从零手写实现 apache Tomcat-02-web.xml 入门详细介绍

创作缘由

平时使用 tomcat 等 web 服务器不可谓不多，但是一直一知半解。

于是想着自己实现一个简单版本，学习一下 tomcat 的精髓。

系列教程

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从零手写实现 tomcat-08-tomcat 如何与 springboot 集成？

从零手写实现 tomcat-09-servlet 处理类

从零手写实现 tomcat-10-static resource 静态资源文件

从零手写实现 tomcat-11-filter 过滤器

从零手写实现 tomcat-12-listener 监听器

web.xml

web 应用，最核心的文件大概就是 web.xml 了。

在Java Web应用中，web.xml是一个非常重要的配置文件，它告诉服务器你的应用是怎么工作的，就像一个说明书一样。

例子

一般如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<web-app>

    <!-- servlet 配置 -->
    <servlet>
        <servlet-name>my</servlet-name>
        <servlet-class>com.github.houbb.minicat.support.servlet.MyMiniCatHttpServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>my</servlet-name>
        <url-pattern>/my</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <!-- Filter 配置 -->
    <filter>
        <filter-name>LoggingFilter</filter-name>
        <filter-class>com.github.houbb.minicat.support.filter.MyMiniCatLoggingHttpFilter</filter-class>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>LoggingFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

    <!-- Listener 配置 -->
    <listener>
        <listener-class>com.github.houbb.minicat.support.listener.foo.MyServletContextAttrListener</listener-class>
    </listener>
</web-app>

详细介绍

这个文件里头写的都是些XML标签，每个标签都有它自己的作用，咱们一个一个来看：

1. <web-app>：这是整个web.xml文件的根标签，所有的配置都在这个标签里面。

2. <servlet>：这个标签用来定义一个Servlet。Servlet是Java Web应用中用来处理HTTP请求的程序。在这段代码里，我们定义了一个名为my的Servlet，它的完整类名是com.github.houbb.minicat.support.servlet.MyMiniCatHttpServlet。

3. <servlet-name>：这是Servlet的名称，用来在其他地方引用这个Servlet。

4. <servlet-class>：这是Servlet的完整类名，服务器会用这个类名来创建Servlet的实例。

5. <servlet-mapping>：这个标签用来定义Servlet和URL之间的映射关系。当有请求到达服务器，服务器会根据这个映射关系，决定由哪个Servlet来处理请求。

6. <servlet-name>（在<servlet-mapping>里）：它引用上面定义的Servlet的名称。

7. <url-pattern>：这是URL的模式，服务器会用这个模式来匹配请求的URL。在这个例子里，所有以/my结尾的请求都会由名为my的Servlet来处理。

8. <filter>：这个标签用来定义一个Filter，Filter是Java Web应用中的一个组件，用来拦截请求和响应，做一些处理，比如日志记录、安全控制等。

9. <filter-name>：这是Filter的名称，用来在其他地方引用这个Filter。

10. <filter-class>：这是Filter的完整类名，服务器会用这个类名来创建Filter的实例。

11. <filter-mapping>：这个标签用来定义Filter的过滤规则，决定哪些请求会被这个Filter处理。

12. <url-pattern>（在<filter-mapping>里）：这是URL的模式，在这个例子里，/*表示所有的请求都会被LoggingFilter这个Filter处理。

13. <listener>：这个标签用来定义一个Listener，Listener是Java Web应用中的一个组件，用来监听应用中的某些事件，比如应用启动、关闭等。

14. <listener-class>：这是Listener的完整类名，服务器会用这个类名来创建Listener的实例。

通过这个web.xml文件，服务器就知道你的应用有哪些Servlet、Filter和Listener，以及它们都是怎么工作的。

这样，当有请求到达服务器时，服务器就能够正确地处理这些请求，把它们交给合适的Servlet来处理，让Filter在处理前后做一些额外的工作，以及在应用的生命周期中触发Listener的事件。

