一文解决Servlet、Tomcat与HttpServletRequest

一、引言

在Java Web开发中，Servlet、Tomcat与HttpServletRequest是构建Web应用的核心组件。理解它们之间的协作关系，对于开发高效、稳定的Web应用至关重要。本文将通过生活化的比喻、代码示例和流程图，深入浅出地解析三者关系。

二、Servlet：Web应用的逻辑处理核心

1. 定义与角色

Servlet是Java EE规范中处理HTTP请求的核心组件，本质是实现了javax.servlet.Servlet接口的Java类。可以将Servlet比喻为餐厅中的"厨师"，负责接收顾客（客户端）的订单（HTTP请求），烹饪菜肴（处理业务逻辑），并将成品（HTTP响应）返回给服务员（容器）。

2. 生命周期

Servlet的生命周期由容器（如Tomcat）管理：
GET POST 其他是否容器启动加载Servlet类实例化Servlet 调用init方法等待请求接收HTTP请求调用service方法请求方法类型调用doGet方法调用doPost方法调用对应方法处理业务逻辑生成响应数据返回响应容器关闭? 调用destroy方法

3. 代码示例

下面是一个简单的Servlet示例，模拟餐厅厨师处理订单的过程：

java 复制代码

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.*;

public class RestaurantServlet extends HttpServlet {
    // 处理GET请求
    protected void doGet(HttpServletRequest request, 
                         HttpServletResponse response) 
        throws ServletException, IOException {
        
        // 设置响应内容类型，相当于确定菜肴的呈现形式
        response.setContentType("text/html");
        
        // 获取输出流，相当于准备上菜的盘子
        PrintWriter out = response.getWriter();
        
        // 获取客户端传递的参数，相当于读取顾客的订单
        String dish = request.getParameter("dish");
        
        // 生成HTML响应，相当于烹饪并装盘菜肴
        out.println("<html><body>");
        out.println("<h1>您点的" + dish + "已准备好！</h1>");
        out.println("</body></html>");
    }
}

请求处理时序图:

三、Tomcat：Servlet的运行容器

1. 核心角色

Tomcat是Apache基金会开发的开源Servlet容器，负责加载和管理Servlet，处理网络连接，实现HTTP协议。可以将Tomcat比喻为餐厅的"大堂经理"，负责：

安排厨师（Servlet）在厨房（JVM）工作
接收顾客（客户端）的订单并分配给合适的厨师
确保餐厅的运营流程（HTTP协议）正常

2. 内部架构

Tomcat的内部架构可以类比为餐厅的组织架构：
客户端请求 Connector ProtocolHandler Request解析器 Response生成器 Engine Host Context Wrapper Servlet Servlet实例 HttpServletRequest HttpServletResponse 请求参数解析响应数据生成 Response序列化 Connector响应客户端响应

3. 关键组件

Connector（迎宾员）：处理网络连接，接收客户端请求并将其转换为ServletRequest对象
Engine（大堂经理）：顶级容器，管理多个虚拟主机
Host（楼层主管）：虚拟主机，对应一个域名
Context（区域负责人）：应用上下文，对应一个Web应用
Servlet（厨师）：实际处理请求的组件

4. Tomcat多实例部署架构图

负载均衡器 8080端口实例 8081端口实例 Tomcat内核 Tomcat内核 Servlet容器 Servlet容器 UserServlet实例数据隔离

四、HttpServletRequest：请求信息的载体

1. 核心作用

HttpServletRequest封装了客户端发送的HTTP请求信息，可以将其比喻为餐厅中顾客的"订单表"，包含以下信息：

顾客姓名（客户端IP）
订单编号（请求URL）
所点菜肴（请求参数）
特殊要求（请求头）

2. 常用方法

下面是HttpServletRequest的一些常用方法，继续以餐厅为例：

java 复制代码

// 获取顾客所点的菜肴，相当于读取订单表上的菜品
String dish = request.getParameter("dish");

// 获取顾客的特殊要求，相当于查看订单表上的备注
String specialRequest = request.getHeader("specialRequest");

// 获取顾客的桌号，相当于获取客户端的IP地址
String tableNumber = request.getRemoteAddr();

// 获取订单编号，相当于获取请求的URL
StringBuffer orderNumber = request.getRequestURL();

// 获取顾客的会员信息，相当于获取会话
HttpSession membership = request.getSession();

3. 请求处理流程

当顾客（客户端）进入餐厅（发送HTTP请求）后，整个流程如下：
客户端 Tomcat Servlet HttpServletRequest HttpServletResponse 发送HTTP请求创建HttpServletRequest对象解析请求头和参数调用service方法 getParameter("key") getHeader("key") getSession() 执行业务逻辑设置响应数据返回HTTP响应客户端 Tomcat Servlet HttpServletRequest HttpServletResponse

五、三者协作关系详解

1. 整体协作流程

HTTP请求创建请求对象创建响应对象映射URL 确定Servlet 处理请求生成响应序列化响应返回响应客户端 Tomcat HttpServletRequest HttpServletResponse Servlet映射器 Servlet实例

2. 组件职责划分图

请求处理链 Servlet组件 Tomcat核心组件网络IO 请求分发虚拟主机应用上下文参数处理业务逻辑响应生成 Servlet实例 HttpServletRequest HttpServletResponse 请求解析 Connector Host Engine Context Wrapper

3. 多Servlet与多实例关系

单Tomcat实例中的多Servlet

在一个Tomcat实例中，可以部署多个Servlet，类似于一个餐厅有多个厨师，每个厨师负责不同类型的菜肴：

java 复制代码

// 炒菜厨师
@WebServlet("/stirFry")
public class StirFryServlet extends HttpServlet {
    // 处理炒菜订单
}

// 炖汤厨师
@WebServlet("/soup")
public class SoupServlet extends HttpServlet {
    // 处理炖汤订单
}

多Tomcat实例部署

如果启动两个Tomcat实例（如8080和8081端口），可以类比为开设两家分店：

每家分店有自己独立的大堂经理（Tomcat实例）
每家分店有自己的厨师团队（Servlet实例）
两家分店的订单数据（Session）是独立的，顾客在A店的会员信息不会同步到B店

六、关键接口关系图

Servlet +init(ServletConfig) +service(ServletRequest, ServletResponse) +destroy() HttpServlet +doGet(HttpServletRequest, HttpServletResponse) +doPost(HttpServletRequest, HttpServletResponse) ServletRequest +getParameter(String) +getAttribute(String) HttpServletRequest +getSession() +getHeader(String) +getMethod() ServletResponse +setContentType(String) +getWriter() HttpServletResponse +sendRedirect(String) +setStatus(int)

七、关键总结

Servlet：是Java Web应用的核心组件，负责处理业务逻辑，类似于餐厅中的厨师
Tomcat：是Servlet的运行容器，负责网络连接和Servlet生命周期管理，类似于餐厅的大堂经理
HttpServletRequest：封装客户端请求信息，是Servlet与客户端通信的桥梁，类似于餐厅中的订单表

三者共同构成了Java Web应用的基础架构，理解它们的工作原理对于开发高效、稳定的Web应用至关重要。在实际开发中，还需要注意Servlet的线程安全问题以及多实例部署时的数据一致性问题。同时，在实际应用中Spring的底层其实已经帮我们自动实现并注册了一个Servlet，并拦截了所有http请求，让我们更专注于业务的开发。感兴趣的可以看我另一篇文章"Spring 项目中未写 Servlet，Controller 层却能处理请求的原因剖析"