29 比较：Jetty如何实现具有上下文信息的责任链？ 我们知道Tomcat和Jetty的核心功能是处理请求，并且请求的处理者不止一个，因此Tomcat和Jetty都实现了责任链模式，其中Tomcat是通过Pipeline-Valve来实现的，而Jetty是通过HandlerWrapper来实现的。HandlerWrapper中保存了下一个Handler的引用，将各Handler组成一个链表，像下面这样：

WebAppContext -> SessionHandler -> SecurityHandler -> ServletHandler

这样链中的Handler从头到尾能被依次调用，除此之外，Jetty还实现了“回溯”的链式调用，那就是从头到尾依次链式调用Handler的方法A，完成后再回到头节点，再进行一次链式调用，只不过这一次调用另一个方法B。你可能会问，一次链式调用不就够了吗，为什么还要回过头再调一次呢？这是因为一次请求到达时，Jetty需要先调用各Handler的初始化方法，之后再调用各Handler的请求处理方法，并且初始化必须在请求处理之前完成。

而Jetty是通过ScopedHandler来做到这一点的，那ScopedHandler跟HandlerWrapper有什么关系呢？ScopedHandler是HandlerWrapper的子类，我们还是通过一张图来回顾一下各种Handler的继承关系：

从图上我们看到，ScopedHandler是Jetty非常核心的一个Handler，跟Servlet规范相关的Handler，比如ContextHandler、SessionHandler、ServletHandler、WebappContext等都直接或间接地继承了ScopedHandler。

今天我就分析一下ScopedHandler是如何实现“回溯”的链式调用的。

HandlerWrapper

为了方便理解，我们先来回顾一下HandlerWrapper的源码： public class HandlerWrapper extends AbstractHandlerContainer { protected Handler _handler; @Override public void handle(String target, Request baseRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { Handler handler=_handler; if (handler!=null) handler.handle(target,baseRequest, request, response); } }

从代码可以看到它持有下一个Handler的引用，并且会在handle方法里调用下一个Handler。

ScopedHandler

ScopedHandler的父类是HandlerWrapper，ScopedHandler重写了handle方法，在HandlerWrapper的handle方法的基础上引入了doScope方法。 public final void handle(String target, Request baseRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { if (isStarted()) { if (_outerScope==null) doScope(target,baseRequest,request, response); else doHandle(target,baseRequest,request, response); } }

上面的代码中是根据

_outerScope 是否为null来判断是使用doScope还是doHandle方法。那

_outScope 又是什么呢？

_outScope 是ScopedHandler引入的一个辅助变量，此外还有一个

_nextScope 变量。

protected ScopedHandler _outerScope; protected ScopedHandler _nextScope; private static final ThreadLocal __outerScope= new ThreadLocal();

我们看到

__outerScope 是一个ThreadLocal变量，ThreadLocal表示线程的私有数据，跟特定线程绑定。需要注意的是

__outerScope 实际上保存了一个ScopedHandler。

下面通过我通过一个例子来说明

_outScope 和

_nextScope 的含义。我们知道ScopedHandler继承自HandlerWrapper，所以也是可以形成Handler链的，Jetty的源码注释中给出了下面这样一个例子： ScopedHandler scopedA; ScopedHandler scopedB; HandlerWrapper wrapperX; ScopedHandler scopedC; scopedA.setHandler(scopedB); scopedB.setHandler(wrapperX); wrapperX.setHandler(scopedC)

经过上面的设置之后，形成的Handler链是这样的：

上面的过程只是设置了

_handler 变量，那

_outScope 和

_nextScope 需要设置成什么样呢？为了方便你理解，我们先来看最后的效果图：

从上图我们看到：scopedA的

_nextScope=scopedB ，scopedB的

_nextScope=scopedC ，为什么scopedB的

_nextScope 不是WrapperX呢，因为WrapperX不是一个ScopedHandler。scopedC的

_nextScope 是null（因为它是链尾，没有下一个节点）。因此我们得出一个结论：

_nextScope 指向下一个Scoped节点的引用，由于WrapperX不是Scoped节点，它没有

_outScope 和

_nextScope 变量。

注意到scopedA的

_outerScope 是null，scopedB和scopedC的

_outScope 都是指向scopedA，即

_outScope 指向的是当前Handler链的头节点，头节点本身

_outScope 为null。

弄清楚了

_outScope 和

_nextScope 的含义，下一个问题就是对于一个ScopedHandler对象如何设置这两个值以及在何时设置这两个值。答案是在组件启动的时候，下面是ScopedHandler中的doStart方法源码： @Override protected void doStart() throws Exception { try { //请注意_outScope是一个实例变量，而__outerScope是一个全局变量。先读取全局的线程私有变量__outerScope到_outerScope中 _outerScope=__outerScope.get(); //如果全局的__outerScope还没有被赋值，说明执行doStart方法的是头节点 if (_outerScope==null) //handler链的头节点将自己的引用填充到__outerScope __outerScope.set(this); //调用父类HandlerWrapper的doStart方法 super.doStart(); //各Handler将自己的_nextScope指向下一个ScopedHandler _nextScope= getChildHandlerByClass(ScopedHandler.class); } finally { if (_outerScope==null) __outerScope.set(null); } }

