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Servlet容器Tomcat中web.xml中url-pattern的配置详解[附带源码分析]

sunru
 sunru
发布于 2017/06/01 15:26
字数 2231
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前言

今天研究了一下tomcat上web.xml配置文件中url-pattern的问题。

这个问题其实毕业前就困扰着我,当时忙于找工作。 找到工作之后一直忙,也就没时间顾虑这个问题了。 说到底还是自己懒了,没花时间来研究。

今天看了tomcat的部分源码 了解了这个url-pattern的机制。  下面让我一一道来。

tomcat的大致结构就不说了, 毕竟自己也不是特别熟悉。 有兴趣的同学请自行查看相关资料。 等有时间了我会来补充这部分的知识的。 

想要了解url-pattern的大致配置必须了解org.apache.tomcat.util.http.mapper.Mapper这个类

这个类的源码注释:Mapper, which implements the servlet API mapping rules (which are derived from the HTTP rules).  意思也就是说  “Mapper是一个衍生自HTTP规则并实现了servlet API映射规则的类”。

关于url-pattern的写法.

url-pattern它的作用是什么?
它的值要与浏览器输入的地址相匹配,通过url-pattern可以查找到servlet-name,在通过serlvet-name可以查找到
对应servlet类.

它的写法有两种:
1.完全匹配  要求以/开始,名称与url一致.
2.使用通配符  *
1.目录匹配   以/开始,以*结束.
2.扩展名匹配.    不能以/开始,以*.xxx对束,例 /excet.do

最经典错误   /*.do

现象

首先先看我们定义的几个Servlet:

复制代码

    <servlet>
        <servlet-name>ExactServlet</servlet-name>
        <servlet-class>org.format.urlpattern.ExactServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>ExactServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/exact.do</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <servlet>
        <servlet-name>ExactServlet2</servlet-name>
        <servlet-class>org.format.urlpattern.ExactServlet2</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>ExactServlet2</servlet-name>
        <url-pattern>/exact2.do</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <servlet>
        <servlet-name>TestAllServlet</servlet-name>
        <servlet-class>org.format.urlpattern.TestAllServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>TestAllServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <servlet>
        <servlet-name>TestServlet</servlet-name>
        <servlet-class>org.format.urlpattern.TestServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>TestServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>

复制代码

有4个Servlet。 分别是2个精确地址的Servlet:ExactServlet和ExactServlet2。 1个urlPattern为 “/*” 的TestAllServlet,1个urlPattern为 "/" 的TestServlet。

我们先来看现象:

两个精确地址的Servlet都没问题。 找到并匹配了。

test.do这个地址并不存在,因为没有相应的精确的urlPattern。  所以tomcat选择urlPattern为 "/*" 的Servlet进行处理。

index.jsp(这个文件tomcat是存在的), 也被urlPattern为 "/*" 的Servlet进行处理。

 

我们发现,精确地址的urlPattern的优先级高于/*, "/" 规则的Servlet没被处理。

为什么呢? 开始分析源码。

源码分析

本次源码使用的tomcat版本是7.0.52.

tomcat在启动的时候会扫描web.xml文件。 WebXml这个类是扫描web.xml文件的,然后得到servlet的映射数据servletMappings。

然后会调用Context(实现类为StandardContext)的addServletMapping方法。 这个方法会调用本文开头提到的Mapper的addWrapper方法,这个方法在源码Mapper的360行。

 

这里,我们可以看到路径分成4类。

1.  以 /* 结尾的。 path.endsWith("/*")

2.  以 *. 开头的。 path.startsWith("*.")

3.  是否是 /。      path.equals("/")

4.  以上3种之外的。 

 

各种对应的处理完成之后,会存入context的各种wrapper中。这里的context是ContextVersion,这是一个定义在Mapper内部的静态类。

它有4种wrapper。 defaultWrapper,exactWrapper, wildcardWrappers,extensionWrappers。  

这里的Wrapper概念:

  Wrapper 代表一个 Servlet,它负责管理一个 Servlet,包括的 Servlet 的装载、初始化、执行以及资源回收。

回过头来看mapper的addWrapper方法:

1. 我们看到  /* 对应的Servlet会被丢到wildcardWrappers中

2. *. 会被丢到extensionWrappers中

3. / 会被丢到defaultWrapper中

4. 其他的映射都被丢到exactWrappers中

 

