web开发之Servlet 二

在上一篇文章中，我们演示也证明了Servlet 是一种动态web资源开发的技术，即我可以在浏览器中输入URL，然后就可以在浏览器中看到我们编写的Servlet资源。

那当我们在浏览器上一起一个HTTP请求之后，具体的流程是怎么样的呢?借用LinkinStar博文中的图：

上面这副图讲解了整个HTTP请求到相应的过程，在这里进行下解释：

当在浏览器中输入URL后，会通过hosts文件/dns服务器解析为IP地址，进而找对应的服务器来提供服务，当服务器端收到请求后：

1）分析当前的这个请求访问的是当前服务器中的那个WEB应用

这个可以从请求行中的请求资源部分来分析出来。

2)分析当前请求要访问的这个WEB应用的那个资源：

从上述请求行的资源部分可以分析出请求的是什么资源

3）查找web.xml文件，查看有没有对应的虚拟路径，如果有则用这个虚拟路径对应的资源做出相应。

4）服务器从response对象中获取之前写入的数据，然后组成响应发送到浏览器中。

一个HTTP响应代表服务器向客户端回送的数据，它包括：一个状态行、若干消息头、以及实体内容。

二、Servlet的运行过程及生命周期

Servlet程序由WEB服务器调用，web服务器收到客户端的Servlet请求后，会首先检查是否已经装载并创建了该Servlet的实例对象；如果是，则直接跳到第四步，否则，执行第二步。

1）装载并创建该Servlet实例对象【加载：容器通过类家长群使用Servlet类对应的文件加载Servlet,创建：通过调用servlet构造函数创建一个Servlet对象】

2）调用Servlet实例对象的init方法

3）处理客户请求：每当有一个客户请求，容器会创建一个线程来处理客户请求，用于封装HTTP请求消息的HttpServletRequest对象和一个代表HTTP响应消息的HttpServletRespons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。

4）卸载：调用destroy方法让servlet自己释放其占用的资源。

因此Servlet的生命周期可以分为5个阶段：加载、创建、初始化、处理客户请求、卸载。

（1）通常情况下，服务器会再Servlet第一次调用时候加载并创建此Servlet的实例对象，同时调用init方法做初始化操作。

（2）一旦此Servlet实例创建出来后，该实例就驻留在内存中，为后续对这个Servlet的请求做出相应的服务，每次对这个Servlet的访问都会导致Servlet中service方法执行；

（3）当web应用被移除容器或者关闭服务器的时候，随着web应用的销毁，Servlet也会被销毁，在销毁之前服务器会调用Servlet的destroy方法做一些善后的工作。

下面3个方法可以基本代表Servlet的生命周期：

*init方法，负责初始化Servlet对象

*service方法，负责响应客户的请求（调用doGET 或 doPost 方法）

*destory方法，当Servlet对象退出生命周期的时候，负责释放占用的资源。

PS：在Servlet的整个生命周期内，Servlet的init方法只有在Servlet被创建的时候被调用一次，每次对这个Servlet的访问都会导致Servlet中的service方法执行。

例如：现在浏览器连续访问Servlet 5次，内存中只有一个Sevlet对象。Servlet对象由服务器创建（创建一次），request和response由Servlet容器创建（创建5次），会调用5次service方法。

发送一次请求：http://localhost:8000/Servlet_Demo01/servlet/ServletDemo01

我们看下控制台的输出：

可见，正常Servlet是在被第一次访问的时候加载并创建，同时开始调用service方法。

那我们再发送5次请求看下结果如何：

可见没有打印Servlet 初始化，但发送了请求，可见service方法就被调用了，紧接着我们停止容器看下，是否会调用destory方法。

可见当停止web服务器的时候，servlet被销毁了。

总结：可以看到，Servlet只会初始化一次，之后的话，我们多次访问的是同一个Servlet对象，此时，即使关掉网页，Servlet也不会销毁，只有tomcat服务器才会销毁servlet.

那么我们有没有办法，启动web服务器的时候同时加载并创建servlet呢？方法是有的，需要在web.xml中配置：<load-on-startup>1</load-on-startup>

 <servlet>
    <description>This is the description of my J2EE component</description>
    <display-name>This is the display name of my J2EE component</display-name>
    <servlet-name>ServletDemo01</servlet-name>
    <servlet-class>mdj.servlet.study.ServletDemo01</servlet-class>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
  </servlet>

  <servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo01</servlet-name>
    <url-pattern>/servlet/ServletDemo01</url-pattern>
  </servlet-mapping>