简单来说，web.xml就是一个告诉服务器你的Web应用是怎么运作的配置说明书。

从零手写例子

 /\_/\  
( o.o ) 
 > ^ <

mini-cat 是简易版本的 tomcat 实现。别称【嗅虎】(心有猛虎，轻嗅蔷薇。)

开源地址：https://github.com/houbb/minicat

servlet 标准的 listener

servlet-api 4.0.1 版本源码

ServletContextListener

/** 
 * 用于接收关于ServletContext生命周期变化的通知事件的接口。
 *
 * <p>为了接收这些通知事件，实现类必须在Web应用程序的部署描述符中声明，用javax.servlet.annotation.WebListener注解标注，或者通过ServletContext定义的addListener方法之一进行注册。
 *
 * <p>该接口的实现会在它们被声明的顺序中调用其contextInitialized方法，并在相反的顺序中调用它们的contextDestroyed方法。
 *
 * @see ServletContextEvent
 *
 * @since Servlet 2.3
 */
public interface ServletContextListener extends EventListener {

    /**
     * 收到通知，Web应用程序初始化过程正在开始。
     *
     * <p>在Web应用程序中的任何过滤器或Servlet初始化之前，所有ServletContextListeners都会收到上下文初始化的通知。
     *
     * @param sce 包含正在初始化的ServletContext的ServletContextEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void contextInitialized(ServletContextEvent sce) {}

    /**
     * 收到通知，ServletContext即将关闭。
     *
     * <p>在任何ServletContextListeners被通知上下文销毁之前，所有Servlet和过滤器都将被销毁。
     *
     * @param sce 包含正在销毁的ServletContext的ServletContextEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce) {}
}

ServletContextAttributeListener

/**
 * 用于接收关于ServletContext属性更改的通知事件的接口。
 *
 * <p>为了接收这些通知事件，实现类必须在Web应用程序的部署描述符中声明，用javax.servlet.annotation.WebListener注解标注，或者通过ServletContext定义的addListener方法之一进行注册。
 *
 * <p>调用此接口的实现的顺序是未指定的。
 *
 * @see ServletContextAttributeEvent
 *
 * @since Servlet 2.3
 */

public interface ServletContextAttributeListener extends EventListener {

    /**
     * 收到通知，已将属性添加到ServletContext。
     *
     * @param event 包含被添加属性的ServletContext，以及属性的名称和值的ServletContextAttributeEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void attributeAdded(ServletContextAttributeEvent event) {}

    /**
     * 收到通知，已从ServletContext中移除属性。
     *
     * @param event 包含被移除属性的ServletContext，以及属性的名称和值的ServletContextAttributeEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void attributeRemoved(ServletContextAttributeEvent event) {}

    /*
     * 收到通知，已在ServletContext中替换属性。
     *
     * @param event 包含被替换属性的ServletContext，以及属性的名称和旧值的ServletContextAttributeEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void attributeReplaced(ServletContextAttributeEvent event) {}
}

ServletRequestListener

/**
 * 用于接收关于请求进入和离开Web应用程序范围的通知事件的接口。
 *
 * <p>当ServletRequest即将进入Web应用程序的第一个Servlet或过滤器时，它被定义为进入Web应用程序范围；当它退出链中的最后一个Servlet或第一个过滤器时，它被定义为离开范围。
 *
 * <p>为了接收这些通知事件，实现类必须在Web应用程序的部署描述符中声明，用javax.servlet.annotation.WebListener注解标注，或者通过ServletContext定义的addListener方法之一进行注册。
 *
 * <p>该接口的实现会按照它们被声明的顺序调用其requestInitialized方法，并按相反的顺序调用它们的requestDestroyed方法。
 *
 * @since Servlet 2.4
 */

public interface ServletRequestListener extends EventListener {

    /**
     * 收到通知，一个ServletRequest即将离开Web应用程序的范围。
     *
     * @param sre 包含ServletRequest和表示Web应用程序的ServletContext的ServletRequestEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void requestDestroyed(ServletRequestEvent sre) {}