最终debug看到的这些wrapper也验证了我们的结论。

这里多了2个扩展wrapper,tomcat默认给我们加入的,分别处理.jsp和.jspx。

好了。 在这之前都是tomcat启动的时候做的一些工作。

下面开始看用户请求的时候tomcat是如何工作的:

 

用户请求过来的时候会调用mapper的internalMapWrapper方法, Mapper源码830行。

复制代码

        // Rule 1 -- Exact Match
        Wrapper[] exactWrappers = contextVersion.exactWrappers;
        internalMapExactWrapper(exactWrappers, path, mappingData);

        // Rule 2 -- Prefix Match
        boolean checkJspWelcomeFiles = false;
        Wrapper[] wildcardWrappers = contextVersion.wildcardWrappers;
        if (mappingData.wrapper == null) {
            internalMapWildcardWrapper(wildcardWrappers, contextVersion.nesting,
                                       path, mappingData);
            .....
        }

        ....// Rule 3 -- Extension Match
        Wrapper[] extensionWrappers = contextVersion.extensionWrappers;
        if (mappingData.wrapper == null && !checkJspWelcomeFiles) {
            internalMapExtensionWrapper(extensionWrappers, path, mappingData,
                    true);
        }

        // Rule 4 -- Welcome resources processing for servlets
        if (mappingData.wrapper == null) {
            boolean checkWelcomeFiles = checkJspWelcomeFiles;
            if (!checkWelcomeFiles) {
                char[] buf = path.getBuffer();
                checkWelcomeFiles = (buf[pathEnd - 1] == '/');
            }
            if (checkWelcomeFiles) {
                for (int i = 0; (i < contextVersion.welcomeResources.length)
                         && (mappingData.wrapper == null); i++) {
                    ...// Rule 4a -- Welcome resources processing for exact macth
                    internalMapExactWrapper(exactWrappers, path, mappingData);

                    // Rule 4b -- Welcome resources processing for prefix match
                    if (mappingData.wrapper == null) {
                        internalMapWildcardWrapper
                            (wildcardWrappers, contextVersion.nesting,
                             path, mappingData);
                    }

                    // Rule 4c -- Welcome resources processing
                    //            for physical folder
                    if (mappingData.wrapper == null
                        && contextVersion.resources != null) {
                        Object file = null;
                        String pathStr = path.toString();
                        try {
                            file = contextVersion.resources.lookup(pathStr);
                        } catch(NamingException nex) {
                            // Swallow not found, since this is normal
                        }
                        if (file != null && !(file instanceof DirContext) ) {
                            internalMapExtensionWrapper(extensionWrappers, path,
                                                        mappingData, true);
                            if (mappingData.wrapper == null
                                && contextVersion.defaultWrapper != null) {
                                mappingData.wrapper =
                                    contextVersion.defaultWrapper.object;
                                mappingData.requestPath.setChars
                                    (path.getBuffer(), path.getStart(),
                                     path.getLength());
                                mappingData.wrapperPath.setChars
                                    (path.getBuffer(), path.getStart(),
                                     path.getLength());
                                mappingData.requestPath.setString(pathStr);
                                mappingData.wrapperPath.setString(pathStr);
                            }
                        }
                    }
                }

                path.setOffset(servletPath);
                path.setEnd(pathEnd);
            }

        }

        /* welcome file processing - take 2
         * Now that we have looked for welcome files with a physical
         * backing, now look for an extension mapping listed
         * but may not have a physical backing to it. This is for
         * the case of index.jsf, index.do, etc.
         * A watered down version of rule 4
         */
        if (mappingData.wrapper == null) {
            boolean checkWelcomeFiles = checkJspWelcomeFiles;
            if (!checkWelcomeFiles) {
                char[] buf = path.getBuffer();
                checkWelcomeFiles = (buf[pathEnd - 1] == '/');
            }
            if (checkWelcomeFiles) {
                for (int i = 0; (i < contextVersion.welcomeResources.length)
                         && (mappingData.wrapper == null); i++) {
                    path.setOffset(pathOffset);
                    path.setEnd(pathEnd);
                    path.append(contextVersion.welcomeResources[i], 0,
                                contextVersion.welcomeResources[i].length());
                    path.setOffset(servletPath);
                    internalMapExtensionWrapper(extensionWrappers, path,
                                                mappingData, false);
                }

                path.setOffset(servletPath);
                path.setEnd(pathEnd);
            }
        }


        // Rule 7 -- Default servlet
        if (mappingData.wrapper == null && !checkJspWelcomeFiles) {
            if (contextVersion.defaultWrapper != null) {
                mappingData.wrapper = contextVersion.defaultWrapper.object;
                mappingData.requestPath.setChars
                    (path.getBuffer(), path.getStart(), path.getLength());
                mappingData.wrapperPath.setChars
                    (path.getBuffer(), path.getStart(), path.getLength());
            }
            ...
        }

复制代码

 

这段代码作者已经为我们写好了注释.

