Servlet 3.0的AsyncListener接口

2022-03-07 03:17:28

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Servlet 3.0的AsyncListener接口

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一、Servlet 3.0介绍

Servlet 3.0作为 JavaEE 6规范中一部分，随着JavaEE 6规范一起发布。该版本在前一版本（Servlet 2.5）的基础上提供了若干新特性用于简化Web应用的开发和部署。其中有几项特性的引入让开发者感到非常兴奋，同时也获得了Java社区的一片赞誉之声：

1）异步处理支持

在Servlet 3.0版本之前，Servlet线程需要一直阻塞，直到业务处理完毕才能再输出响应，最后才结束该Servlet线程。而有了异步处理特性，Servlet线程不再需要一直阻塞，在接收到请求之后，Servlet线程可以将耗时的操作委派给另一个线程来完成，自己在不生成响应的情况下返回至容器。针对业务处理较耗时的情况，这可以大幅度降低服务器的资源消耗，并且提高并发处理速度。

2）新增的注解支持

Servlet 3.0版本新增了若干注解，用于简化 Servlet、过滤器（Filter）和监听器（Listener）的声明，这使得web.xml部署描述文件不再是必选项了。

3）功能可插拔支持

二、服务器推技术

在Servlet 2.5中，页面发送一次请求是顺序执行的，即在Servlet的Service中开启一个线程，线程处理后的结果是无法返回给页面的，Servlet执行完毕后，Response就关闭了，无法将后台更新数据即时更新到页面端。
服务器推技术的实现
1）定时发送请求，页面有刷新，不友好
2）Ajax轮询，然后通过js更新页面数据
相比前者虽然友好，访问量太大时，服务器会增加压力，小型应用可以考虑用
3）反向Ajax（即Comet技术）
利用Http 1.1长连接的特性，即通过轮询，但客户端每次发送请求时服务器不会立即返回响应，而是等待服务器有新数据时才返回或者没有新数据而连接超时返回。
相比于ajax轮询，减少了服务端压力，但一个缺点，不是所有浏览器都支持。
在Servlet 3.0中提供了异步支持，当数据返回页面后，Request并没有关闭，当服务器端有数据更新时，就可以推送了。

三、Servlet 3.1规范的改进

GlassFish 4.0以上版本率先实现了Servlet 3.1规范。Servlet 3.1规范的新特性有：

1）更便利的注解支持

提供了@WebServlet、@WebFilter、@WebListener、@WebInitParam等注解的支持

2）可插拔的设计

Web模块化：可以将一个项目分成N个模块，然后通过扫描模块下的META-INF/web-fragment.xml进行装配。
容器启动时的可插拔：使用ServletContainerInitializer实现，可以在容器启动时自动回调其onStartup方法，插入一些功能。
零XML配置的类SpringMVC：使用ServletContainerInitializer即SpringMVC注解配置实现无XML化的SpringMVC配置。

3）异步处理支持

Servlet的异步支持：
- 通过Servlet提供的异步支持完成了Comet：Streaming（长连接）和Ajax长轮询
- 使用Servlet提供的AsyncListener进行状态回调
- 最后通过Ajax长轮询实现了一个聊天室功能
SpringMVC对Servlet的异步支持：
- 使用SpringMVC框架提供的异步支持实现Comet：Streaming（长连接）和Ajax长轮询
- 使用SpringMVC框架提供的Callable实现异步计算
- 使用SpringMVC框架提供的DeferredResult实现延迟结果（实现Ajax长轮询）
- Spring框架没有提供长连接实现，具体还得使用原生支持
- 最后通过ajax长轮询实现了一个聊天室功能

4）非阻塞I/O

5）HTTP协议升级

四、Servlet的监听器

Servlet的监听器即Listener，它可以监听来自客户端的请求、完成服务器端的操作等。通过监听器，可以自动触发一些操作，比如：监听在线用户的数量，当增加一个HttpSession时，就触发一个sessionCreated(HttpSessionEvent se)方法，这样就可以给在线人数加1了。
常用的监听器接口有：
1. ServletContextListener
监听ServletContext。当创建ServletContext时，触发contextInitialized(ServletContextEvent sce)方法；当销毁ServletContext时，触发contextDestroyed(ServletContextEvent sce)方法。
2. ServletContextAttributeListener
监听对ServletContext属性的操作，比如增加、删除、修改属性。
3. HttpSessionListener
监听HttpSession的操作。当创建一个Session时，触发session Created(HttpSessionEvent se)方法；当销毁一个Session时，触发sessionDestroyed(HttpSessionEvent se)方法。
4. HttpSessionAttributeListener
监听HttpSession属性的操作。当在Session增加一个属性时，触发attributeAdded(HttpSessionBindingEvent se)方法；当在Session删除一个属性时，触发attributeRemoved(HttpSessionBindingEvent se)方法；当在Session属性被重新设置时，触发attributeReplaced(HttpSessionBindingEvent se)方法。

