当用户在浏览器输入一个 URL 并访问服务器时， 这个请求是如何到达对应的 Servlet 的？

当用户在浏览器输入一个 URL 并按下回车键后，这个请求到达对应的 Servlet 的过程涉及多个层面和组件。下面是我们一起分析一下：

1. 浏览器解析 URL:

   • 用户输入 http://www.example.com:8080/myapp/userServlet?action=login
   • 浏览器解析出：
     • 协议 (Protocol): http
     • 主机名 (Hostname): www.example.com
     • 端口 (Port): 8080 (如果是 http 默认 80，https 默认 443，这里显式指定了 8080)
     • 路径 (Path): /myapp/userServlet
     • 查询参数 (Query String): action=login

2. DNS 查询:

   • 浏览器首先检查本地缓存中是否有 www.example.com 对应的 IP 地址。
   • 如果没有，它会向操作系统的 DNS 解析器发出请求。
   • 操作系统会检查自己的缓存，然后可能向本地网络配置的 DNS 服务器（通常由 ISP 提供）发送查询。
   • DNS 服务器会进行递归或迭代查询，最终从权威 DNS 服务器获取 www.example.com 的 IP 地址（例如 192.168.1.100）。
   • 这个 IP 地址返回给浏览器。

3. 建立 TCP 连接:

   • 浏览器使用获取到的 IP 地址 (192.168.1.100) 和端口号 (8080) 与服务器发起一个 TCP 连接。
   • 这通常涉及 TCP 的三次握手（SYN, SYN-ACK, ACK）过程，确保客户端和服务器之间建立了可靠的通信通道。
   • 如果是 HTTPS 请求，在 TCP 连接建立之后，还会进行 SSL/TLS 握手，以建立安全的加密通道。

4. 发送 HTTP 请求:

   • TCP 连接建立后，浏览器会构建一个 HTTP 请求报文，并通过这个连接发送给服务器。
   • 请求报文示例：

     GET /myapp/userServlet?action=login HTTP/1.1
     Host: www.example.com:8080
     User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) ...
     Accept: text/html,application/xhtml+xml,...
     Accept-Language: en-US,en;q=0.5
     Connection: keep-alive
     // ... 其他头部信息
     

   • 关键部分是请求行 (GET /myapp/userServlet?action=login HTTP/1.1) 和 Host 头部。

5. 服务器接收请求 (Web 服务器 / 应用服务器):

   • 请求到达服务器的 IP 地址和指定端口 (192.168.1.100:8080)。
   • 监听器 (Listener/Connector): 在这个端口上监听的是 Servlet 容器（如 Tomcat, Jetty, JBoss/WildFly, WebLogic 等）的连接器组件。例如，Tomcat 的 Coyote Connector。
     • 可选的 Web 服务器 (如 Apache HTTP Server, Nginx): 有时，在 Servlet 容器前面会有一个专门的 Web 服务器。这个 Web 服务器可能处理静态内容、SSL 终止、负载均衡等，并将动态内容的请求（如 Servlet 请求）通过特定协议（如 AJP 或 HTTP 代理）转发给 Servlet 容器。如果存在这种情况，那么首先是这个 Web 服务器接收请求，然后转发。

6. Servlet 容器处理请求:

   • 解析请求: Servlet 容器的连接器接收到原始的 HTTP 请求字节流，并将其解析成一个 HttpServletRequest 对象和一个 HttpServletResponse 对象。
   • 上下文 (Context/Web Application) 选择:
     • 容器会根据请求 URL 的路径部分（/myapp/userServlet）来确定哪个 Web 应用（也称为上下文，Context）应该处理这个请求。
     • 在 Tomcat 中，这通常是通过匹配在 server.xml 或各个 Web 应用的 context.xml 中定义的上下文路径（Context Path，例如 /myapp）来完成的。
     • 一旦确定了是 myapp 这个 Web 应用来处理请求，后续的处理就在这个 Web 应用的范围内进行。

7. Servlet 映射 (Servlet Mapping):

   • 在选定的 Web 应用 (myapp) 内部，Servlet 容器需要根据请求 URI 的剩余部分 (/userServlet) 来找到具体的 Servlet 来处理请求。
   • 这个映射规则定义在 Web 应用的部署描述符 web.xml 文件中，或者通过 Servlet 3.0+ 的注解 (@WebServlet) 来定义。
   • web.xml 方式:

