Servlet 3.0技術文件
作者/毛運韡 [發表日期：2016/4/5]
前言
在JAVA EE Web開發中，JSP 與 Servlet可以只使用單獨一項技術來解決動態網頁呈現的需求，但最好的方式是取兩者的長處，JSP 是網頁設計人員導向的，而 Servlet 是程式設計人員導向的，釐清它們之間的職責可以讓兩個不同專長的團隊彼此合作，並降低相互間的牽制作用。本篇將針對Servlet來探討。
Web基本結構組態
一個Web應用程式基本上會由以下項目所組成：
- 靜態資源
- Servlet/JSP
- 自定義類別
- 工具類別
- 部署描述檔web.xml、設定資訊Annotation
Web應用程式存在一個特殊的/WEB-INF目錄，此目錄中存在的 資源項目不會被列入應用程式根目錄中可直接存取的項目，也就是說，客戶端（例如瀏覽器）不可以直接請求/WEB-INF中的資源（直接在網址上指明存取 /WEB-INF）。/WEB-INF中的資源項目有著一定的名稱與結構。
- /WEB-INF/web.xml 是部署描述檔
- /WEB-INF/classes 用來放置應用程式所用到的自定義類別（.class），必須包括套件Package結構
- /WEB-INF/lib 用來放置應用程式所用到的JAR檔
Web應用程式所用到的JAR檔案，當中可以放置Servlet、JSP、自定義類別、工具類別、部署描述檔等，應用程式的類別載入器可以從JAR中載入對應的資源。可以在JAR檔案的/META-INF/resources目 錄中放置靜態資源或JSP等，例如若在/META-INF/resources中放個index.html，若請求的URL中包括 /xxx/index.html，但實際上/ xxx/根目錄底下不存在index.html，則JAR中的/META- INF/resources/index.html會被使用。
如果你要到用到某個類別，則Web應用程式會到/WEB-INF/classes中試著載入類別，若無，再試著從/WEB-INF/lib的JAR檔案中尋找類別檔案（若還沒有找到，則會到容器實作本身存放類別或JAR的目錄中尋找，但位置視實作廠商而有所不同）。
客戶端不可以直接請求/WEB-INF中的資源，但你可以透過程式面的控管，讓程式來取得/WEB-INF中的資源，像是使用ServletContext的getResource() 與getResourceAsStream()，或是透過RequestDispatcher請求調派。
如果對Web應用程式的URL最後是以/結尾，而且確實存在該目錄，則Web容器必須傳回該目錄下的歡迎頁面, 你可以在部署描述檔web.xml中包括以下的定義，指出可用的歡迎頁面名稱為何，Web容器會依序看看是否有對應的檔案存在，如果有則傳回給客戶端：
如果找不到以上的檔案，則會嘗試至JAR的/META-INF/resources中尋找已置放的資源頁面。如果URL最後是以/結尾，但不存在該目錄，則會使用預設Servlet（如果有定義的話，參考URL 模式中的說明）。
Servlet 3.0
Servlet 3.0提供了新的方法(Annotation標註)來管理應用程式的組態設定，在Servlet 3.0中，要為Web應用程式進行Servlet、過濾器、傾聽器的組態設定有幾種方式：
1.透過@WebServlet、@WebFilter、@WebListener等標註的設定
2.透過web.xml的設定，如果web.xml中所設定的Servlet、過濾器等類別中已包括標註，則以web.xml中的設定為主
3.在容器初始化時，透過ServletContext的addServlet()、addFilter()、addListener()等方法來設定，這可以實作在ServletContextListener的contextInitialized()中，或者是ServletContainerInitializer的onStartup()中實作
在一個JAR檔案中如果有個META-INF/services/javax.servlet.ServletContainerInitializer檔案，該檔案是個文件檔案，當中所撰寫的類別名稱若實作了ServletContainerInitializer介面，則在容器啟動時，將會載入這些類別並執行其onStartup()方法。
