Question

servlet容器在启动web应用时创建哪些对象

Answer 1

Servlet容器 —— 以tomcat为例
在tomcat容器等级中，context容器直接管理servlet在容器中的包装类Wrapper，所以Context容器如何运行将直接影响servlet的工作方式。
tomcat容器模型如下：

一个context对应一个web工程，在tomcat的配置文件server.xml中，可以发现context的配置（在eclipse工程中，可在部署路径的conf文件夹zhoing找到）
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Context docBase="/Users/wongrobin/all/projects/tech-test/java-test/.metadata/.plugins/org.eclipse.wst.server.core/tmp0/wtpwebapps/base-webapp" path="/base-webapp" reloadable="true" source="org.eclipse.jst.j2ee.server:base-webapp"/>

Servlet容器的启动过程——以tomcat为例
Tomcat7增加了一个启动类：
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org.apache.catalina.startup.Tomcat

创建一个Tomcat的一个实例对象并调用start方法就可以启动tomcat。
还可以通过这个对象来增加和修改tomcat的配置参数，如可以动态增加context,servlet等。

在tomcat7中提供的example中，看是如何添加到context容器中：
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Tomcat tomcat = getTomcatInstance();
File appDir = new File(getBuildDirectory(), "webapps/examples");
tomcat.addWebapp(null, "/examples", appDir.getAbsolutePath());
tomcat.start();
ByteChunk res = getUrl("http://localhost:" + getPort() +
"/examples/servlets/servlet/HelloWorldExample");
assertTrue(res.toString().indexOf("<h1>Hello World!</h1>") > 0);

这段代码创建了一个Tomcat实例并新增了一个WEB应用，然后启动Tomcat并调用其中的一个HelloWorldExampleServlet。
Tomcat的addWebap方法的代码如下：
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public Context addWebapp(Host host, String url, String path) {
silence(url);
Context ctx = new StandardContext();
ctx.setPath( url );
ctx.setDocBase(path);
if (defaultRealm == null) {
initSimpleAuth();
}
ctx.setRealm(defaultRealm);
ctx.addLifecycleListener(new DefaultWebXmlListener());
ContextConfig ctxCfg = new ContextConfig();
ctx.addLifecycleListener(ctxCfg);
ctxCfg.setDefaultWebXml("org/apache/catalin/startup/NO_DEFAULT_XML");
if (host == null) {
getHost().addChild(ctx);
} else {
host.addChild(ctx);
}
return ctx;
}

一个WEB应用对应一个context容器，也就是servlet运行时的servlet容器。添加一个web应用时将会创建一个StandardContext容器，并且给这个context容器设置必要的参数，url和path分别代表这个应用在tomcat中的访问路径和这个应用实际的物理路径，这两个参数与tomcat配置中的两个参数是一致的。其中一个最重要的一个配置是ContextConfig，这个类会负责整个web应用配置的解析工作。
最后将这个context容器加入到父容器host中。
接下来会调用tomcat的start方法启动tomcat。
Tomcat的启动逻辑是基于观察者模式的，所有的容器都会继承Lifecycle接口，它管理着容器的整个生命周期，所有容器的修改和状态改变都会由它通知已经注册的观察者。
Tomcat启动的时序如下：

当context容器初始状态设置Init时，添加到context容器的listener将会被调用。ContextConfig继承了LifecycleListener接口，它是在调用Tomcat.addWebapp时被加入到StandardContext容器中的。ContextConfig类会负责整个WEB应用的配置文件的解析工作。
ContextConfig的init方法将会主要完成一下工作：
创建用于解析XML配置文件的contextDigester对象
读取默认的context.xml文件，如果存在则解析它
读取默认的Host配置文件，如果存在则解析它
读取默认的Context自身的配置文件，如果存在则解析它
设置Context的DocBase
ContextConfig的init方法完成后，Context容器会执行startInternal方法，这个方法包括如下几个部分：
创建读取资源文件的对象
创建ClassLoader对象
设置应用的工作目录
启动相关的辅助类，如logger,realm,resources等
修改启动状态，通知感兴趣的观察者
子容器的初始化
获取ServletContext并设置必要的参数
初始化“load on startuo”的Servlet

