JAVA系列---HttpServletRequest

Servlet 处理 HTTP 请求的流程

一般情况下，浏览器（客户端）通过 HTTP 协议来访问服务器的资源，Servlet 主要用来处理 HTTP 请求。核心对象有三个

  • Servlet：提供service()方法处理请求
  • ServletRequest：请求信息载体
  • ServletRespond：响应信息载体
    在这里插入图片描述
  1. Servlet 容器接收到来自客户端的 HTTP 请求后，Servlet容器会针对该请求分别创建一个 HttpServletRequest 对象和 HttpServletReponse 对象。
  2. 容器将 HttpServletRequest 对象和 HttpServletReponse 对象以参数的形式传入 service() 方法内，并调用该方法。
  3. 在 service() 方法中 Servlet 通过 HttpServletRequest 对象获取客户端信息以及请求的相关信息。
  4. 对 HTTP 请求进行处理。
  5. 请求处理完成后，将响应信息封装到 HttpServletReponse 对象中。
  6. Servlet 容器将响应信息返回给客户端。
  7. 当 Servlet 容器将响应信息返回给客户端后，HttpServletRequest 对象和 HttpServletReponse 对象被销毁。

HttpServletRequest 和 HttpServletReponse 是 Servlet 处理 HTTP 请求流程中最重要的两个对象。HttpServletRequest 对象用于封装 HTTP 请求信息，HttpServletReponse 对象用于封装 HTTP 响应信息。

ServletRequest

ServletRequest接口是Java Servlet API中的一个接口，用于访问Servlet容器接收到的HTTP请求的信息。ServletRequest接口定义了一系列方法，用于获取HTTP请求的参数、属性、输入流等信息，以及对这些信息的操作。所以想要从请求中获取信息，得从ServletRequest 中去寻找。

  • getProtocol()：返回请求使用的协议的名称和版本号。例如，HTTP/1.1。
  • getScheme()：返回请求的协议名称。例如，http、https。
  • getServerName()：返回接收请求的服务器的名称。
  • getServerPort()：返回接收请求的服务器的端口号。
  • getRemoteAddr()：返回客户端的IP地址。
  • getRemoteHost()：返回客户端的主机名。
  • getRemotePort()：返回客户端的端口号。
  • getLocalAddr()：返回服务器的IP地址。
  • getLocalName()：返回服务器的主机名。
  • getLocalPort()：返回服务器的端口号。
  • getParameter(String name)：返回请求参数的值，如果请求参数不存在，则返回null。
  • getParameterNames()：返回请求参数的名称的枚举。
  • getParameterValues(String name)：返回请求参数的值的数组，如果请求参数不存在，则返回null。
  • getAttribute(String name)：返回指定属性名称的属性值，如果属性不存在，则返回null。
  • getAttributeNames()：返回所有属性名称的枚举。
  • setAttribute(String name, Object value)：将指定属性名称的属性值设置为指定的值。
  • removeAttribute(String name)：从请求中删除指定名称的属性。
  • getLocale()：返回客户端的首选语言环境。
  • getLocales()：返回客户端的所有语言环境。
  • getCharacterEncoding()：返回请求字符编码的名称，如果字符编码未指定，则返回null。
  • getContentLength()：返回请求的正文的长度，以字节为单位。
  • getContentType()：返回请求正文的MIME类型。
  • getInputStream()：返回请求正文的InputStream。
  • getReader()：返回请求正文的Reader。
  • getProtocol()：返回请求使用的协议的名称和版本号。
  • getRemoteUser()：返回发出请求的用户的登录名，如果用户未经过身份验证，则返回null。
  • isSecure()：返回请求是否通过安全连接传输。
  • getRequestDispatcher(String path)：返回用于将请求转发到另一个资源的RequestDispatcher对象。
  • getRealPath(String path)：返回指定虚拟路径的真实路径。
  • getRequestURI()：返回请求的URI，不包括查询字符串。
  • getRequestURL()：返回请求的URL，包括协议，服务器名称，端口号和请求URI，但不包括查询字符串。
  • getServletPath()：返回Servlet的路径。
  • getSession()：返回与此请求相关联的会话，如果请求没有会话，则创建一个新会话。
  • getSession(boolean create)：返回与此请求相关联的会话，如果请求没有会话，则根据指定的create参数创建一个新会话或不创建。
  • isRequestedSessionIdValid()：返回请求的会话ID是否仍然有效。
  • isRequestedSessionIdFromCookie()：返回请求是否使用Cookie来检索会话ID。
  • isRequestedSessionIdFromURL()：返回请求是否将会话ID附加到URL中。
  • isRequestedSessionIdFromUrl()：已过时的方法，等效于isRequestedSessionIdFromURL()。