在Servlet 3.0中，可以使用標註來設定Servlet的相關資訊，實際上，Web容器並不僅讀取/WEB-INF/classes中的Servlet標註訊息，如果一個JAR檔案中有使用標註的Servlet，Web容器也可以讀取標註資訊、載入類別並註冊為Servlet進行服務。但是如果要決定Servlet、過濾器、傾聽器的載入順序，則一定要在web.xml中設定，載入的順序就是其在web.xml中宣告的順序（Servlet的話，就是load-on-startup值一樣時的情況）。實際上，在Servlet 3.0中支援對Servlet、過濾器、傾聽器抽換性，可以藉由在JAR中包括符合要求的文件，就可以達到置換JAR檔案即抽換Servlet、過濾器、傾聽器的目的，實際上，在Servlet 3.0中，一個JAR檔案確實可以當作一個Web應用程式的部份模組，就如上面所說明的，事實上不僅是Servlet，傾聽器、過濾器等，也可以在撰寫、 定義標註完畢後，封裝在JAR檔案中，視需要放置至Web應用程式的/WEB-INF/lib之中，以增減Web應用程式的功能性。
如果你將web.xml中的metadata-complete屬性設定為true（預設是false），則表示web.xml中已完成Web應用程式的相關定義，部署時將不會掃描標註與web-fragment.xml中的定義，如果有與也會被忽略。例如：
如果web-fragment.xml中指定的類別可以在web應用程式的/WEB-INF/classes中找到，就會使用該類別，要注意的是，如果該類別本身有標註，而web-fragment.xml又有定義該類別為Servlet，則此時會有兩個Servlet實例。如果將的metadata-complete屬性設定為true（預設是false），則就只會處理自己JAR檔案中的標註資訊。
AsyncContext
每個請求來到Web容器，Web容器會為其分配一條執行緒來專門負責該請求，直到回應完成前，該執行緒都不會被釋放回容器。執行緒會耗用系統資源，若有些請求需要長時間處理（例如長時間運算、等待某個資源），就會長時間佔用執行緒，若這類的請求很多，許多執行緒都被長時間佔用，對於系統就會是個效能負擔，甚至造成應用程式的效能瓶頸。基本上一些需長時間處理的請求，若可以讓這類請求先釋放容器分配給該請求的執行緒，讓容器可以有機會將執行緒資源分配給其它的請求，可以減輕系統負擔。原先釋放了容器所分配執行緒的請求，其回應將被延後，直到處理完成（例如長時間運算完成、所需資源已獲得）再行對客戶端的回應。
在Servlet 3.0中，在ServletRequest上提供了startAsync()方法：
這兩個方法都會傳回AsyncContext介面的實作物件，前者會直接利用原有的請求與回應物件來建立AsyncContext，後者可以讓你傳入自己建立的請求、回應包裹物件。在呼叫了startAsync()方法取得AsyncContext物件之後，這次的回應會被延後，並釋放容器所分配的執行緒。可以透過AsyncContext的getRequest()、getResponse()方法取得請求、回應物件，此次對客戶端的回應將暫緩至呼叫AsyncContext的complete()方法或dispatch()為止，前者表示回應完成，後者表示將回應調派給指定的URL。
若要能呼叫ServletRequest的startAsync使用AsyncContext，你的Servlet必須能支援非同步處理，如果使用@WebServlet來標註，則可以設定其asyncSupported為true。例如：
如果使用web.xml設定過濾器，則可以設定標籤為true：
對於進來的請求，Servlet會取得其AsyncContext，並釋放容器所分配的執行緒，回應被延後，對於這些被延後回應的請求，將其排入一個執行緒池（Thread pool），執行緒池的執行緒數量是固定的，讓這些必須長時間處理的請求，在這些有限數量的執行緒中完成，而不用每次請求都佔用容器所分配的執行緒。