Servlet详解（一）

1.Servlet简介

Servlet是sun公司提供的一门用于开发动态web资源的技术。
Sun公司在其API中提供了一个servlet接口，用户若想用发一个动态web资源(即开发一个Java程序向浏览器输出数据)，需要完成以下2个步骤：
（1）编写一个Java类，实现servlet接口。
（2）把开发好的Java类部署到web服务器中。
按照一种约定俗成的称呼习惯，通常我们也把实现了servlet接口的java程序，称之为Servlet

2.Servlet的运行过程

Servlet程序是由WEB服务器调用，web服务器收到客户端的Servlet访问请求后：
（1）Web服务器首先检查是否已经装载并创建了该Servlet的实例对象。如果是，则直接执行第（4）步，否则，执行第（2）步。
（2）装载并创建该Servlet的一个实例对象。
（3）调用Servlet实例对象的init()方法。
（4）创建一个用于封装HTTP请求消息的HttpServletRequest对象和一个代表HTTP响应消息的HttpServletResponse对象，然后调用Servlet的service()方法并将请求和响应对象作为参数传递进去。
（5）WEB应用程序被停止或重新启动之前，Servlet引擎将卸载Servlet，并在卸载之前调用Servlet的destroy()方法。
下面图示可以更清楚的展示Servlet的运行过程：

3.Servlet的接口实现类

　　Servlet接口SUN公司定义了两个默认实现类，分别为：GenericServlet、HttpServlet。
　　GenericServlet是实现了Servlet接口和ServletConfig接口的一个抽象类，而HttpServlet又继承了GenericServlet这个抽象类。HttpServlet指能够处理HTTP请求的servlet，它在原有Servlet接口上添加了一些与HTTP协议处理方法，它比Servlet接口的功能更为强大。因此开发人员在编写Servlet时，通常应继承这个类，而避免直接去实现Servlet接口。
　　HttpServlet在实现Servlet接口时，覆写了service方法，该方法体内的代码会自动判断用户的请求方式，如为GET请求，则调用HttpServlet的doGet方法，如为Post请求，则调用doPost方法。因此，开发人员在编写Servlet时，通常只需要覆写doGet或doPost方法，而不要去覆写service方法。

4.Servlet调用图

5.使用Servlet开发注意事项

（1）由于客户端是通过URL地址访问web服务器中的资源，所以Servlet程序若想被外界访问，必须把servlet程序映射到一个URL地址上，这个工作在web.xml文件中使用元素和元素完成。
元素用于注册Servlet，它包含有两个主要的子元素：和，分别用于设置Servlet的注册名称和Servlet的完整类名。
一个元素用于映射一个已注册的Servlet的一个对外访问路径，它包含有两个子元素：和，分别用于指定Servlet的注册名称和Servlet的对外访问路径。例如：

<web-app>    <servlet>        <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>        <servlet-class>cn.jxs.servlet.HelloServlet</servlet-class>    </servlet>    <servlet-mapping>        <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>        <url-pattern>/aa</url-pattern>    </servlet-mapping></web-app>

（2）同一个Servlet可以被映射到多个URL上，即多个元素的子元素的设置值可以是同一个Servlet的注册名。
在Servlet映射到的URL中也可以使用通配符，但是只能有两种固定的格式：一种格式是”*.扩展名”，另一种格式是以正斜杠（/）开头并以“/*”结尾。例如：

格式一：<servlet-mapping>    <servlet-name>        AnyName    </servlet-name>    <url-pattern>        *.do    </url-pattern></servlet-mapping>格式二：<servlet-mapping>    <servlet-name>        AnyName    </servlet-name>    <url-pattern>        /action/*    </url-pattern></servlet-mapping>

（3）对于如下的一些映射关系：
Servlet1 映射到 /abc/*
Servlet2 映射到 /*
Servlet3 映射到 /abc
Servlet4 映射到 *.do
问题及Servlet的调用：
当请求URL为“/abc/a.html”，“/abc/ * ”和“/ *”都匹配，Servlet引擎将调用Servlet1.
当请求URL为“/abc”时，“/abc/ * ”和“/abc”都匹配，Servlet引擎将调用Servlet3.
当请求URL为“/abc/a.do”时，“/abc/ * ”和“ * .do”都匹配，Servlet引擎将调用Servlet1。
当请求URL为“/a.do”时，“/ * ”和“ * .do”都匹配，Servlet引擎将调用Servlet2。
当请求URL为“/xxx/yyy/a.do”时，“/ * ”和“ * .do”都匹配，Servlet引擎将调用Servlet2。