    /**
     * 收到通知，一个ServletRequest即将进入Web应用程序的范围。
     *
     * @param sre 包含ServletRequest和表示Web应用程序的ServletContext的ServletRequestEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void requestInitialized(ServletRequestEvent sre) {}
}

ServletRequestAttributeListener

/**
 * 用于接收关于ServletRequest属性更改的通知事件的接口。
 *
 * <p>当请求处于Web应用程序的范围内时，将生成通知。一个ServletRequest被定义为进入Web应用程序范围时，它即将进入Web应用程序的第一个Servlet或过滤器；当它退出链中的最后一个Servlet或第一个过滤器时，它被定义为离开范围。
 *
 * <p>为了接收这些通知事件，实现类必须在Web应用程序的部署描述符中声明，用javax.servlet.annotation.WebListener注解标注，或者通过ServletContext定义的addListener方法之一进行注册。
 *
 * <p>调用此接口的实现的顺序是未指定的。
 *
 * @since Servlet 2.4
 */

public interface ServletRequestAttributeListener extends EventListener {

    /**
     * 收到通知，已将属性添加到ServletRequest。
     *
     * @param srae 包含ServletRequest以及已添加的属性的名称和值的ServletRequestAttributeEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void attributeAdded(ServletRequestAttributeEvent srae) {}

    /**
     * 收到通知，已从ServletRequest中移除属性。
     *
     * @param srae 包含ServletRequest以及已移除的属性的名称和值的ServletRequestAttributeEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void attributeRemoved(ServletRequestAttributeEvent srae) {}

    /**
     * 收到通知，已在ServletRequest上替换属性。
     *
     * @param srae 包含ServletRequest以及已替换属性的名称和（旧）值的ServletRequestAttributeEvent
     *
     * @implSpec
     * 默认实现不采取任何操作。
     */
    default public void attributeReplaced(ServletRequestAttributeEvent srae) {}
}

ReadListener

/**
 * <p>
 * 此类代表一个回调机制，当HTTP请求数据可用但无需阻塞时，将通知实现。
 * </p>
 *
 * @since Servlet 3.1
 */
public interface ReadListener extends EventListener {

    /**
     * 当<code>ReadListener</code>的实例注册到一个{@link ServletInputStream}时，
     * 当可以读取数据时，容器将首次调用此方法。随后，只有在调用了{@link javax.servlet.ServletInputStream#isReady()}方法并且返回<code>false</code>的情况下，容器才会调用此方法，并且随后数据已经可用于读取时。
     *
     * @throws IOException 如果在处理过程中发生与I/O相关的错误
     */
    public void onDataAvailable() throws IOException;

    /**
     * 当当前请求的所有数据已被读取时调用。
     *
     * @throws IOException 如果在处理过程中发生与I/O相关的错误
     */

    public void onAllDataRead() throws IOException;

    /**
     * 在处理请求时发生错误时调用。
     *
     * @param t 可以指示读取操作失败的throwable
     */
    public void onError(Throwable t);


}

WriteListener

/**
 *
 * 回调通知机制，向开发人员发出信号，表明可以在不阻塞的情况下编写内容。
 *
 * @since Servlet 3.1
 */
public interface WriteListener extends EventListener {

    /**
     * 当WriteListener的实例注册到一个{@link ServletOutputStream}时，
     * 当可以写入数据时，容器将首次调用此方法。随后，只有在调用了{@link javax.servlet.ServletOutputStream#isReady()}方法并且返回<code>false</code>的情况下，容器才会调用此方法，并且随后变为可能的写操作。
     *
     * @throws IOException 如果在处理过程中发生与I/O相关的错误
     */
    public void onWritePossible() throws IOException;