你可能会问，为什么要设计这样一个全局的

__outerScope ，这是因为这个变量不能通过方法参数在Handler链中进行传递，但是在形成链的过程中又需要用到它。

你可以想象，当scopedA调用start方法时，会把自己填充到

__scopeHandler 中，接着scopedA调用

super.doStart 。由于scopedA是一个HandlerWrapper类型，并且它持有的

_handler 引用指向的是scopedB，所以

super.doStart 实际上会调用scopedB的start方法。

这个方法里同样会执行scopedB的doStart方法，不过这次

__outerScope.get 方法返回的不是null而是scopedA的引用，所以scopedB的

_outScope 被设置为scopedA。

接着

super.dostart 会进入到scopedC，也会将scopedC的

_outScope 指向scopedA。到了scopedC执行doStart方法时，它的

_handler 属性为null（因为它是Handler链的最后一个），所以它的

super.doStart 会直接返回。接着继续执行scopedC的doStart方法的下一行代码： _nextScope=(ScopedHandler)getChildHandlerByClass(ScopedHandler.class)

对于HandlerWrapper来说getChildHandlerByClass返回的就是其包装的

_handler 对象，这里返回的就是null。所以scopedC的

_nextScope 为null，这段方法结束返回后继续执行scopedB中的doStart中，同样执行这句代码：

_nextScope=(ScopedHandler)getChildHandlerByClass(ScopedHandler.class)

因为scopedB的

_handler 引用指向的是scopedC，所以getChildHandlerByClass返回的结果就是scopedC的引用，即scopedB的

_nextScope 指向scopedC。

同理scopedA的

_nextScope 会指向scopedB。scopedA的doStart方法返回之后，其

_outScope 为null。请注意执行到这里只有scopedA的

_outScope 为null，所以doStart中finally部分的逻辑被触发，这个线程的ThreadLocal变量又被设置为null。 finally { if (_outerScope==null) __outerScope.set(null); }

你可能会问，费这么大劲设置

_outScope 和

_nextScope 的值到底有什么用？如果你觉得上面的过程比较复杂，可以跳过这个过程，直接通过图来理解

_outScope 和

_nextScope 的值，而这样设置的目的是用来控制doScope方法和doHandle方法的调用顺序。

实际上在ScopedHandler中对于doScope和doHandle方法是没有具体实现的，但是提供了nextHandle和nextScope两个方法，下面是它们的源码： public void doScope(String target, Request baseRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { nextScope(target,baseRequest,request,response); } public final void nextScope(String target, Request baseRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { if (_nextScope!=null) _nextScope.doScope(target,baseRequest,request, response); else if (_outerScope!=null) _outerScope.doHandle(target,baseRequest,request, response); else doHandle(target,baseRequest,request, response); } public abstract void doHandle(String target, Request baseRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException; public final void nextHandle(String target, final Request baseRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { if (_nextScope!=null && _nextScope==_handler) _nextScope.doHandle(target,baseRequest,request, response); else if (_handler!=null) super.handle(target,baseRequest,request,response); }

从nextHandle和nextScope方法大致上可以猜到doScope和doHandle的调用流程。我通过一个调用栈来帮助你理解：

A.handle(…) A.doScope(…) B.doScope(…) C.doScope(…) A.doHandle(…) B.doHandle(…) X.handle(…) C.handle(…) C.doHandle(…)

因此通过设置

_outScope 和

_nextScope 的值，并且在代码中判断这些值并采取相应的动作，目的就是让ScopedHandler链上的doScope方法在doHandle、handle方法之前执行。并且不同ScopedHandler的doScope都是按照它在链上的先后顺序执行的，doHandle和handle方法也是如此。

这样ScopedHandler帮我们把调用框架搭好了，它的子类只需要实现doScope和doHandle方法。比如在doScope方法里做一些初始化工作，在doHanlde方法处理请求。

