Tomcat が応答データグラムを書き戻すタイミングの詳細な分析

疑問が生じる

この質問は、ファイルのダウンロードを記述しているときに発生しました。HttpServletResponse を使用して Outputstream を取得し、OutputStream を使用してデータを直接書き込みました。その時、この OutputStream が対応する Socket 接続の OutputStream であるかどうか疑問に思いました。つまり、プログラムがストリームを使用して書き込んでいるときに、データも送信されているということですか?

レスポンスの OutputStream はデータをどこに書き込みますか?

そこで、HttpServletResponse の getOutputStream メソッドを見て、そのコメントが何と言っているかを確認しました。

/**
  * バイナリの書き込みに適した{@link ServletOutputStream}を返します 
  * レスポンス内のデータ。サーブレットコンテナは、
  * バイナリデータ。 
  *
  * <p> ServletOutputStream で flush() を呼び出すと、応答がコミットされます。
  *
  * このメソッドまたは{@link #getWriter}のいずれかが 
  * {@link #reset} の場合を除き、本体を書き込むために呼び出され、両方を書き込むために呼び出されることはありません。
  * が呼び出されました。
  *
  * @return バイナリデータを書き込むための {@link ServletOutputStream} 
  *
  * @exception IllegalStateException、<code>getWriter</code> メソッドの場合
  * この応答で呼び出されました
  *
  * @exception IOException 入力または出力例外が発生した場合
  *
  * @see #getWriter
  * @see #リセット
  */
 public ServletOutputStream getOutputStream() は IOException をスローします。

上記のコメントでは、OutputStream はレスポンス本文のコンテンツを書き込むために使用されると述べられており、また flush() メソッドについても言及されています。これは、バッファリングが必要であることを意味するため、データを書き込むためにソケット上で直接操作すべきではないことを意味します。一時的な保存用のバイト配列を用意し、それを均一にフラッシュする必要があると思います。しかし、まだ確信が持てなかったので、Tomcat のソースコードを調べてみました。

ServletOutputStream の実装クラス、CoyoteOuputStream を見つけます。 OutputStream の抽象メソッド write を実装し、データを OutputBuffer 型のフィールドに書き込んで保存します。この OutputBuffer オブジェクトは coyote/Response から取得されます。実際、この OutputBuffer は単なるインターフェースであり、具体的な実装は StreamOutputBuffer です。データサイズに制限はありません。リンクリストに格納され、各リンクリストノードには 8196 バイトが格納されます。

応答データグラムはいつクライアントに返されますか?

実際には、OutputBuffer の flush メソッドを呼び出すときにチェックします。レイヤーごとに調べて、最終的に connector/Response の finishResponse() メソッドを見つけました。このメソッドは、最初に応答行と応答ヘッダーを送信します。次に、応答本文を送信します。 Tomcat のソースコードをあまり読んでいませんが、HTTP リクエストの処理を説明する優れたシーケンス図がここにあります。以下では、サーブレットの service メソッド呼び出しと Response の FinishResponse メソッド呼び出しに焦点を当てます。サービスメソッドが返された後、finishResponse 操作が実行されることが分かります。つまり、サーブレットプログラムが要求を処理すると、Tomcat は応答をクライアントに返します。

注:サーブレットプログラムは、基礎となるデータの送受信には関与せず、また制御も行いません。

図の中でサーブレットのサービスメソッドが呼び出される場所はどこですか?

ApplicationFilterChain の internalDoFilter メソッドに含まれます。

サーブレットプログラムの処理要求とはどういう意味ですか?

基本的に、サーブレットプログラムの仕事は、リクエスト情報に基づいてレスポンス情報を入力することです。

サーブレットプログラムと Spring MVC の関係は何ですか?

Spring MVC の基盤となるレイヤーは依然として Serlvet であり、DispatcherServlet と呼ばれるサーブレットを使用してすべてのリクエストを処理し、次にリクエストを対応する @RequestMapping アノテーション付きメソッドに分散して処理します。一般的に言えば、サービスメソッドの呼び出しを完了します。

では、MVC リターンページと REST データの戻りはどうでしょうか?

ページを返すということは、ページデータをレスポンスボディに書き込むことを意味します。@ResponseBody アノテーションは、実際には @RequestMapping でアノテーションが付けられたメソッドの戻り値を JSON 文字列に変換し、レスポンスボディに書き込みます。ここでの応答 Body は、上記の OutputBuffer を参照します。

Tomcat と Servlet プログラムの役割

「Tomcat の仕組み」では、サーブレットコンテナ (Tomcat はサーブレットコンテナです) のタスクは次のように要約できると説明されています。

1. リクエストオブジェクトを作成し、関連情報 (パラメーター、ヘッダー、Cookie、URI など) を入力します。

2. レスポンスオブジェクトを作成する

3. このリクエストに関連付けられたサーブレットのサービスメソッドを呼び出し、リクエストとレスポンスを渡します。

ここで、私自身の言葉で説明します。ブラウザがサーバーにリクエストを送信すると、サーバーはリクエストデータグラムの内容を解析し、リクエスト情報で満たされたリクエストオブジェクトを作成し、「空の」レスポンスオブジェクトを作成します。次に、これらの 2 つのオブジェクトがサーブレットのサービスメソッドに渡され、レスポンスオブジェクトへの入力が完了し、レスポンスデータがクライアントに送信されます。

なぜ Request オブジェクトを渡す必要があるのでしょうか?

Request オブジェクトを渡さない場合、Servlet プログラムは何を入力すればよいかわかりません。つまり、どのようなリソースが必要なのかがわかりません。

Tomcat はリクエストに関連付けられたサーブレットをどのように見つけるのでしょうか?

Tomcat を開発する場合、どのプロジェクトを Tomcat にデプロイするか、またはサーブレットプログラムが何と呼ばれるかを知ることは不可能であることはわかっています。したがって、サービスメソッドを呼び出すためのハードコーディングは不可能であり、リフレクションメカニズムが使用されます。

Spring Boot フレームワークを使用する前にプロジェクトをどのようにデプロイしたか考えてみましょう。プロジェクトをパッケージ化して、Tomcat の webapp ディレクトリに配置するだけです。実行後、プロジェクトに対応する URL は localhost:8080/projectName/xxx になりますか?また、プロジェクトでは、アノテーションスタイルか web.xml スタイルかを問わず、サーブレットプログラムのマッピングが構成されます。 URL を Servlet クラスファイルにマップします。

リクエストが来ると、まずprojectNameに従って対応するプロジェクトを見つけ、その後のURLに従って対応するServletクラス名にマッピングします。その後、Tomcat はリフレクションメカニズムを使用して Servlet クラスファイルをロードし、インスタンスを取得して、サービスメソッドを呼び出します。

coyote/Response、connector/Response、connector/ResponseFacade の関係は何ですか?

coyote/Response は主に基礎となるデータ転送にリンクされており、connector/Response は HttpServletResponse インターフェースを実装する coyote/Response の上位レベルのラッパーです。ただし、サービスメソッドに直接渡されると、ユーザーが HttpServletResponse を connector/Response に直接変換し、いくつかの基礎となるメソッドを直接呼び出す恐れがあります。したがって、HttpServletResponse インターフェースで定義されているものを除く、コネクタ/レスポンスのすべてのパブリックメソッドをブロックする「ファサードモード」が導入されています。つまり、サービスに渡されるのは実際にはコネクタ/ResponseFacade オブジェクトであり、強制的に実際の型に変換しても、HttpServletResponse インターフェースで定義されたメソッドしか見えません。

要約する

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