HttpServletRequest

在 Servlet API 中，定义了一个 HttpServletRequest 接口，它继承自 ServletRequest 接口。HttpServletRequest 专门用于封装 HTTP 请求消息，该接口在ServletRequest接口的基础上增加了许多HTTP特定的方法，以提供更多的HTTP请求和响应相关的信息。部分新增信息如下：

  • getMethod()：返回HTTP请求的方法类型（GET、POST等）。
  • getPathInfo()：返回HTTP请求的路径信息。
  • getPathTranslated()：返回HTTP请求的路径翻译后的信息。
  • getQueryString()：返回HTTP请求的查询字符串。
  • getContentLength()：返回HTTP请求的主体内容长度。
  • getContentType()：返回HTTP请求的主体内容类型。
  • getServletPath()：返回HTTP请求的Servlet路径。
  • getRequestURI()：返回HTTP请求的统一资源标识符（URI）。
  • getRequestURL()：返回HTTP请求的统一资源定位器（URL）。
  • getProtocol()：返回HTTP请求的协议名称和版本号。
  • getRemoteAddr()：返回HTTP请求的客户端IP地址。
  • getRemoteHost()：返回HTTP请求的客户端主机名。
  • getServerName()：返回HTTP请求的服务器名称。
  • getServerPort()：返回HTTP请求的服务器端口号。
  • getScheme()：返回HTTP请求使用的协议名称（http、https等）。
  • isSecure()：返回HTTP请求是否通过安全套接字层（SSL）进行传输。

URI和URL的区别

  • URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识符）是一个标识某个资源的字符串，可以用来唯一地标识一个资源，包括但不限于Web页面、图片、文本文件等。URI包括两个部分：URL和URN。URN（Uniform Resource Name，统一资源名称）是通过名字来标识资源的。
  • URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符）则是通过地址来标识资源的，即URL是一种特定类型的URI，它通过指定地址来标识特定的资源。例如，"https://www.example.com/index.html"是一个URL，它指定了要访问的资源的地址和协议。

因此，**URL是URI的一个子集，所有的URL都是URI，但不是所有的URI都是URL。URI还可以表示一些没有直接关联到网络资源的抽象概念，例如一个人的名字或者一份文档的版本号。**而URL则是用来指定如何访问Web资源的字符串，包括协议、主机名、端口号、路径和查询参数等。

Tomcat 中创建 HttpServletRequest

在 Tomcat 中，HttpServletRequest 对象的创建是由 Catalina 处理请求的核心组件 org.apache.catalina.connector.Connector 负责的。具体来说，当 Connector 接收到客户端请求时，会创建 Request 对象（该对象封装了 HttpServletRequest 对象）并将其传递给 Tomcat 的管道处理器 Pipeline 进行处理。Pipeline 中会将 Request 对象传递给多个阶段的处理器（Valve），在每个阶段中对 Request 对象进行处理并执行相应的操作（如安全认证、过滤器等），最终将 Request 对象传递给对应的 Servlet 进行业务逻辑处理。