     <servlet><servlet-name>MyUserServlet</servlet-name><servlet-class>com.example.UserServlet</servlet-class>
     </servlet>
     <servlet-mapping><servlet-name>MyUserServlet</servlet-name><url-pattern>/userServlet</url-pattern> <!-- 这个模式匹配请求 -->
     </servlet-mapping>
     

   • 注解方式 (在 com.example.UserServlet.java 文件中):

     package com.example;import javax.servlet.annotation.WebServlet;
     import javax.servlet.http.HttpServlet;
     // ...其他导入@WebServlet("/userServlet") // 这个注解的 URL 模式匹配请求
     public class UserServlet extends HttpServlet {// ... servlet 代码
     }
     

   • 容器会查找与 /userServlet 匹配的 url-pattern。匹配规则通常有：
     1. 精确匹配: /userServlet 完全匹配。
     2. 路径匹配: 例如 /user/* 会匹配 /user/login, /user/profile 等。
     3. 扩展名匹配: 例如 *.do 会匹配所有以 .do 结尾的路径。
     4. 默认 Servlet: 如果没有其他匹配，可能会交给一个默认的 Servlet（通常用于处理静态资源或返回 404）。
   • 在本例中，/userServlet 会精确匹配到名为 MyUserServlet（或直接通过注解指定的 UserServlet 类）的 Servlet。

8. 过滤器链 (Filter Chain) - 如果有:

   • 在请求到达目标 Servlet 之前，它可能会经过一个或多个过滤器 (javax.servlet.Filter)。
   • 过滤器的映射也定义在 web.xml 或通过 @WebFilter 注解。
   • 过滤器可以检查请求、修改请求/响应头、记录日志、进行身份验证/授权等。
   • 如果过滤器链中的某个过滤器决定不再将请求传递下去，它可以直接生成响应，请求就不会到达目标 Servlet。

9. Servlet 实例化和调用:

   • 如果这是第一次请求这个 Servlet，或者 Servlet 实例尚未被创建，Servlet 容器会：
     1. 加载 Servlet 类 (com.example.UserServlet)。
     2. 创建 Servlet 的一个实例。
     3. 调用该实例的 init() 方法（只调用一次，在 Servlet 生命周期中）。
   • 如果 Servlet 实例已经存在，容器会直接使用它。
   • 容器然后调用 Servlet 实例的 service(HttpServletRequest, HttpServletResponse) 方法，并将之前创建的 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 对象传递给它。
   • HttpServlet 的 service() 方法会根据 HTTP 请求的方法（GET, POST, PUT, DELETE 等）调用相应的 doGet(), doPost(), doPut(), doDelete() 等方法。在我们的例子中，因为是 GET 请求，所以会调用 UserServlet 的 doGet() 方法。

10. Servlet 处理请求:

    • UserServlet 的 doGet() 方法现在开始执行业务逻辑。
    • 它可以从 HttpServletRequest 对象中获取参数（如 request.getParameter("action") 会得到 “login”）、头部信息、请求体等。
    • 它可以与后端服务、数据库等交互。
    • 它会使用 HttpServletResponse 对象来设置响应状态码、响应头，并写入响应体（例如 HTML 页面、JSON 数据等）。

11. 响应返回:

    • 当 Servlet 的 doGet() (或其他 doXXX) 方法执行完毕后，控制权返回给 Servlet 容器。
    • 如果之前有过滤器，响应会反向通过过滤器链，允许过滤器修改响应。
    • Servlet 容器将 HttpServletResponse 对象中的内容（状态行、头部、响应体）组装成一个 HTTP 响应报文。
    • 通过之前建立的 TCP 连接，将 HTTP 响应报文发送回浏览器。

12. 浏览器渲染:

    • 浏览器接收到 HTTP 响应。
    • 如果响应是 HTML，浏览器会解析 HTML、CSS，执行 JavaScript，并渲染页面给用户看。
    • 如果 HTTP 头部中 Connection: keep-alive，TCP 连接可能会保持打开状态以备后续请求；否则，连接可能会关闭。

这个过程涉及了网络通信、DNS 解析、TCP/IP 协议栈、Web 服务器（可选）、Servlet 容器内部的复杂机制（连接器、上下文管理、Servlet 映射、过滤器、Servlet 生命周期管理）。核心在于 Servlet 容器如何根据请求的 URL 将其路由到正确的 Web 应用，并进一步路由到该应用中正确的 Servlet。