    /**
     * 在使用非阻塞API写入数据时发生错误时调用。
     *
     * @param t 可以指示写入操作失败的throwable
     */
    public void onError(final Throwable t);

}

chat

Q: 详细介绍一下 tomcat web.xml

web.xml 是 Java Web 应用程序中的一个配置文件，用于配置 Servlet、过滤器、监听器等组件的部署信息和行为。以下是对 web.xml 的详细介绍：

1. 根元素 <web-app>：
   • web.xml 的根元素是 <web-app>，它定义了整个部署描述符的开始和结束。
   • 可以通过 version 属性指定 Servlet 规范的版本，例如 <web-app version="3.1">。
2. Servlet 配置：
   • 使用 <servlet> 元素来配置 Servlet。每个 <servlet> 元素都必须包含一个 <servlet-name> 子元素和一个 <servlet-class> 子元素，分别指定 Servlet 的名称和类名。
   • 可以使用 <init-param> 子元素为 Servlet 指定初始化参数。
   • Servlet 的映射由 <servlet-mapping> 元素定义，将 Servlet 的名称与 URL 模式关联起来。
3. Filter 配置：
   • 使用 <filter> 元素来配置过滤器。每个 <filter> 元素必须包含一个 <filter-name> 子元素和一个 <filter-class> 子元素，分别指定过滤器的名称和类名。
   • 可以使用 <init-param> 子元素为过滤器指定初始化参数。
   • 过滤器的映射由 <filter-mapping> 元素定义，将过滤器的名称与 URL 模式关联起来。
4. Listener 配置：
   • 使用 <listener> 元素来配置监听器。每个 <listener> 元素必须包含一个 <listener-class> 子元素，指定监听器的类名。
   • 监听器在 Web 应用程序生命周期内监听事件的发生，比如 ServletContext 的创建和销毁、HttpSession 的创建和销毁等。
5. Error 页面配置：
   • 使用 <error-page> 元素来配置错误页面。可以为特定的 HTTP 错误码或 Java 异常类型指定错误页面。
   • 错误页面可以是静态页面或 Servlet。
6. Welcome 文件配置：
   • 使用 <welcome-file-list> 元素来配置欢迎文件列表。当用户请求的 URL 以斜杠结尾时，Servlet 容器会尝试寻找欢迎文件，并返回找到的第一个文件。
   • 可以列出多个欢迎文件，按照优先级顺序进行匹配。
7. Session 配置：
   • 使用 <session-config> 元素来配置会话管理参数。可以设置会话超时时间和会话追踪模式。
8. MIME 类型映射配置：
   • 使用 <mime-mapping> 元素来配置 MIME 类型映射。可以为特定的文件扩展名指定 MIME 类型。

以上是 web.xml 文件的主要组成部分和常见配置元素。随着 Servlet 规范的不断更新，一些配置也可能会有所变化或扩展。

基本的例子

以下是一个简单的示例 web.xml 文件，包含了上述提到的元素：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

    <!-- Servlet 配置 -->
    <servlet>
        <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.example.HelloServlet</servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>greeting</param-name>
            <param-value>Hello, World!</param-value>
        </init-param>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <!-- Filter 配置 -->
    <filter>
        <filter-name>LoggingFilter</filter-name>
        <filter-class>com.example.LoggingFilter</filter-class>
        <init-param>
            <param-name>logFile</param-name>
            <param-value>/var/log/myapp.log</param-value>
        </init-param>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>LoggingFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

    <!-- Listener 配置 -->
    <listener>
        <listener-class>com.example.MyServletContextListener</listener-class>
    </listener>

    <!-- Error 页面配置 -->
    <error-page>
        <error-code>404</error-code>
        <location>/error404.html</location>
    </error-page>

    <!-- Welcome 文件配置 -->
    <welcome-file-list>
        <welcome-file>index.html</welcome-file>
        <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
    </welcome-file-list>