Web应用的初始化工作——以tomcat为例
WEB应用的初始化工作是在ContextConfig的configureStart方法中实现的，应用的初始化工作主要是解析web.xml文件，这个文件是一个WEB应用的入口。
Tomcat首先会找globalWebXml，这个文件的搜索路径是engine的工作目录下的org/apache/catalina/startup/NO-DEFAULT_XML或conf/web.xml。接着会找hostWebXml，这个文件可能会在System.getProperty("catalina.base")/conf/${EngineName}/${HostName}/web.xml.default中。接着寻找应用的配置文件examples/WEB-INF/web.xml，web.xml文件中的各个配置项将会被解析成相应的属性保存在WebXml对象中。接下来会讲WebXml对象中的属性设置到context容器中，这里包括创建servlet对象，filter，listerner等，这些在WebXml的configureContext方法中。
下面是解析servlet的代码对象：
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for (ServletDef servlet : servlets.values()) {
Wrapper wrapper = context.createWrapper();
String jspFile = servlet.getJspFile();
if (jspFile != null) {
wrapper.setJspFile(jspFile);
}
if (servlet.getLoadOnStartup() != null) {
wrapper.setLoadOnStartup(servlet.getLoadOnStartup().intValue());
}
if (servlet.getEnabled() != null) {
wrapper.setEnabled(servlet.getEnabled().booleanValue());
}
wrapper.setName(servlet.getServletName());
Map<String,String> params = servlet.getParameterMap();
for (Entry<String, String> entry : params.entrySet()) {
wrapper.addInitParameter(entry.getKey(), entry.getValue());
}
wrapper.setRunAs(servlet.getRunAs());
Set<SecurityRoleRef> roleRefs = servlet.getSecurityRoleRefs();
for (SecurityRoleRef roleRef : roleRefs) {
wrapper.addSecurityReference(roleRef.getName(), roleRef.getLink());
}
wrapper.setServletClass(servlet.getServletClass());
MultipartDef multipartdef = servlet.getMultipartDef();
if (multipartdef != null) {
if (multipartdef.getMaxFileSize() != null &&
multipartdef.getMaxRequestSize()!= null &&
multipartdef.getFileSizeThreshold() != null) {
wrapper.setMultipartConfigElement(new MultipartConfigElement(
multipartdef.getLocation(),
Long.parseLong(multipartdef.getMaxFileSize()),
Long.parseLong(multipartdef.getMaxRequestSize()),
Integer.parseInt(
multipartdef.getFileSizeThreshold())));
} else {
wrapper.setMultipartConfigElement(new MultipartConfigElement(
multipartdef.getLocation()));
}
}
if (servlet.getAsyncSupported() != null) {
wrapper.setAsyncSupported(
servlet.getAsyncSupported().booleanValue());
}
context.addChild(wrapper);
}

上面的代码将servlet容器包装成context容器中的StandardWrapper。StandardWrapper是tomcat容器中的一部分，它具有容器的特征，而Servlet作为一个独立的web开发标准，不应该强制耦合在tomcat中。
除了将Servlet包装成StandardWrapper并作为子容器添加到Context中外，其他所有的web.xml属性都被解析到Context中。

创建Servlet实例——以tomcat为例
前面完成了servlet的解析工作，并且被包装成了StandardWrapper添加到Context容器中，但是它仍然不能为我们工作，它还没有被实例化。
创建Servlet对象
如果Servlet的load-on-startup配置项大于0，那么在Context容器启动时就会被实例化。
前面提到的在解析配置文件时会读取默认的globalWebXml，在conf下的web.xml文件中定义了一些默认的配置项，其中定义了两个Servlet，分别是org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet和org.apache.jsper.servlet.JspServelt，它们的load-on-startup分别是1和3，也就是当tomcat启动时这两个servlet就会被启动。
创建Servlet实例的方式是从Wrapper.loadServlet开始的，loadServlet方法要完成的就是获取servletClass，然后把它交给InstanceManager去创建一个基于servletClass.class的对象。如果这个Servlet配置了jsp-file，那么这个servletClass就是在conf/web.xml中定义的org.apache.jasper.servlet.JspServlet。
初始化Servlet对象
初始化Servlet在StandardWrapper的initServlet方法中，这个方法很简单，就是调用Servlet的init()方法，同时把包装了StandardWrapper对象的StandardWrapperFacade作为ServletConfig传给Servlet。
如果该Servlet关联的是一个JSP文件，那么前面初始化的就是JspServlet，接下来会模拟一次简单请求，请求调用这个JSP文件，以便编译这个JSP文件为类，并初始化这个类。
这样Servlet对象的初始化就完成了。

容器默认Servlet
每个servlet容器都有一个默认的servlet，一般都叫做default。
例如：tomcat中的 DefaultServlet 和 JspServlet （上面的部分）