[JavaWeb]模拟一个简易的Tomcat服务(Servlet注解)

大家天天开心！

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前言
一、对我的这个Tomcat简介：
二、完整详细代码：
- 下面是代码的详细解释：
总结

前言

我们在最开始学JavaWeb的时候，是需要配置web.xml文件，来找到Servlet相应的服务，然后还有以注解的方式，这里要清楚注解的方式是@interface.然后我想带着大家了解一下Tomcat到底替我们干了多少事，我们就知道Tomcat有多牛逼了。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、对我的这个Tomcat简介：

该Tomcat（或其他Servlet容器）是通过反射获取@WebServlet注解信息并实例化Servlet的。

对于这个写的Tomcat服务所完成的：

反射运用正确：你使用 Class.forName()加载类，并用 getAnnotation(WebServlet.class)获取注解对象，这是标准做法。
成功提取注解信息：你通过 annotation.urlPatterns()拿到了配置的URL模式，这正是Servlet容器建立映射关系的关键。
实例化Servlet：使用 aClass.newInstance()（注：较新JDK版本推荐使用 getDeclaredConstructor().newInstance()）创建了Servlet实例，模拟了容器初始化Servlet的过程。

二、完整详细代码：

java 复制代码

package com.hspedu.servlet.annotation;

import com.sun.net.httpserver.HttpServer;
import com.sun.net.httpserver.HttpsServer;

import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import java.util.HashMap;

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 模拟一把Tomcat是如果通过 @WebServlet(urlPatterns = {"/ok1", "/ok2"})
 * 来装载一个Servlet的
 *
 * 说明：这代码主要的目的，就是打破 注解的神秘感
 */
public class TestAnnotationServlet {

    private static final HashMap<String, Object> hm = new HashMap<>();

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {

        //1. 首先要得到扫描的包 路径 io, 进而得到类的全路径
        String classAllPath = "com.hspedu.servlet.annotation.OkServlet";
        //2. 得到 OkServlet的Class对象
        Class<?> aClass = Class.forName(classAllPath);
        //3. 通过class对象，得到Annotation
        WebServlet annotation = aClass.getAnnotation(WebServlet.class);
        System.out.println(annotation);
        String[] strings = annotation.urlPatterns();
        for (String url : strings) {
            System.out.println("url= " + url);
        }

        //如果匹配url,如果是第一次，tomcat就会创建一个OkServlet实例，放入到hashmap
        Object instance = aClass.newInstance();
        System.out.println("instance= " + instance);//OkServlet

        //简单的模拟，没有深入.
        hm.put("OkServlet", instance);

        System.out.println(hm);

    }
}

你的代码	完整的 Tomcat
手动指定 `OkServlet`的全类名进行加载。	自动扫描整个 classpath 或指定包下的所有类，寻找带有 `@WebServlet`等注解的类。
使用 `HashMap<String, Object>`存储实例。	使用复杂的上下文和生命周期管理。`HashMap`的 value 通常是 Servlet 实例，key 则是其配置名或 URL 模式。
没有 HTTP 服务器功能，无法接收和处理实际请求。	包含一个 HTTP 服务器（基于 Socket），监听端口，解析 HTTP 协议，并将请求路由到对应的 Servlet。
实例化后直接放入 Map，没有初始化过程。	在 Servlet 实例化后，会回调其 `init(ServletConfig)`方法，完成初始化。
没有请求处理和分发逻辑。	接收到 HTTP 请求后，根据 URL 查找映射到哪个 Servlet ，然后调用该 Servlet 的 `service`方法，进而分发到 `doGet`或 `doPost`等方法。

下面是代码的详细解释：

java 复制代码

String classAllPath = "com.hspedu.servlet.annotation.OkServlet";
Class<?> aClass = Class.forName(classAllPath);

- 这行代码手动指定了要加载的 Servlet 类的全限定名。在实际的 Tomcat 中，这个过程是自动的 。Tomcat 会扫描整个 Web 应用（如 WAR 包的 WEB-INF/classes和 WEB-INF/lib中的 JAR 包），找到所有带有 @WebServlet注解的类。
- Class.forName()方法利用 Java 的反射机制 ，根据类名动态地加载这个类到 JVM 中，并返回它的 Class对象。这是所有后续操作的基础。

java 复制代码

WebServlet annotation = aClass.getAnnotation(WebServlet.class);
System.out.println(annotation);

通过 Class对象的 getAnnotation()方法，并传入注解的类型（WebServlet.class），可以获取到该类上的特定注解对象。
如果这个类上确实标注了 @WebServlet，那么这里返回的就是一个包含了所有注解属性值的 WebServlet注解实例。如果不存在，则返回 null。
打印 annotation可以看到注解的具体信息，如 @javax.servlet.annotation.WebServlet(urlPatterns={"/ok1", "/ok2"}, ...)。

java 复制代码

String[] strings = annotation.urlPatterns();
for (String url : strings) {
    System.out.println("url= " + url);
}

这是整个模拟的关键目的 。从注解对象中，你可以调用其方法（如 urlPatterns()）来获取配置的属性值。
Tomcat 在启动时就是这样做的 ：它读取所有 Servlet 类上的 @WebServlet注解，建立了一个 URL 路径到 Servlet 类的映射表。

java 复制代码

Object instance = aClass.newInstance(); // 注意：较新JDK推荐getDeclaredConstructor().newInstance()
System.out.println("instance= " + instance);

通过 Class对象的 newInstance()方法（注：较新版本的 JDK 已弃用此方法，推荐使用 getDeclaredConstructor().newInstance() ），可以创建该 Servlet 类的一个新实例。
Tomcat 正是在这个时候创建 Servlet 实例的（通常在容器启动或首次请求时，取决于配置）。
打印出的 instance应该是类似 com.hspedu.servlet.annotation.OkServlet@xxx的形式，证明实例化成功了。

java 复制代码

hm.put("OkServlet", instance);
System.out.println(hm);

这里用一个 HashMap来模拟 Tomcat 内部用于管理 Servlet 实例的容器。
在真实的 Tomcat 中，维护了一个更为复杂但功能类似的结构，用来根据 URL 查找并获取对应的 Servlet 实例来处理请求。

总结

最核心的"发现"和"装载"机制：

发现 (Discovery)：通过扫描或配置，找到所有需要管理的 Servlet 类。
解析 (Parsing) ：读取类上的元信息（这里是 @WebServlet注解），特别是 URL 映射。
装载 (Loading & Instantiation) ：使用反射机制动态地创建这些 Servlet 的实例。
管理 (Management)：将实例存储起来，建立 URL 到实例的映射关系，以备请求时调用。

如果要让这个模拟更接近真实的 Tomcat，接下来可以考虑：

实现一个简单的 HTTP 服务器 ：使用 ServerSocket监听端口（如 8080）。
解析 HTTP 请求 ：从 Socket 连接中读取数据，解析出请求的 URL 路径。
实现请求分发 ：根据解析出的路径，从你的 HashMap里找到对应的 Servlet 实例，然后通过反射调用其 service方法。