    <!-- Session 配置 -->
    <session-config>
        <session-timeout>30</session-timeout>
        <tracking-mode>COOKIE</tracking-mode>
    </session-config>

    <!-- MIME 类型映射配置 -->
    <mime-mapping>
        <extension>pdf</extension>
        <mime-type>application/pdf</mime-type>
    </mime-mapping>
</web-app>

请注意，此示例使用了 Servlet 4.0 的 XML 模式和名称空间，与使用其他版本的 Servlet 规范可能有所不同。

详细介绍一下 welcome-file-list

welcome-file-list 元素是 web.xml 文件中的一个配置元素，用于定义 Web 应用程序的欢迎文件列表。

当用户访问 Web 应用程序的根目录时（即 http://example.com/），Servlet 容器会尝试寻找并返回欢迎文件列表中的第一个文件。

如果第一个文件不存在，则继续查找列表中的下一个文件，直到找到存在的文件或遍历完整个列表。

以下是对 welcome-file-list 的详细介绍：

1. 配置格式：
   • welcome-file-list 元素包含一个或多个 welcome-file 子元素，每个子元素都指定了一个欢迎文件的名称。
   • 欢迎文件应该是 Web 应用程序根目录下的静态文件，如 HTML 文件、JSP 文件等。
2. 优先级顺序：
   • 欢迎文件列表中的文件按照它们在列表中的顺序进行优先级排序。即第一个文件具有最高的优先级，依次类推。
3. 示例：

   <welcome-file-list>
       <welcome-file>index.html</welcome-file>
       <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
   </welcome-file-list>
   

   在上述示例中，如果用户访问了 Web 应用程序的根目录，Servlet 容器会首先尝试返回 index.html 文件。如果该文件不存在，则会继续尝试返回 index.jsp 文件。

4. 注意事项：
   • 如果 Web 应用程序的根目录下没有配置的欢迎文件或者 welcome-file-list 元素为空，则 Servlet 容器通常会返回目录列表或默认的欢迎页面（如果配置了）。
   • 欢迎文件列表的配置可以增加 Web 应用程序的易用性和用户体验，使用户能够更轻松地访问到他们需要的内容。

总之，welcome-file-list 元素允许您为您的 Web 应用程序定义一个或多个默认的欢迎文件，以确保用户在访问应用程序根目录时能够获得预期的内容。

页面请求地址是什么的时候会匹配这个页面？

当用户请求的 URL 是 Web 应用程序的根目录时，即请求地址末尾为斜杠 / 时，Servlet 容器会尝试匹配 welcome-file-list 中定义的欢迎文件列表。

例如，假设您的 Web 应用程序的根目录是 http://example.com/，那么当用户访问这个地址时，Servlet 容器将查找 welcome-file-list 中定义的欢迎文件列表，并尝试返回其中的第一个文件。

如果 welcome-file-list 中的第一个文件存在，Servlet 容器将返回该文件的内容；如果第一个文件不存在，Servlet 容器将继续尝试返回列表中的下一个文件，直到找到存在的文件或遍历完整个列表。

总之，当用户请求的 URL 是 Web 应用程序的根目录时，Servlet 容器会根据 welcome-file-list 中定义的欢迎文件列表来匹配并返回合适的欢迎文件。

Listener

在Java Web应用程序中，Listener（监听器）是一种特殊的Java类，用于监听Web应用程序中发生的事件并对其进行响应。

通过监听器，开发人员可以在特定事件发生时执行自定义的逻辑，从而实现更灵活和可定制化的Web应用程序。

以下是对Listener的详细介绍：

1. 类型：Listener在Java EE中有多种类型，用于监听不同类型的事件。

常见的Listener类型包括：

• ServletContextListener：监听ServletContext的创建和销毁事件。
• ServletContextAttributeListener：监听ServletContext属性的增加、删除和修改事件。
• HttpSessionListener：监听HttpSession的创建和销毁事件。
• HttpSessionAttributeListener：监听HttpSession属性的增加、删除和修改事件。
• ServletRequestListener：监听ServletRequest的创建和销毁事件。
• ServletRequestAttributeListener：监听ServletRequest属性的增加、删除和修改事件。
• …等等，还有其他自定义的Listener类型。