ContextHandler

接下来我们来看看ScopedHandler的子类ContextHandler是如何实现doScope和doHandle方法的。ContextHandler可以理解为Tomcat中的Context组件，对应一个Web应用，它的功能是给Servlet的执行维护一个上下文环境，并且将请求转发到相应的Servlet。那什么是Servlet执行的上下文？我们通过ContextHandler的构造函数来了解一下： private ContextHandler(Context context, HandlerContainer parent, String contextPath) { //_scontext就是Servlet规范中的ServletContext _scontext = context == null?new Context():context; //Web应用的初始化参数 _initParams = new HashMap<String, String>(); … }

我们看到ContextHandler维护了ServletContext和Web应用的初始化参数。那ContextHandler的doScope方法做了些什么呢？我们看看它的关键代码：

public void doScope(String target, Request baseRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { … //1.修正请求的URL，去掉多余的’/’，或者加上’/’ if (_compactPath) target = URIUtil.compactPath(target); if (!checkContext(target,baseRequest,response)) return; if (target.length() > _contextPath.length()) { if (_contextPath.length() > 1) target = target.substring(_contextPath.length()); pathInfo = target; } else if (_contextPath.length() == 1) { target = URIUtil.SLASH; pathInfo = URIUtil.SLASH; } else { target = URIUtil.SLASH; pathInfo = null; } //2.设置当前Web应用的类加载器 if (_classLoader != null) { current_thread = Thread.currentThread(); old_classloader = current_thread.getContextClassLoader(); current_thread.setContextClassLoader(_classLoader); } //3. 调用nextScope nextScope(target,baseRequest,request,response); … }

从代码我们看到在doScope方法里主要是做了一些请求的修正、类加载器的设置，并调用nextScope，请你注意nextScope调用是由父类ScopedHandler实现的。接着我们来ContextHandler的doHandle方法：

public void doHandle(String target, Request baseRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { final DispatcherType dispatch = baseRequest.getDispatcherType(); final boolean new_context = baseRequest.takeNewContext(); try { //请求的初始化工作,主要是为请求添加ServletRequestAttributeListener监听器,并将”开始处理一个新请求”这个事件通知ServletRequestListener if (new_context) requestInitialized(baseRequest,request); … //继续调用下一个Handler，下一个Handler可能是ServletHandler、SessionHandler … nextHandle(target,baseRequest,request,response); } finally { //同样一个Servlet请求处理完毕，也要通知相应的监听器 if (new_context) requestDestroyed(baseRequest,request); } }

从上面的代码我们看到ContextHandler在doHandle方法里分别完成了相应的请求处理工作。

本期精华

今天我们分析了Jetty中ScopedHandler的实现原理，剖析了如何实现链式调用的“回溯”。主要是确定了doScope和doHandle的调用顺序，doScope依次调用完以后，再依次调用doHandle，它的子类比如ContextHandler只需要实现doScope和doHandle方法，而不需要关心它们被调用的顺序。

这背后的原理是，ScopedHandler通过递归的方式来设置

_outScope 和

_nextScope 两个变量，然后通过判断这些值来控制调用的顺序。递归是计算机编程的一个重要的概念，在各种面试题中也经常出现，如果你能读懂Jetty中的这部分代码，毫无疑问你已经掌握了递归的精髓。

另外我们进行层层递归调用中需要用到一些变量，比如ScopedHandler中的

__outerScope ，它保存了Handler链中的头节点，但是它不是递归方法的参数，那参数怎么传递过去呢？一种可能的办法是设置一个全局变量，各Handler都能访问到这个变量。但这样会有线程安全的问题，因此ScopedHandler通过线程私有数据ThreadLocal来保存变量，这样既达到了传递变量的目的，又没有线程安全的问题。

课后思考

ScopedHandler的doStart方法，最后一步是将线程私有变量

__outerScope 设置成null，为什么需要这样做呢？

不知道今天的内容你消化得如何？如果还有疑问，请大胆的在留言区提问，也欢迎你把你的课后思考和心得记录下来，与我和其他同学一起讨论。如果你觉得今天有所收获，欢迎你把它分享给你的朋友。

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/%e6%b7%b1%e5%85%a5%e6%8b%86%e8%a7%a3Tomcat%20%20Jetty/29%20%e6%af%94%e8%be%83%ef%bc%9aJetty%e5%a6%82%e4%bd%95%e5%ae%9e%e7%8e%b0%e5%85%b7%e6%9c%89%e4%b8%8a%e4%b8%8b%e6%96%87%e4%bf%a1%e6%81%af%e7%9a%84%e8%b4%a3%e4%bb%bb%e9%93%be%ef%bc%9f.md