深入理解Servlet

一、Web服务器

从事web开发的人，会很清楚一个东西叫 Web服务器，比如J2EE开发—Tomcat，Jetty，.NET开发—IIS等。HTTP服务器是使用 HTTP（超文本传输协议） 与客户机浏览器进行信息交流。下面就是HTTP服务器简单交互图：（来自[JavaEE 要懂的小事] Http相关 博客）

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HTTP服务器是Web服务器的一种，也是开发最常见的，自然还有其他方式进行信息交互，比如FTP文件服务器…

Web服务器是可以向发出请求的浏览器提供文档的程序。其核心过程为连接过程 — 请求过程 — 应答过程 — 关闭连接

这让我想到了Tomcat架构的一张图：

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二、Tomcat 简单说几句

如图，Tomcat 包含了核心服务模块：Connector连接模块 和 Container 容器。Tomcat Server 核心是一个 Servlet/JSP Container。对每一个HTTP请求，过程如下

— 获取连接— Servlet来分析请求（HttpServletRequest）— 调用其service方法，进行业务处理— 产生相应的响应（HttpServletResponse）— 关闭连接

如图：

蓝色线指向过程是请求，绿色线指向过程是响应过程。也就是上面Web服务器核心过程：“连接过程 — 请求过程 — 应答过程 — 关闭连接”

三、我第一个Servlet

什么是Servlet？（每次都会不停的问自己，这是什么“What”？紧接着应该是什么用“How”吧）
在 JavaEE 6文档中，介绍如下

“Servlet 是运行在Web服务器的Java小程序。Servlet可以获取并针对Web客户端的请求作出响应。一般情况下，通过HTTP，即超文本传输协议，进行传输通信。”A servlet is a small Java program that runs within a Web server. Servlets receive and respond to requests from Web clients, usually across HTTP, the HyperText Transfer Protocol. 

所以，Servlet 是Web服务器核心工作的抽象。它不单单只是实现HttpServlet，可能实现有FtpServlet（这个我猜的）等。相对较多的Web开发，知道的肯定是HttpServlet。

补充，在Servlet规范是这样写道的：

Serlvet是基于Java技术的Web组件，容器托管的，用于生产动态内容。它也是基于平台无关的Java类格式，被编译为平台无关的字节码，可以被基于Java技术的web server动态加载并运行。这里容器，有时候也称为servlet 引擎。

在 JavaEE 6文档中，是这样介绍HttpServlet：

“HttpServlet 提供了一个能被继承后创建一个适应Web网站的Http Servlet的抽象类。”Provides an abstract class to be subclassed to create an HTTP servlet suitable for a Web site. 

光说不练假把式，练一个“Hello,Servlet/JSP World!”:

/* * Copyright [2015] [Jeff Lee] * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at *  *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 *  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. *//** * @author Jeff Lee * @since 2015-6-25 19:46:45 *  HelloWrold案例 */@WebServlet(urlPatterns = "/helloWorld.html")public class HelloWorldServletT extends HttpServlet{    private static final long serialVersionUID = 1L;    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)            throws ServletException, IOException{        // 获取输出打印对象        PrintWriter out = resp.getWriter();        out.println("Hello,Servlet/JSP World!");    }}

三、分析源码

@WebServlet(urlPatterns = "/helloWorld.html") 

@WebServlet 注解用于声明一个HttpServlet的配置。其中，urlPatters = “/helloWorld.html”，urlPatterns复数形式，说明至少一个URL必须被申明。它和另一个value必须存在一个，但不能同时存在。如果要匹配多个URL路径的话，如下：

@WebServlet(urlPatterns = { "/helloWorld01.html", "/helloWorld02.html" } 

下面有个@Override，重写了父类HttpServlet的doGet方法。我们先看看父类HttpServlet。HttpServlet是一个抽象类，它提供了以下方法：

— doGet  ， 服务于 HTPP GET 请求— doPost ， 服务于 HTTP POST 请求— doPut  ， 服务于 HTTP PUT 请求— doDelete,服务于 HTTP DELETE 请求

如图：

对于不同的请求，HttpServlet的子类必须相应的实现至少一个方法，通常来说，会是其中一个，这样代码比较清晰。那父类的doGet方法做了什么工作呢？

protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)        throws ServletException, IOException    {        String protocol = req.getProtocol();        String msg = lStrings.getString("http.method_get_not_supported");        if (protocol.endsWith("1.1")) {            resp.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, msg);        } else {            resp.sendError(HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST, msg);        }    }

这里就简单的获取了下HTTP协议及Http Local信息，然后可以协议是否是1.1，做出分别是405或者400HTTP状态码的响应。

回到HelloWorldServletT.java 这里:

@Overrideprotected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)        throws ServletException, IOException {    // 获取输出打印对象    PrintWriter out = resp.getWriter();    out.println("Hello,Servlet/JSP World!");}

表示该HelloWorldServletT会接受Http GET请求，并OOM到HttpServletRequest，并执行里面的逻辑代码和返回响应。 这里从HttpServletResponse对象中获取到输出打印对象PrintWriter，然后输出了“Hello，Servlet/JSP World!”。

完毕！哦还有一点补充补充补充：

print，这里还好一句话。如果打印个table会很麻烦，因此有一个JSP的东西出现了，是Servlet的HTML化身。

五、深入Servlet 具体过程

又回到这个简单的 Get Servlet代码：

public class HelloWorldServletT extends HttpServlet{    private static final long serialVersionUID = 1L;    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)            throws ServletException, IOException{        // 获取输出打印对象        PrintWriter out = resp.getWriter();        out.println("Hello,Servlet/JSP World!");    }}

这过程总结如下：

— 从浏览器（Client）获取连接”/helloWorld.html”— Tomcat Connector模块将请求(Request)传递给 Container模块— Container 模块会做以下事情— 分析HTPP请求信息，组装成HttpServletRequest对象— 创建新的HttpServletResponse对象— 根据路由配置，搜索相应的Servlet，并创建一个线程用于处理本次请求。此时线程会将上面Request和Response对象的索引，传递给Servlet— 新线程中的Servlet处理逻辑— 线程结束后，通过HttpServletResponse对象的PrintWriter，返回浏览器一个信息

过程图如下：

蓝色线指向过程是请求，绿色线指向过程是响应过程，橙色线指向过程是内部处理过程。

有些面试题会这样问：

Servlet是线程安全的吗？不是，一个servlet实现类只会有一个实例对象，多个线程是可能会访问同一个servlet实例对象的，线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。

因此，Servlet对象实例化是在以第一次请求此Servlet时，如果访问后，实例对象存在内存中，只会在服务器停止时，它才会消失。它不会随着各个线程结束而结束。因此下次访问Servlet时，Servlet Container会搜索相应的Servlet，如果不存在，Container新建相应的Servlet。这也是我们想要的结果。

再来个恶心的面试题：

Servlet是单例吗？不一定是，在一个ServeltName情况下是的。在多个ServletName匹配到一个Servlet类时，该Servlet不是单例。网上答案：在web.xml中声明了几次，即使同一个Servlet，如果声明多次，也会生成多个实例。