1. 作用：

Listener用于处理各种事件，可以在应用程序启动、销毁、会话创建、会话销毁等阶段执行相关逻辑。

它们可以用于进行初始化、资源加载、日志记录、权限验证、会话管理等各种操作。

1. 注册：要使用Listener，需要在web.xml文件中进行配置。示例如下：

    <listener>
        <listener-class>com.example.MyServletContextListener</listener-class>
    </listener>
   

   这样就注册了一个ServletContextListener，当ServletContext被创建或销毁时，com.example.MyServletContextListener 中的相应方法将被调用。

2. 生命周期方法：Listener类通常需要实现特定的生命周期方法，以便在事件发生时执行相应的逻辑。

例如，对于 ServletContextListener，通常会实现contextInitialized()方法用于在 ServletContext 被初始化时执行逻辑，以及contextDestroyed()方法用于在ServletContext被销毁时执行逻辑。

1. 应用场景：Listener广泛应用于Web应用程序的各个方面，例如：
   • 在应用程序启动时进行初始化操作，如加载配置信息、初始化数据库连接等。
   • 在会话创建和销毁时进行相关操作，如记录用户登录信息、清理会话数据等。
   • 在请求到达时进行权限验证、日志记录等操作。
   • 在应用程序关闭时进行资源释放、数据持久化等操作。

总之，Listener提供了一种灵活的机制，使开发人员能够监听和响应Java Web应用程序中发生的各种事件，从而实现更加可定制化和高效的应用程序。

ServletContextListener 监听到ServletContext，会有哪些属性内容？

当 ServletContextListener 监听到 ServletContext 的创建事件时，可以通过 ServletContext 对象获取到一些有用的属性内容，这些内容通常包括：

1. 初始化参数（Init Parameters）： 在 web.xml 中可以为 ServletContext 配置一些初始化参数，ServletContext 创建时可以通过 getInitParameter(String name) 方法获取这些参数的值。

2. Web 应用程序的上下文路径（Context Path）： 可以通过 getContextPath() 方法获取当前 Web 应用程序的上下文路径，即访问该应用程序的 URL 所需添加的路径部分。

3. Web 应用程序的部署描述符（Deployment Descriptor）： 可以通过 getRealPath(String path) 方法获取部署描述符（web.xml 文件）的真实路径，从而可以读取和解析部署描述符中的配置信息。

4. Servlet 上下文属性（Servlet Context Attributes）： ServletContext 可以保存一些全局的属性，这些属性在整个 Web 应用程序范围内都是可见的。可以通过 setAttribute(String name, Object value) 方法设置属性，通过 getAttribute(String name) 方法获取属性的值。

5. 资源访问路径（Resource Paths）： ServletContext 提供了一些方法用于获取 Web 应用程序中的资源路径，如获取资源的真实路径、获取资源的输入流等。

6. Servlet 注册信息（Servlet Registration Information）： 可以通过 getServletRegistration(String servletName) 方法获取特定 Servlet 的注册信息，包括 Servlet 的类名、初始化参数等。

7. 监听器注册信息（Listener Registration Information）： 可以通过 getFilterRegistration(String filterName) 方法获取特定过滤器的注册信息，包括过滤器的类名、初始化参数等。

8. 其他信息： 还可以获取一些其他有关 Web 应用程序的信息，如 MIME 类型映射、错误页面配置等。

通过这些属性内容，ServletContextListener 可以在 ServletContext 创建时进行一些初始化操作，如加载配置信息、初始化资源等，以确保 Web 应用程序能够顺利运行。

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