示数据已经读取完成。

因此，它会将"NioChannel"放入一个事件列表或队列中。无论前面有多少个请求过来，它都会为每一个请求产生一个"NioChannel"，并将其放入列表中。此时与线程无关，它只是将其放入列表中。

然后，使用一个独立的"Poller"线程来轮询列表。这个轮询的作用是查看哪个通道已经读取完成。

一旦某个通道读取完成，后续操作与我们之前所描述的"BIO"相同。它仍然会创建一个"SocketProcessor"，将读取完成的数据交给"SocketProcessor"，然后将其交给一个线程。接下来的步骤与之前相同。

首先是读取过程。当线程获得"SocketProcessor"时，将数据从读取状态转换为HTTP请求时，此时没有延迟，因为数据已经准备好并放入缓冲区，所以可以直接进行解码，并将其转换为HTTP请求对象。然后执行后续操作，如调用service方法，根据请求类型调用doGet、doPut或doDelete方法。在获得HTTP响应后，它仍然会将其返回给"SocketProcessor"，然后将其传回"NioChannel"。线程就完成了其使命，然后再次回到线程池中。

"NioChannel"会负责将数据传回给前端。整个I/O过程都发生在这个过程中，而不是在线程的范围内。线程中只有我们前面提到的部分，或者是这个部分，或者是那个部分，具体取决于实现方式。总之，前面的读取和后面的发送都不在该线程的范围内。

Compute

进入NIO时代或者APR时代。

APR也是异步的，只不过与NIO的异步方式不同。它是使用原生代码来实现的，因此速度更快，I/O速度也会更快。进入这个时代之后，当我们考虑线程池时，我们只考虑其中间部分的计算消耗。无论是在Tomcat的NIO还是APR上，我们实际上无法进行优化，因为当您进行数据库读写时，I/O会阻塞。

对于计算部分来说，它仍然会阻塞。如果想要进一步提高效率，我们只能放弃Servlet这种架构，转而使用Reactive Stack，完全采用函数式编程。通过将与数据库交互的这些慢速操作从代码中分离出来，您才有可能将这些慢速操作转换为事件响应方式。

将非慢速操作转换为可以直接在CPU上调度的方式，才能进一步提高性能。

技术的发展已经很明显，它是一步一步地将代码中与I/O相关的部分分离出来，无论是网络I/O还是本地I/O部分。只有在将这些部分从代码中分离出来之后，它才可能在多线程上进行更进一步的优化。如果不进行分离，实际上是不可能的。就目前而言，对于命令式编程来说，最优化的方式就是采用APR。其中实际上还包括了一些本地数据库的I/O操作。由于命令式编程，即Servlet堆栈，并未将这部分代码分离出来。