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用spring做一个web应用

发布时间: 2023-02-28 15:11:59

1. 在基于spring搭建的java web应用中,是通过什么方式触发spring的初始化过程的

前段时间在公司做了一个项目,项目用了spring框架实现,WEB容器是Tomct 5,虽然说把项目做完了,但是一直对spring的IoC容器在web容器如何启动和起作用的并不清楚。所以就抽时间看一下spring的源代码,借此了解它的原理。
我们知道,对于使用Spring的web应用,无须手动创建Spring容器,而是通过配置文件,声明式的创建Spring容器。因此在Web应用中创建Spring容器有如下两种方式:
1. 直接在web.xml文件中配置创建Spring容器。
2. 利用第三方MVC框架的扩展点,创建Spring容器。
其实第一种方式是更加常见。为了让Spring容器随Web应用的启动而启动,有如下两种方式:
1. 利用ServletContextListener实现。
2. 利用load-on-startup Servlet实现。
Spring提供ServletContextListener的一个实现类ContextLoaderListener,该类可以作为Listener 使用,它会在创建时自动查找WEB-INF下的applicationContext.xml文件,因此,如果只有一个配置文件,并且文件名为applicationContext.xml,则只需在web.xml文件中增加以下配置片段就可以了。

<listener>
<listener-class>
org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
</listener-class>
</listener>
如果有多个配置文件需要载入,则考虑使用<context-param...>元素来确定配置文件的文件名。ContextLoaderListener加载时,会查找名为contentConfigLocation的初始化参数。因此,配置<context-param...>时就指定参数名为contextConfigLocation。
带多个配置文件的web.xml文件如下:

<context-param>
<param-name>contextLoaderListener</param-name>
<param-value>
WEB-INF/*.xml, classpath:spring/*.xml
</param-value>
</context-param>
<listener>
<listener-class>
org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
</listener-class>
</listener>
多个配置文件之间用“,”隔开。

下面我们来看它的具体实现过程是怎样的,首先我们从ContextLoaderListener入手,它的代码如下:

public class ContextLoaderListener implements ServletContextListener
{

private ContextLoader contextLoader;

/**
* 这个方法就是用来初始化web application context的
*/
public void contextInitialized(ServletContextEvent event)
{
this.contextLoader = createContextLoader();
this.contextLoader.initWebApplicationContext(event.getServletContext());
}

/**
* 创建一个contextLoader.
* @return the new ContextLoader
*/
protected ContextLoader createContextLoader()
{
return new ContextLoader();
}
................

}

2. webserver

web应用服务器是互联网时代最为重要之一的底层支持。它处理相应的应用访问请求,并为前端提供相应的展示数据。
不同的web应用服务器实现性能不同,大型网站服务器可以每秒处理几万到几十万的应用请求,中小型网站服务器可能会因为每秒几千次请求停机。
从架构的角度上而言,web-server的升级是一个迭代的过程,只有现在的应用服务器无法满足网站的访问量,才会在此之上进行优化。对于一名好的架构师而言,落地和防灾、可扩展是优先需要考虑的相关事宜。

首先要说的是软件开发是一个确定性的事件, 有章可循,有理可溯 ,任何现象都是可以被解释的,这是入门级程序员和高级程序员的区别之处。
我们以这种思路自顶向下去分析解决问题。

以主流的JavaEE为例,传统的应用开发两个较为核心的工作内容是:

这可能会涉及持续化集成、自动化测试、测试驱动开发概念。

在这之后,可能还会存在的工作是:

在这个过程中,可能会涉及封装、基类、工具类、反射、泛型的概念。

从上面可以看出,软件开发是一件团队合作的事情。应该由 不同的人员去从事不同的事情 。传统项目的分工基本如下(基于个人主观猜测):