具体创建 HttpServletRequest 对象的源码如下所示：

@Override
public void service(SocketWrapperBase<?> socket) throws IOException {// ...// 创建 Request 对象并将其封装到 Processor 实例中Http11Processor processor = createProcessor();processor.assign(socket);if (proto.isSSLEnabled() && (socket instanceof SecureNio2Channel)) {SecureNio2Channel channel = (SecureNio2Channel) socket;SSLEngine engine = proto.getSSLEngine();if (engine != null) {channel.reset(engine);}}// 将请求交给 Pipeline 处理器进行处理pipeline.getFirst().invoke(processor.getRequest(), processor.getResponse());// ...
}

从上述代码中可以看出，当接收到客户端请求时，Tomcat 会通过 createProcessor 方法创建 Http11Processor 实例，并将 SocketWrapperBase 作为参数传递给该实例。在 Http11Processor 中，会调用 createRequest 方法创建 Request 对象，并将 SocketWrapperBase 和 Http11InputBuffer 封装到 Request 对象中。最终，Tomcat 将 Request 对象作为参数传递给 Pipeline 处理器进行处理。在 Pipeline 中，会将 Request 对象传递给多个 Valve 进行处理，最终将 Request 对象传递给对应的 Servlet 进行业务逻辑处理。

Servlet接收请求中创建的对象

  • HttpServletRequest 对象：封装了客户端请求的信息，包括请求参数、请求头、请求体等信息。
  • HttpServletResponse 对象：封装了响应信息，包括响应状态码、响应头、响应体等信息。
  • ServletContext 对象：代表 Servlet 上下文，可以用于在不同 Servlet 之间共享数据。
  • HttpSession 对象：代表客户端的会话，可以用于在同一客户端多次请求之间共享数据。
  • ServletConfig 对象：代表 Servlet 的配置信息，包括 Servlet 的初始化参数等信息。
  • ServletRequest 对象：是 HttpServletRequest 的父接口，定义了通用的请求方法，如获取请求参数等。
  • ServletResponse 对象：是 HttpServletResponse 的父接口，定义了通用的响应方法，如设置响应头等。

以上对象都是由 Servlet 容器在接收到客户端请求时创建的，可以在 Servlet 中直接使用。其中，HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 对象是每个请求独有的，而 ServletContext 和 HttpSession 对象则是在多个请求之间共享的。
这就是为什么springboot中可以直接获取这两个对象，这两个对象不需要传入。

需要注意的是，具体创建对象的方式可能因 Servlet 容器而异。例如，在 Tomcat 中，HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 对象是由 Catalina 处理请求的核心组件 org.apache.catalina.connector.Connector 负责创建的，而 ServletContext 和 HttpSession 对象则是由 org.apache.catalina.core.StandardContext 创建的。

接口中怎么使用

@RequestMapping("name2")
public Object task2() {log.info("start");RequestAttributes requestAttributes = RequestContextHolder.currentRequestAttributes();HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes)requestAttributes).getRequest();System.out.println(request.getHeader("Host"));return name2;
}

@RequestMapping("name2")
public Object task2( HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {log.info("start");System.out.println(request.getHeader("Host"));return name2;
}

@Autowired
HttpServletRequest request;@RequestMapping("name2")
public Object task2() {log.info("start");System.out.println(request.getHeader("Host"));return name2;
}

以上伪代码的作用是一致的，无论在接口上写参数还是方法内创建还是自动注入，都不会影响调用者，因为这两个对象是Servlet创建和销毁的，可以直接使用。

spring中直接注入HttpServletRequest

spring中居然可以将HttpServletRequest直接通过@Autowired注入，突然有点懵。

  • HttpServletRequest并非Spring中的类，且在没有手动通过@Bean的方式注入，Spring是怎么做到帮开发者完成注入的？理论上，我们需要注入其他包中的对象的时候，是必须在@Configuration修饰的类下面使用@Bean进行方法修饰的才行的