Rule1,Rule2,Rule3....

看代码我们大致得出了:

用户请求这里进行url匹配的时候是有优先级的。 我们从上到下以优先级的高低进行说明:

规则1:精确匹配,使用contextVersion的exactWrappers

规则2:前缀匹配,使用contextVersion的wildcardWrappers

规则3:扩展名匹配,使用contextVersion的extensionWrappers

规则4:使用资源文件来处理servlet,使用contextVersion的welcomeResources属性,这个属性是个字符串数组

规则7:使用默认的servlet,使用contextVersion的defaultWrapper

 

最终匹配到的wrapper(其实也就是servlet)会被丢到MappingData中进行后续处理。

 

下面验证我们的结论:

我们在配置文件中去掉 /* 的TestAllServlet这个Servlet。 然后访问index.jsp。 这个时候规则1精确匹配没有找到,规则2前缀匹配由于去掉了TestAllServlet,因此为null,规则3扩展名匹配(tomcat自动为我们加入的处理.jsp和.jspx路径的)匹配成功。最后会输出index.jsp的内容。

验证成功。

 

我们再来验证http://localhost:7777/UrlPattern_Tomcat/地址。(TestAllServlet依旧不存在)

规则1,2前面已经说过,规则3是.jsp和.jspx。 规则4使用welcomeResources,这是个字符串数组,通过debug可以看到

会默认取这3个值。最终会通过规则4.c匹配成功,这部分大家可以自己查看源码分析。

 

最后我们再来验证一个例子:

将TestAllServlet的urlpattern改为/test/*。

地址 匹配规则情况 Servlet类
http://localhost:7777/UrlPattern_Tomcat/exact.do 规则1,精确匹配没有找到 ExactServlet
http://localhost:7777/UrlPattern_Tomcat/exact2.do 规则1,精确匹配没有找到 ExactServlet2
http://localhost:7777/UrlPattern_Tomcat/test/index.jsp 规则2,前缀匹配找到 TestAllServlet
 http://localhost:7777/UrlPattern_Tomcat/index.jsp (规则2已经匹配到,这里没有进行匹配) 规则3,扩展名匹配没有找到 TestServlet

 

验证成功。

实战例子

SpringMVC相信大家基本都用过了。 还不清楚的同学可以看看它的入门blog:http://www.cnblogs.com/fangjian0423/p/springMVC-introduction.html

SpringMVC是使用DispatcherServlet做为主分发器的。  这个Servlet对应的url-pattern一般都会用“/”,当然用"/*"也是可以的,只是可能会有些别扭。

 

如果使用/*,本文已经分析过这个url-pattern除了精确地址,其他地址都由这个Servlet执行。

比如这个http://localhost:8888/SpringMVCDemo/index.jsp那么就会进入SpringMVC的DispatcherServlet中进行处理,最终没有没有匹配到 /index.jsp 这个 RequestMapping, 解决方法呢  就是配置一个:

最终没有跳到/webapp下的index.jsp页面,而是进入了SpringMVC配置的相应文件("/*"的优先级比.jsp高):

当然,这样有点别扭,毕竟SpringMVC支持RESTFUL风格的URL。

我们把url-pattern配置回 "/" 访问相同的地址, 结果返回的是相应的jsp页面("/"的优先级比.jsp低)。

总结

之前这个url-pattern的问题自己也上网搜过相关的结论,网上的基本都是结论,自己看过一次之后过段时间就忘记了。说到底还是不知道工作原理,只知道结论。而且刚好这方面的源码分析类型博客目前还未有人写过,于是这次自己也是决定看看源码一探究竟。

总结: 想要了解某一机制的工作原理,最好的方法就是查看源码。然而查看源码就需要了解大量的知识点,这需要花一定的时间。但是当你看明白了那些源码之后,工作原理也就相当熟悉了, 就不需要去背别人写好的一些结论了。 建议大家多看看源码。

 

文中难免有些错误,欢迎大家指出,

参考资料

http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-tomcat1/

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-servlet/

本文转载自:http://www.cnblogs.com/fangjian0423/p/servletContainer-tomcat-urlPattern.html

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