（4）Servlet是一个供其他Java程序（Servlet引擎）调用的Java类，它不能独立运行，它的运行完全由Servlet引擎来控制和调度。
　　针对客户端的多次Servlet请求，通常情况下，服务器只会创建一个Servlet实例对象，也就是说Servlet实例对象一旦创建，它就会驻留在内存中，为后续的其它请求服务，直至web容器退出，servlet实例对象才会销毁。
　　在Servlet的整个生命周期内，Servlet的init方法只被调用一次。而对一个Servlet的每次访问请求都导致Servlet引擎调用一次servlet的service方法。对于每次访问请求，Servlet引擎都会创建一个新的HttpServletRequest请求对象和一个新的HttpServletResponse响应对象，然后将这两个对象作为参数传递给它调用的Servlet的service()方法，service方法再根据请求方式分别调用doXXX方法。

（5）如果在元素中配置了一个元素，那么WEB应用程序在启动时，就会装载并创建Servlet的实例对象、以及调用Servlet实例对象的init()方法。例如:

    <servlet>        <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>        <servlet-class>cn.jxs.servlet.HelloServlet</servlet-class>        <load-on-startup>1</load-on-startup>    </servlet>

（6）如果某个Servlet的映射路径仅仅为一个正斜杠（/），那么这个Servlet就成为当前Web应用程序的缺省Servlet。
　　凡是在web.xml文件中找不到匹配的元素的URL，它们的访问请求都将交给缺省Servlet处理，也就是说，缺省Servlet用于处理所有其他Servlet都不处理的访问请求。
　　在

package cn.jxs.servlet;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;import java.io.IOException;/** * Created by jiangxs on 2017/10/24. */public class UnSafeTreadServlet extends HttpServlet{    //由于多个线程共享该实例，所以会造成线程冲突而造成线程安全问题    private int num;    //或者使用静态成员也会造成线程安全问题    //private static int num;    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        num++;        try {            Thread.sleep(5000);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        resp.getWriter().write(num+"");    }    @Override    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        doGet(req, resp);    }}

上述安全问题可以通过两种方式来解决：一是通过每个实例单独使用各自的变量（只需将该变量定义为局部的即可），二是可以通过使用synchronized同步锁来保证线程同步：

方法一：

package cn.jxs.servlet;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;import java.io.IOException;/** * Created by jiangxs on 2017/10/24. * 通过使用局部变量，从而使每个线程各自拥有自己的变量，从而也不会造成线程安全问题 */public class UnSafeTreadServlet extends HttpServlet{    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        int num = 0;        num++;        try {            Thread.sleep(5000);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        resp.getWriter().write(num+"");    }    @Override    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        doGet(req, resp);    }}

方法二：

package cn.jxs.servlet;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;import java.io.IOException;/** * Created by jiangxs on 2017/10/24. * 通过使用synchronized给Servlet对象加了一把锁，保证任何时候都只有一个线程在访问该Servlet对象里面的资源，这样就不存在线程安全问题了。 */public class UnSafeTreadServlet extends HttpServlet{    private int num;    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        synchronized (this) {            num++;            try {                Thread.sleep(5000);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }            resp.getWriter().write(num + "");        }    }    @Override    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        doGet(req, resp);    }}

方法二效果如下图所示：

　　注意：方法二虽然解决了线程安全问题，但是编写Servlet却万万不能用这种方式处理线程安全问题，假如同时访问这个Servlet人数过多，那么这些用户必须按先后顺序排队轮流访问。
　　如果某个Servlet实现了SingleThreadModel接口，那么Servlet引擎将以单线程模式来调用其service方法。
SingleThreadModel接口中没有定义任何方法，只要在Servlet类的定义中增加实现SingleThreadModel接口的声明即可。
　　对于实现了SingleThreadModel接口的Servlet，Servlet引擎仍然支持对该Servlet的多线程并发访问，其采用的方式是产生多个Servlet实例对象，并发的每个线程分别调用一个独立的Servlet实例对象。
　　实现SingleThreadModel接口并不能真正解决Servlet的线程安全问题，因为Servlet引擎会创建多个Servlet实例对象，而真正意义上解决多线程安全问题是指一个Servlet实例对象被多个线程同时调用的问题。事实上，在Servlet API 2.4中，已经将SingleThreadModel标记为Deprecated（过时的）。