    @Configuration
public class ApplicationConfig {@Beanpublic RestTemplate getRestTemplate(){return new RestTemplate();}
}

  • 同时，ioc容器中默认注入的Bean是单例，而每个请求都是独立的，这样不会出问题吗？

demo分析

@RestController
public class HttpServletRequestTest {@Autowiredprivate HttpServletRequest httpServletRequest;@GetMapping("/sayHi")public void sayHi(String name) {System.out.println(httpServletRequest.getRequestURL().toString());JSONObject res = new JSONObject();res.put("requestId", UUID.randomUUID().toString());res.put("datatime", DateUtils.getDatetime());// ReturnResult.get(res);System.out.println("hello: " +  name);}@PostConstructpublic void after(){System.out.println(this.httpServletRequest);}}
  • @PostConstruct：后构造注解，见名知意，标注于方法之上，在对象加载完依赖注入后执行，常用于初始化连接源等信息。是java的注解。在Servlet生命周期中有一定作用，它通常都是一些初始化的操作，但初始化可能依赖于注入的其他组件，所以要等依赖全部加载完再执行。
  • @PreDestroy：前销毁注解，同理后构造
  • 在spring项目中，在一个bean的初始化过程中，方法执行先后顺序为Constructor > @Autowired > @PostConstruct > @PreDestroy

Spring不是只能自动注入被管理的对象吗？

作为一个外部对象，HttpServletRequest为什么可以在Spring项目中通过注入的方式获取？

@PostConstruct注解被用在执行完依赖注入之后的方法调用上，我们将断点打在上述demo的第19行，即可查看HttpServletRequest httpServletRequest实例化之后的情况。

在这里插入图片描述
由上图我们可以看到这个httpServletRequest对象是一个代理对象（org.springframework.web.context.support.WebApplicationContextUtils.RequestObjectFactory），该对象是一个请求的对象工厂。进入WebApplicationContextUtils这个类，Command + F12我们发现了一个往 ConfigurableListableBeanFactory工厂对象注入bean对象的方法registerWebApplicationScopes。

该方法有这样一行代码：

beanFactory.``registerResolvableDependency(ServletRequest.class, new RequestObjectFactory()``);

由于HttpServletRequest正是继承自ServletRequest，这里引起了我们的关注。
在这里插入图片描述
ConfigurableListableBeanFactory的registerResolvableDependency方法又是用什么的呢？我们继续往下看。
在这里插入图片描述
使用相应的自动装配值注册一个特殊的依赖类型。
这适用于被认为可自动装配但未在工厂中定义为 bean 的工厂/上下文引用

原来Spring可以为一个类注入另一个完全不同的对象值，这样从ioc容器中引用这个类的时候其实拿到的就是这个对象值。且上面的描述正好回应了，为什么我们没有手动定义HttpServletRequest却可以完成它的自动装配，秘诀就在这里。

进一步拓展思考，上面两张图一起看，除了ServletRequest.class，ServletResponse.class，HttpSession.class以及WebRequest.class类型对象，均被Spring自动注入，可以直接通过注解的方式引用。

继续进入registerResolvableDependency方法，我们发现该方法的实现是将ServletRequest.class的依赖类型作为key， RequestObjectFactory作为装配的value，放入了resolvableDependencies这个map中。
在这里插入图片描述

Spring中的对象不是单例吗？

HttpServletRequest注入和引用我们知道了，那么针对每个独立的请求，多线程场景下，通过自动注入的方式，HttpServletRequest 是否会有线程安全的问题呢？

我们已经知道注入拿到的HttpServletRequest返回的对象其实是下面这个

org.springframework.web.context.support.WebApplicationContextUtils.``RequestObjectFactory对象，那么它是怎么做到线程安全的呢？

我们看它的具体实现。

在这里插入图片描述
沿着currentRequestAttributes()方法一路点击，最终发现它的返回值，是来自org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder#requestAttributesHolder。

