关于web.xml配置的那些事儿

一.简介

web.xml文件是Java web项目中的一个配置文件，主要用于配置欢迎页、Filter、Listener、Servlet等，但并不是必须的，一个java web项目没有web.xml文件照样能跑起来。Tomcat容器/conf目录下也有作用于全局web应用web.xml文件，当一个web项目要启动时，Tomcat会首先加载项目中的web.xml文件，然后通过其中的配置来启动项目，只有配置的各项没有错误时，项目才能正常启动。

二.Tomcat加载资源顺序

Tomcat启动时加载资源主要有三个阶段：

第一阶段：JVM相关资源

(1)$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar
(2)系统classpath环境变量中的*.jar和*.class 

第二阶段：Tomcat自身相关资源

(1)$CATALINA_HOME/common/classes/*.class  
(2)$CATALINA_HOME/commons/endorsed/*.jar   
(3)$CATALINA_HOME/commons/i18n/*.jar   
(4)$CATALINA_HOME/common/lib/*.jar   
(5)$CATALINA_HOME/server/classes/*.class   
(6)$CATALINA_HOME/server/lib/*.jar   
(7)$CATALINA_BASE/shared/classes/*.class   
(8)$CATALINA_BASE/shared/lib/*.jar 

第三阶段：Web应用相关资源

(1) 具体应用的webapp目录: /WEB-INF/classes /*.class   
(2) 具体应用的webapp: /WEB-INF/lib /*.jar

在同一个文件夹下，jar包是按顺序从上到下依次加载,由ClassLoader的双亲委托模式加载机制我们可以知道，假设两个包名和类名完全相同的class文件不再同一个jar包，如果一个class文件已经被加载java虚拟机里了，那么后面的相同的class文件就不会被加载了。

但tomcat的加载运行机制与JAVA虚拟机的父类委托机制稍有不同。
下面来做详细叙述:
1、首先加载TOMCAT_HOME/lib目录下的jar包
2、然后加载TOMCAT_HOME/webapps/项目名/WEB-INF/lib的jar包
3、最后加载的是TOMCAT_HOME/webapps/项目名/WEB-INF/classes下的类文件
值得注意的关键是：tomcat按上述顺序依次加载资源，当后加载的资源与之前加载的资源相重时，后加载的资源会继续加载并将之前的资源覆盖

三、web.xml配置文件简介

servlet和JSP规范在发展阶段中出现了很多的web.xml配置版本，如3.0、3.1、4.0等，版本的变更会改变web.xml对应的配置代码。下图是来自Tomcat官网的Servlet和JSP规范规范与的Apache Tomcat版本之间的对应关系：

下面是各个版本的web.xml配置示例代码：

servlet 2.5 [Tomcat 6.0.x(archived)]

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
   xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"
   version="2.5">
   ...
</web-app>

servlet 3.0 [Tomcat 7.0.x]

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"
  version="3.0" metadata-complete="true">
  ...
</web-app>

servlet 3.1 [Tomcat 8.0.x (superseded) & 8.5.x]

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"
  version="3.1" metadata-complete="true">
  ...
</web-app>

servlet 4.0 [Tomcat 9.0.x]

<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
  version="4.0" metadata-complete="true">
  ...
</web-app>

四.web.xml元素配置详解

web.xml文件加载顺序为：(与顺序无关)
ServletContext -> context-param -> listener -> filter -> servlet

web.xml中定义了以下元素：

<web-app> 
    <display-name></display-name>定义了WEB应用的名字 
    <description></description> 声明WEB应用的描述信息 
    
    <context-param></context-param> context-param元素声明应用范围内的初始化参数。 
    <filter></filter> 过滤器元素将一个名字与一个实现javax.servlet.Filter接口的类相关联。 
    <filter-mapping></filter-mapping> 一旦命名了一个过滤器，就要利用filter-mapping元素把它与一个或多个servlet或JSP页面相关联。 
    
    <listener></listener>servlet API的版本2.3增加了对事件监听程序的支持，事件监听程序在建立、修改和删除会话或servlet环境时得到通知。Listener元素指出事件监听程序类。 
    
    <servlet></servlet> 在向servlet或JSP页面制定初始化参数或定制URL时，必须首先命名servlet或JSP页面。Servlet元素就是用来完成此项任务的。 
    
    <servlet-mapping></servlet-mapping> 服务器一般为servlet提供一个缺省的URL：http://host/webAppPrefix/servlet/ServletName.
    
    但是，常常会更改这个URL，以便servlet可以访问初始化参数或更容易地处理相对URL。在更改缺省URL时，使用servlet-mapping元素。 
    
    <session-config></session-config> 如果某个会话在一定时间内未被访问，服务器可以抛弃它以节省内存。 可通过使用HttpSession的setMaxInactiveInterval方法明确设置单个会话对象的超时值，或者可利用session-config元素制定缺省超时值。 
    
    <mime-mapping></mime-mapping>如果Web应用具有想到特殊的文件，希望能保证给他们分配特定的MIME类型，则mime-mapping元素提供这种保证。 
    
    <welcome-file-list></welcome-file-list> 指示服务器在收到引用一个目录名而不是文件名的URL时，使用哪个文件。 
    
    <error-page></error-page> 在返回特定HTTP状态代码时，或者特定类型的异常被抛出时，能够制定将要显示的页面。 
    
    <taglib></taglib> 对标记库描述符文件（Tag Libraryu Descriptor file）指定别名。此功能使你能够更改TLD文件的位置，而不用编辑使用这些文件的JSP页面。 
    
    <resource-env-ref></resource-env-ref>声明与资源相关的一个管理对象。 
    <resource-ref></resource-ref> 声明一个资源工厂使用的外部资源。 
    <security-constraint></security-constraint> 制定应该保护的URL。它与login-config元素联合使用 
    <login-config></login-config> 指定服务器应该怎样给试图访问受保护页面的用户授权。它与sercurity-constraint元素联合使用。 
    
    <security-role></security-role>给出安全角色的一个列表，这些角色将出现在servlet元素内的security-role-ref元素的role-name子元素中。分别地声明角色可使高级IDE处理安全信息更为容易。 
    
    <env-entry></env-entry>声明Web应用的环境项。 
    <ejb-ref></ejb-ref>声明一个EJB的主目录的引用。 
    <ejb-local-ref></ejb-local-ref>声明一个EJB的本地主目录的应用。 
</web-app>