杂谈从CGI到Servlet

Posted 2021-01-12 longfurcat

访问服务器的静态页面

　　每个Web服务器都运行着一个HTTP服务软件，用于响应web浏览器的请求，返回客户想要的页面。HTTP服务器都会有一个文件夹用于放置相关的页面文件，默认是  /user/local/apache/htdocs 。例如，服务器的域名叫 example.com。那客户端浏览器访问http://example.com/index.html   就是访问服务器上的HTTP服务器（URL如果没有指定端口，就是访问80端口，80端口绑定的是HTTP服务，80端口是默认对外开启的），那HTTP服务器就会重定向到 /user/local/apache/htdocs 文件夹，并查询是否有index.html 文件，有则返回，没有则返回错误报文。

访问服务器的动态页面

　　服务器只提供静态页面还不够，客户端想要更多的服务，比如动态的页面（页面上显示当前使用者信息等等），或者修改数据库内容。这时候，服务端就不能单纯地映射并返回文件来实现了，这时候就需要有可执行的脚本程序来对页面进行更改，或者其他操作。就拿动态页面来说，客户端浏览器访问 http://example.com/home?name=randy 这里用户带上了自己的用户名，希望访问的主页右上角能显示自己的名字。这里 home 通过映射到一个CGI程序，并执行。该程序通过标准I/O流，解析HTTP报文，获取到了请求参数，并通过程序生成对应的HTML文件，在通过标准I/O流，将文件返回给请求客户。

注：CGI （Common Gateway Interface）通用网关接口，CGI程序常见的由Perl，Python，C，C++  或者任何可利用标准I/O流的语言。

Java的一种想法

　　一开始，人们想最理想的方式就是完全基于Java的实现方案， servlets <=> applets 。即

　　客户端用applet校验并发送数据，

　　服务端用servlet接收并处理数据。

　　就连这名称都是一对。

　　但是，并非所有浏览器都支持Java。这样就带来一个问题，那就是你搭建的网站，只有部分浏览能够访问，而且需要安装对应程序。后来，就把所有的操作都交给服务器处理，然后把最终生成的网页发给客户端浏览器。这样，只要有浏览器，就可以访问对应网站，且不需要安装任何程序。

Servlet的引入

　　Servlet是基于Java的CGI程序框架。首先，因为它是一个框架，所以就可以省去很多底层编写的工作。又因为是用Java实现的，Java程序运行于Java虚拟机，跨平台性好，便于网站迁移。

Servlet的体系架构

　　Servlet容器，如Tomcat，接收所有客户端请求，如 http://example.com:8080/project/oneServlet，根据"project"找到对应的项目（tomcat的server.xml保存项目映射信息），再根据"oneServlet"找到对应的Servlet（Web项目的web.xml保存Servlet映射信息），然后调用该Servlet对象的service()方法。service方法会根据请求的方式，委派给doGet、doPost、doDelete等方法进行处理。

　　注：Servlet的多数内容由容器实现，如Session的保存和获取，Tomcat实现内容在其子目录lib下的catalina相关包内。

Servlet的持久化

　　Servlet会保存其变量域的值，使其在多个请求之间保留相应变量值。Servlet容器会持久化Servlet对象。至于什么时候刷新，尚未考察，应该是在每次service()方法返回之后。

如果是CGI程序，则需要自己手动将数据写入到磁盘，这也是Servlet的优点之一。

Servlet的页面生成与JSP

　　如果单纯用Servlet生成页面，那么将会非常痛苦，因为这样代码里就会掺杂大量的 换行符、转义标识、“+”符号，字符串的构建以及代码阅读都非常困难。后来就有了JSP文件，整合了HTML和Java代码。使得文件内可以直接抒写HTML代码，而不需要用字符串拼接。也可以用有特殊标签包围的Java代码。（实际上JSP就是Servlet，它会被容器内会被转换成Servlet的.java文件，然后在编译成.class文件）但是，JSP还有问题没解决，那就是，负责维护JSP的开发人员必须既懂HTML又懂Java。而且两种语言混合在一起（一种程序语言，一种标记语言），在加上各种标签库，看起来比较吃力。

偏题内容：页面渲染的位置

　　早期是服务器把网页完全渲染好后，然后发给客户端浏览器，浏览器负责显示就可以了。但是这样的话，服务器的压力就比较大，而且响应时间会比较长，客户端要等到服务端把页面完全渲染好后才能看见页面。后来的做法，是这样的，服务器先把有基本内容的网页文件发给客户端浏览器，然后浏览器再异步地请求（如通过Ajax）获取数据，然后根据获取到的数据对网页进行渲染（例如获取到一个数组对象，然后根据数组生成一个表格，显示数据）。这样，服务器的压力就小多了，而且客户端也能较早地看见页面（尚不完整，部分数据还未加载）。

　　那浏览器有是怎么就知道发异步请求呢？是这样的，用javascript写全局代码，或者覆盖Vue对象中的created函数，这样浏览器一收到网页文件并加载的时候，这些JS代码就会被触发执行。

Servlet与多线程

　　Servlet容器维护有一个线程池用于分派处理客户端的请求。所以，多个请求可以并发，甚至并行处理。

Servlet处理会话（Session）—— 利用Cookie

　　HTTP是无状态协议，多次请求中，单纯靠HTTP协议，我们并不能辨别其是否是同一个人。但是，有处理会话的需求（例如购物车的实现需求），这时候就要追踪会话。追踪会话的方式有很多，最常见的是持久化Cookie。

Session-Cookie机制：Cookie是服务器发给客户端的一小段信息（包含Session的唯一标识符），浏览器收到Cookie后，把它写入到磁盘持久化。无论何时，如果访问与某个Cookie相关联的URL时，请求中就会带上这个Cookie。Servlet如果想要获取本次请求的会话，就调用HttpServletRequest.getSession()获取。getSession()方法获取Session的实现方式尚未考察，但猜测应该是根据请求中的Cookie，从Servlet容器内检索对应的Session。

Session的存活时间

　　Session即会话的存活时间默认是30min，但是具体情况，得看对应的Servlet容器。每个容器的会话存活时间都不尽相同。

Session的用途

　　Session对象的作用就是捕捉客户端与服务端交互的有用数据，如前面提到的购物车信息，还有就是Session对象可以用来保存认证信息（即是否已登录），这样多次请求中，Servlet只要确认"是否登录"状态即可，而不需要用户每次请求都登录。