《How Tomcat Works》读书笔记（一）

zhouandtao

　　看了这本书的头三章，写得非常好，可谓深入浅出将tomcat分析的很透彻。虽然书中所讲述的tomcat是“简化版”，但内容也不算少，越到后面代码越多，也越复杂。为了加深印象，遂决定写读书笔记，“好记性不如烂笔头”，说不定还能方便他人。
　　闲话少说，直入主题：
Chapter One：A Simple Web Server
　　第一章是一个非常简单的web server，主要目的在于让读者了解Java的web server 编程模式。此外还讲了一下Http协议的一些基础知识，譬如http请求和响应的格式。
　　基本的web server，就是用java.net.ServerSocket类持续的监听特定的端口，有连接过来时，则返回一个Socket对象，再对Socket对象的输入输出流进行操作。其实这也是大部分服务器的基本思路。
　　简单贴一些代码
　　ServerSocket serverSocket = null;
int port = 8080;
try {
   serverSocket =  new ServerSocket(port, 1,
     InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
}
catch (IOException e) {
   e.printStackTrace();
   System.exit(1);
}
// Loop waiting for a request
while (!shutdown) {
   Socket socket = null;
   InputStream input = null;
   OutputStream output = null;
　　   try {
     socket = serverSocket.accept();
     input = socket.getInputStream();
     output = socket.getOutputStream();
     // create Request object and parse
     Request request= new Request(input);
     request.parse();
　　// create Response object
     Response response = new Response(output);
     response.setRequest(request);
     response.sendStaticResource();
　　其中，Request对象的parse方法，是对输入流的字节进行解析，当然这里只做了最基本的工作，将输入流的内容一字不漏的打印出来。
　　的确很简单~这里的Request对象实现了Servlet规范中的Request接口，后面我们会看到，如何运用设计模式令Request更加“优雅”。
Chapter Two——A Simple Servlet Container
　　J2EE流行“容器Container”这一说法，所以这一章开始针对Servlet做一些工作。先说说这个“容器”的架构：
　　像第一章那样，我们使用一个HttpServer类监听端口，然后将得到的inputStream交给一个Request对象进行解析。然后，根据HTTP请求行（RequestLine）的内容，判断是静态页面还是Servlet页面，再分别交给StaticResoureProcessor类或者ServletProcessor类进行处理：
　　// check if this is a request for a servlet or
         // a static resource
         // a request for a servlet begins with "/servlet/"
         if (request.getUri().startsWith("/servlet/")) {
           ServletProcessor1processor = new ServletProcessor1();
           processor.process(request, response);
         }
         else {
           StaticResoureProcessorprocessor =
             new StaticResourceProcessor();
           processor.process(request, response);
         }
　　StaticResoureProcessor类没什么“技术含量”，只是利用Response类，单纯地将静态页面的内容从html文件中读出来原样返回给客户端（说白了是写到Socket的输出流OutputStream中）。
　　而Request类在这一章实现了javax.servlet.ServletRequest接口，因此不得不实现接口中的一大堆方法。出于简化考虑，现在大部分方法还是空的，返回一个null而已。
ServletProcessor类
　　比较出彩的是ServletProcessor类，出彩之处在于通过类加载器从class文件中动态载入Servlet（这里的Servlet的功能只是简单打印字符串），其源代码据说是从tomcat中copy过来的
　　String uri = request.getUri();
String servletName = uri.substring(uri.lastIndexOf("/") + 1
URLClassLoader loader= null;
try {
    // create a URLClassLoader
    URL[] urls = new URL[1];
    URLStreamHandler streamHandler = null;
    File classPath = new File(Constants.WEB_ROOT);
    // the forming of repository is taken from the
    // createClassLoader method in
    // org.apache.catalina.startup.ClassLoaderFactory
    String repository=
     (new URL("file", null, classPath.getCanonicalPath() +
     File.separator)).toString() ;
    // the code for forming the URL is taken from
    // the addRepository method in
    // org.apache.catalina.loader.StandardClassLoader.
    urls[0] = new URL(null, repository, streamHandler);
    loader = new URLClassLoader(urls);
}
　　需要解释一下的是，这里的repository 指的是编译好的类文件的存放路径，也算是tomcat里的一个专门术语了
　　最后，简单的load进来，调用Servlet的经典方法“service”，把Request和Response传进去，就算大功告成了。
　　myClass = loader.loadClass(servletName);
　　servlet = (Servlet) myClass.newInstance(); 
servlet.service((ServletRequest) request, (ServletResponse) response);
Facade模式
　　仔细观察上面那行代码，我们将request对象向上转型为ServletRequest，交给service方法。但如果哪个Servlet的开发者清楚tomcat的内部设计，那么他就可以在service方法中将request向下“还原为”Request对象。Request类提供了许多tomcat内部使用的功能，譬如解析http流。如果让外人乱用一气，后果很严重。为了避免这个问题，tomcat采用了Facade设计模式，即通过一个RequestFacade类（实现了ServletRequest接口），替换Request类传递给service方法。而在RequestFacade内部，保存我们的request对象，外人只能通过调用RequestFacade实现了的ServletRequest接口的方法，间接的使用Request的“部分功能”，不能调用Request的一些内部方法，从而优雅的解决了上述问题。

　　public class RequestFacade implements ServletRequest { 
   private ServleLRequest request = null;
   public RequestFacade(Request request) {
     this.request = request;
   }
   /* implementation of the ServletRequest*/
   public Object getAttribute(String attribute) {
     return request.getAttribute(attribute);
   }
   public Enumeration getAttributeNames() {
     return request.getAttributeNames();
   }

　　至此，一个简单的Servlet容器就造出来了。