在这里插入图片描述
requestAttributesHolder对象是一个ThreadLocal对象，由此我们明白了，Spring自动注入的HttpServletRequest能够保证请求的唯一性，原来是通过跟每个线程绑定了，从ThreadLocal中取得请求信息，由此保证的线程安全！

我们再来拓展一下，既然请求信息是从ThreadLocal中取的，那么请求信息是如何放进去的呢？

我们找到requestAttributesHolder属性的set方法，在这里打一个断点，重启系统，并发起一个http请求。
在这里插入图片描述
最终，通过调用堆栈信息，我们看到了org.springframework.web.filter.RequestContextFilter#doFilterInternal
中调用了initContextHolder方法，而initContextHolder方法调用了requestAttributesHolder这个ThreadLocal的set方法。

每个http请求过来会进入RequestContextFilter这个filter，在这个filter中会将request信息设置到当前的线程里。

总结

  • 在代码中通过注解注入HttpServletRequest的方式，拿到的其实并不是真正的 HttpServletRequest，而是一个Spring项目启动时自动注入的代理对象org.springframework.web.context.support.``WebApplicationContextUtils.RequestObjectFactory。
    该对象跟ServletRequest.class做了映射关联，放入了Spring管理bean注入的map中。

    private static class RequestObjectFactory implements ObjectFactory<ServletRequest>, Serializable {@Overridepublic ServletRequest getObject() {// 获取当前 ServletRequestreturn currentRequestAttributes().getRequest();}@Overridepublic String toString() {return "Current HttpServletRequest";}}private static ServletRequestAttributes currentRequestAttributes() {RequestAttributes requestAttr = RequestContextHolder.currentRequestAttributes();if (!(requestAttr instanceof ServletRequestAttributes)) {throw new IllegalStateException("Current request is not a servlet request");}return (ServletRequestAttributes) requestAttr;}
}// 那这个“当前 ServletRequest”从哪来呢？
//Servlet 除了 ServletContextListener 之外，还有一个 ServletRequestListener：public interface ServletRequestListener extends EventListener {void requestDestroyed(ServletRequestEvent var1);void requestInitialized(ServletRequestEvent var1);
}
//只要你注册了这个，就能在请求前执行requestDestroyed
//Spring 弄了一个 org.springframework.web.context.request.RequestContextListener，在这个里面获取并存储的@Overridepublic void requestInitialized(ServletRequestEvent requestEvent) {if (!(requestEvent.getServletRequest() instanceof HttpServletRequest)) {throw new IllegalArgumentException("Request is not an HttpServletRequest: " + requestEvent.getServletRequest());}HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) requestEvent.getServletRequest();ServletRequestAttributes attributes = new ServletRequestAttributes(request);request.setAttribute(REQUEST_ATTRIBUTES_ATTRIBUTE, attributes);LocaleContextHolder.setLocale(request.getLocale());// 存储 ServletRequestRequestContextHolder.setRequestAttributes(attributes);}

  • 每次请求时，如何保证自动注入的HttpServelet请求线程安全，等价于问 org.springframework.web.context.support.WebApplicationContextUtils.``RequestObjectFactory 怎么做到的线程安全。这个类只是一个简单的对象工厂，getObject方法最终从org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder#requestAttributesHolder这个ThreadLocal中获取请求的信息，由此做到了请求之间的隔离。

  • 其实spring中还有很多类可以直接注入：import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient。

  • 直接注入和需要@Bean修饰之后才能注入的区别：一个是内部实现好了，默认已经放进去了；一个是我们业务需求自己放进去的，也就是你要把这个bean交给spring管理，这就是spring ioc 控制反转。

  • 特殊情况特殊处理。不要把ioc死板的搬过来。Request, Response, HttpEntity等都是特殊处理的。而且这几个对象和请求有关，不在窗口里面。

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