【Java】サーブレット（Java Servlet）

こんにちは。エンジニアの新田です！
ここでは、システムエンジニアとして働いている私が、システム開発手法や開発言語について紹介していこうと思います。
今回は、主にJavaサーブレット/JSPについて触れていきます。
Javaについて勉強している方、Webアプリケーションを構築したいと思っている方の参考になれば幸いです！

関連記事：【Java】サーブレットの作成（基本的なコーディング）

サーブレット（Java Servlet）とは？

「サーブレット」とは、どのようなものでしょうか？

Webサーバ上（バックエンド）で動く、Javaで書かれたプログラムのことです。（単にサーブレットと呼ばれることが多い）

ユーザーが検索フォームでキーワードを入力して検索ボタンをクリックする等、クライアント側からリクエストを送ると、その要求をサーブレットが受けてデータの処理をしたり動的なWebページを生成したりします。

動的なWebページとは、同じURLをリクエストされた場合でもリクエスト（入力内容など）に応じてページの見え方が変わるようにWebサーバー側で何らかの処理（プログラム）を実行して、HTMLテキストを生成して提供するページのことです。

（静的なWebページは、Webサーバーにあらかじめ保管してあるHTMLファイルをそのまま返す）

動的なWebページを提供する方法はいくつかありますが、そのうちの1つの方法としてサーブレットが利用できます。

【動作イメージ】

• ①. Webブラウザから、リクエストが送信される。
• ※リクエストの種類によって、処理を分岐する。
• A-①. 動的な処理の場合、サーブレットコンテナに処理（サーブレットの実行）を依頼（動的なWebページ）
• A-②. データベースアクセスが必要な場合は、データベースへの問い合わせ
• A-③. データベースが結果を返却
• A-④. サーブレットにより生成された結果（HTML）を返却
• B-①. 静的な処理の場合、Webサーバー上の対象リソース（HTML、画像ファイルなど）を参照
• B-②. 対象リソース（HTML、画像ファイルなど）を返却
• ②. 実行結果をWebブラウザに送信。Webブラウザに実行結果が表示される。

Java Servletの実態はJavaのクラスです。つまり、.javaファイルをコンパイルした.classファイルであり、通常のJavaファイルと同じです。

Servlet実行に必要な要素（ミドルウェア、ソフトウェア）

Servletの実行には以下の要素が必要になります。

JRE(JavaSE)

• Javaそのものの実行環境

Webサーバ(Apacheなど)

• リクエストを受信するために必要

Servletコンテナ（Tomcatなど）

• Servletの実行環境

Webブラウザ (Chrome,IE,Firefoxなど)

• Webアプリケーションのクライアント

サーブレットのメリット

サーブレットには以下のようなメリットがあり、大規模なWebアプリケーションにも対応できるものになっています。

メモリ上に常駐するので、実行する度に新しいプロセスを生成する必要が無い

• 一度実行されたServletは、１つのスレッドとして実行環境のメモリ上に常駐するため、２回目以降の実行においては、新たなプロセスを生成せずに、すでにあるものを実行できるため、応答速度に優れている。

マルチスレッドで動作することができる

• 複数のクライアントから同時にリクエストがあっても、片方を待たせることなく並行して処理を行うことができるため、応答速度に優れている（ただし、複数スレッドを考慮した実装をする必要はある）。

Javaのメリットをそのまま享受することができる

• ServletはJavaで書かれているため、プラットフォームに依存しない。それ以外にもJavaのメリットとなる点についてはServletでも同様のメリットがある。

Servletコンテナ（Webコンテナ）

サーブレットはJavaプログラムなので、Java実行環境が必要になります。通常のJavaアプレットであればJVMを直接利用しますが、サーブレットの場合は、サーブレットコンテナを経由してJVM上で実行されます。

HTTPリクエストをWebサーバー経由でサーブレットコンテナが受け取り、サーブレットコンテナがサーブレットに対して処理の命令を出す流れになります。

Servletコンテナを搭載する製品

■ オープンソース

• Tomcat (Apache Tomcat Project)
• Geronimo(Apache Geronimo Project)

など

■商用アプリケーションサーバ

• WebSphere Application Server (IBM)
• WebLogic Server (Oracle)

など

ServletコンテナによるServletの制御

サーブレットの初回起動時には、サーブレットをローディングし、サーブレットの初期化(initメソッド)を実行します。

その後、サーブレットをServletコンテナ上に常駐化(インスタンス化)し、Webブラウザからの呼び出しを待ちます。

常駐(インスタンス化)しているサーブレットがWebブラウザから呼び出されたときは、そのままサービスの実行(serviceメソッド)を行います。

サーブレットの停止は、Servletコンテナの停止と同時に行います。このとき、サーブレットの消滅(destroyメソッド)を処理します。

【動作イメージ】

• ①. Webサーバ経由で受け取ったクライアントからのリクエスト（URL）を解析し、サーブレットの起動と呼び出しを行う。
• ※指定されたサーブレットの状態によって処理が分岐する
• ②. まだコンテナ内にインスタンス化されていなければ、サーブレットをロードする（※すでにインスタンス化されている場合は、インスタンス化さ れているサーブレットを再利用する。）
• ③. インスタンス化したサーブレットはコンテナのメモリ上に常駐する（次のリク エストを待つ）
• ④. リクエストされたサーブレットを実行
• ⑤. サーブレット実行結果を返却する
• ⑥. 出力結果（HTML）を、Webサーバを経由でWebブラウザに返却する。

次回以降の記事では、サーブレットを実際に動かすための動作環境と、簡単なJavaコードについて紹介していきたいと思います。

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