目前比较主流的web应用框架是以spring-boot为主的微服务框架。对于上面说的三个事情而言,重要的是 把其中任何一件事情当作一个工程去做,赋予一个合适的时间周期。 这部分内容在预研过程中非常关键,前期未考虑到的因素后期再修改代价可能为 指数级

以spring-boot为主,结合mysql搭建web应用服务器的例子github上有很多,在这里不再赘述。

从客户端传递到服务器,响应时间由以下三个部分组成:

当出现应用响应时间过高这个问题时,对于相关人员,首先需要做的是:

对上面三个部分进行测试,分析它们分别所消耗的时间,然后再对此进行优化。 做到有的放矢,不要四处放枪

当我们开发完应用程序之后,该如何进行应用的部署呢?怎样的部署才能够保证服务器的处理时间较短?
下面我们讨论单个tomcatweb应用服务器和多个tomcatweb应用服务器。

通过spring boot 创建web应用有两种方式:war包与jar包。在本文中以war包为例。

servlet解析web请求过程:

tomcat作为servlet容器的一种,管理着部署的多个web应用。tomcat运行架构图如下:

从上图中可以看出:

所以由于每个web应用只创建了一个servlet实例,所以需要线程安全问题。(即servlet中包含静态变量和成员变量的时候会出现线程安全的问题。应该使用局部变量。)

tomcat 并发模型

从单个tomcat运行web应用中可以看出:

java web通过封装servlet屏蔽了服务细节,使web开发人员专注与业务逻辑的实现。这是j2ee能在web开发中有一定地位的原因。
然而,由于servlet的创建和tomcat 多线程的并发处理全部交由tomcat来做,在这一个层次程序员无法做太多的事情,只能对tomcat和jvm进行调优。
万幸的是cpu不是系统性能的瓶颈。但是目前有很多的游戏已经使用goroutine来实现了。因为golang的协程可以开上万个,非常适合多线程的处理。

在一些大型网站中,对这部分性能调优的解决方案有:

第二种方案就引入了多tomcat web应用服务器。它的思路是:

在云计算尚未出现时,负载均衡及容器的维护往往由内部的技术部自行实现,在云计算时代,由于K8S和Docker的出现,使这类问题解决更为容易。
K8S的弹性伸缩,把容器进行拷贝复制,并自动负责负载均衡,可以大大简化其流程。

ps:在K8S上运行的多个tomcat容器是相同的拷贝。

淘宝的例子

从传统的意义上讲,系统的性能瓶颈并不存在于cpu的计算能力,而在于I/O。
所以大型网站架构上通常在思考如何降低I/O的时间。

最常用的降低I/O时间是使用reddis和memcached做缓存,关于这块前辈的经验摘引如下:

安全内容博大精深,关于安全方面相关的一些基本的认知链接如下:

web application security

另外,如果对于java 而言,可以使用一个apache的安全框架
shiro

此外还有一些诸如分布式文件存储、加快服务器脚本运算速度、页面组件分离等都是提高服务器响应的方法。

在web开发中,cookie和seesion经常用到。接下来进行简单的说明。cookie和session主要是用来保存数据及状态。

cookie 和session 的区别:

建议:

cookie和session可以解决跨页面传递数据的问题。
前端跨页面传递数据是一个比较繁琐的问题,依赖于浏览器的架构和实现。cookie和session是一种通用的解决方案。

3. 如何开发线程安全的Spring Web应用

如果开发者正开发或维护基于Servlet的Web应用,则Servlet规范建议最好能够看看。因为它含有的内容对于Web应用开发者理解Servlet容器的工作机理很有帮助。
规范中最有趣的一部分是给出了Servlet容器是如何处理客户请求的。Servlet容器将会根据web.xml配置文件中定义的各个Servet而创建相应的单例(Singleton)。因此,客户请求可能同时访问这些单例,即多个线程同时运行你的代码。在Web应用中保证线程安全是很重要的。开发者应该对这个问题保持警惕,而且必须确保各自的代码必须以线程安全的方式运行。