Servlet 3.0的监听器跟Servlet 2.5的监听器差别不大，唯一的区别就是增加了对注解的支持。在3.0以前，监听器的配置需要配置到web.xml文件。在3.0中，监听器的配置既可以放入web.xml文件，还可以使用注解进行配置。对于使用注解的监听器就是在监听器类上使用@WebListener进行注释，这样Web容器就会把这个类当成是一个监听器进行注册和使用。
如果是采用web.xml配置文件的方式，那么就是这样：

<listener>  
   <listener-class>com.xxx.SessionListener</listener-class>  
</listener>  
<listener>  
   <listener-class>com.xxx.ContextListener</listener-class>  
</listener>

五、Servlet 3.0的异步处理

有时Filter或Servlet在生成响应之前必须等待一些耗时的操作结果以便完成请求处理。而在Servlet中，等待是一个低效的操作，因为这是阻塞操作，会白白占用一个线程或其他一些受限资源。许多线程为了等待一个缓慢的资源（如数据库连接）经常发生阻塞，可能引起线程饥饿，从而降低整个Web容器的服务质量。
Servlet 3.0引入了异步处理请求的能力，使线程可以返回到容器，从而执行更多的任务。当开始异步处理请求时，另一个线程或回调可以或产生响应，或调用完成（complete）或请求分派（dispatch）。这样，它可以在容器上下文使用AsyncContext.dispatch方法运行。
一个典型的异步处理事件顺序是：
1. 请求被接收到，通过一系列如用于验证的标准Filter之后被传递到Servlet。
2. Servlet处理请求参数及内容体从而确定请求的类型。
3. 该Servlet发出请求去获取一些资源或数据。
4. Servlet不产生响应并返回。
5. 过了一段时间后，所请求的资源变为可用，此时处理线程继续处理事件，要么在同一个线程，要么通过AsyncContext分派到容器中的某个资源上。

@WebServlet注释和@WebFilter注释有一个属性——asyncSupported，是布尔类型，默认值为false。当asyncSupported设置为true，则应用通过执行startAsync可以启动一个单独的线程进行异步处理，并把请求和响应的引用传递给这个线程，然后退出原始线程所在的容器。这意味着响应将遍历（相反的顺序）与进入时相同的过滤器（或过滤器链）。直到AsyncContext调用complete时响应才会被提交。如果异步任务在容器启动的分派之前执行，且调用了startAsync并返回给容器，此时应用需负责处理请求和响应对象的并发访问。
从一个 Servlet分派时，把asyncSupported=true设置为false是允许的。这种情况下，当Servlet的Service方法不支持异步退出时，响应会被提交，且容器负责调用AsyncContext的complete，以便所有感兴趣的AsyncListener能得到触发通知。过滤器作为清理要完成的异步任务持有资源的一种机制，也应该使用AsyncListener.onComplete触发。
从一个同步Servlet分派到另一个异步Servlet是非法的。不过与该点不同的是当应用调用startAsync时将抛出IllegalStateException。这将允许 servlet 只能作为同步的或异步的 Servlet。
应用在一个与初始请求所用的不同的线程中等待异步任务直到可以直接写响应，这个线程不知道任何过滤器。如果过滤器想处理新线程中的响应，那就必须在处理进入时的初始请求时包装 response，并且把包装的 response 传递给链中的下一个过滤器，并最终交给 Servlet。因此，如果响应是包装的（可能被包装多次，每一个过滤器一次），并且应用处理请求并直接写响应，这将只写响应的包装对象，即任何输出的响应都会由响应的包装对象处理。
当应用在一个单独的线程中读请求时，写内容到响应的包装对象，这其实是从请求的包装对象读取，并写到响应的包装对象，因此对包装对象操作的所有输入及（或）输出将继续存在。如果应用选择这样做的话，它将可以使用 AsyncContext 从一个新线程发起到容器资源的分派请求。这将允许在容器范围内使用像 JSP 这种内容生成技术。

六、异步监听器接口AsyncListener

Servlet 3.0为异步处理提供了一个监听器，使用AsyncListener接口表示。此接口负责管理异步事件，它可以监控如下四种事件：
1. 异步线程开始时，调用AsyncListener的onStartAsync(AsyncEvent event)方法；
2. 异步线程出错时，调用AsyncListener的onError(AsyncEvent event)方法；
3. 异步线程执行超时，则调用AsyncListener的onTimeout(AsyncEvent event)方法；
4. 异步执行完毕时，调用AsyncListener的onComplete(AsyncEvent event)方法；

要注册一个AsyncListener，只需将准备好的AsyncListener对象传递给AsyncContext对象的addListener()方法即可，如下所示：

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res){
    AsyncContext actx = req.startAsync();
    actx.addListener(new AsyncListener(){
        public void onComplete(AsyncEvent event) throws IOException{
            // do 一些清理工作或者其他
        }

        public void onTimeout(AsyncEvent event) throws IOException{
            // do 一些超时处理的工作或者其他
        }
    });
    ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(10);
    executor.execute(new MyAsyncService(actx));
}
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