然后我们看下现象：

可见启动的时候，就进行了创建和加载，那么我们再次访问URL请求的时候，是否还会创建呢，答案应该是不会，看下面结果。

三、Servlet的结构

上面我们讲解了Servlet的运行过程和生命周期，下面我们看看其结构：

1）Servlet接口有五个方法

init初始化，就是把servlet装载到内存中，只会被调用一次

getServletConfig获取servletConfig对象

service主要的服务方法，放业务逻辑，每次都会被调用

getServletInfo得到servlet配置信息

destroy销毁该servlet，从内存中清除掉

2）继承GenericServlet

GenericServlet实现了servlet接口

然后只有一个抽象方法需要你自己去重写

那就是service方法，所以相比来说init别的方法他都帮你实现好了，只要你写service方法就可以了。

至少看起来继承GenericServlet比直接实现servlet接口要方便

3）继承HttpServlet

因为后来发现servlet主要是为了服务于http请求的，而且发现GenericServlet对于http来说还不够好

所以有了HttpServlet，首先它是继承自GenericServlet

然后它有很多http相关的方法，post，get，put等待

用户可以根据自己需要来实现这些方法

每个过来的请求都会调用service方法，最后service会根据不用的请求分发到不同的地方去做。

相比较而言，HttpServlet覆写了GenericServlet，service方法体内的代码会自动判断用户的请求方式，如为GET的请求则调用doGet方法，如为Post请求，则调用doPost方法，因此开发人员在编写servlet的时候，通常指需要继承HttpServlet,然后覆写doGet和doPost方法，不要去覆写service方法。

我们来看一下源码：

protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
    throws ServletException, IOException
    {
    String method = req.getMethod();

    if (method.equals(METHOD_GET)) {
        long lastModified = getLastModified(req);
        if (lastModified == -1) {
        // servlet doesn't support if-modified-since, no reason
        // to go through further expensive logic
        doGet(req, resp);
        } else {
        long ifModifiedSince = req.getDateHeader(HEADER_IFMODSINCE);
        if (ifModifiedSince < (lastModified / 1000 * 1000)) {
            // If the servlet mod time is later, call doGet()
                    // Round down to the nearest second for a proper compare
                    // A ifModifiedSince of -1 will always be less
            maybeSetLastModified(resp, lastModified);
            doGet(req, resp);
        } else {
            resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
        }
        }

    } else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {
        long lastModified = getLastModified(req);
        maybeSetLastModified(resp, lastModified);
        doHead(req, resp);

    } else if (method.equals(METHOD_POST)) {
        doPost(req, resp);

    } else if (method.equals(METHOD_PUT)) {
        doPut(req, resp);    

    } else if (method.equals(METHOD_DELETE)) {
        doDelete(req, resp);

    } else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) {
        doOptions(req,resp);

    } else if (method.equals(METHOD_TRACE)) {
        doTrace(req,resp);

    } else {
        //
        // Note that this means NO servlet supports whatever
        // method was requested, anywhere on this server.
        //

        String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
        Object[] errArgs = new Object[1];
        errArgs[0] = method;
        errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);

        resp.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_IMPLEMENTED, errMsg);
    }
    }

这个就是HttpServlet中service方法中的源码；

首先我们看到的就是String method = req.getMethod();这个就是通过request获取方法，然后根据方法判断调用哪一个方法，要说明的是前面它已经定义好了这些字符串

private static final String METHOD_DELETE = "DELETE"; 
   private static final String METHOD_HEAD = "HEAD"; 
   private static final String METHOD_GET = "GET"; 
   private static final String METHOD_OPTIONS = "OPTIONS"; 
   private static final String METHOD_POST = "POST"; 
   private static final String METHOD_PUT = "PUT"; 
   private static final String METHOD_TRACE = "TRACE"; 
需要指出的是，前面说过 HttpServlet是继承自GenericServlet，而GenericServlet需要用户实现一个service，刚才我们看到的是HttpServlet自己的。

在GenericServlet中也有一个service方法：

public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
    throws ServletException, IOException
    {
    HttpServletRequest    request;
    HttpServletResponse    response;

    try {
        request = (HttpServletRequest) req;
        response = (HttpServletResponse) res;
    } catch (ClassCastException e) {
        throw new ServletException("non-HTTP request or response");
    }
    service(request, response);
    }

源码是这样的，它会把原来的ServletRequest 请求直接强转换成HttpServletRequest然后再去调用它正真的service方法。

这点是需要指出的，HttpServletRequest比ServletRequest进行了进一步的封装，方法更适合http。

四、Servlet映射匹配问题

由于客户端是通过URL的地址找到对应web服务器中的资源，所以Servlet程序如果想要被外界访问，那么必须把servlet程序映射到一个URL地址上，这个工作在web.xml文件中<servlet>和<servlet-mapping>元素组成。

<servlet>元素用于注册Servlet，它包含有两个主要的子元素：<servlet-name>和<servlet-class>，分别用于设置Servlet的注册名称和Servlet的完整类名。

一个<servlet-mapping>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：<servlet-name>和<url-pattern>，分别用于指定Servlet的注册名称和Servlet的对外访问路径。

需要注意的是：

1.一个servlet可以对应多个servlet-mapping，从而一个servlet可以有多个路径访问。

2.url-pattern中的路径也可以使用*通配符，但是只有两种固定的格式：一种格式“*.扩展名”，另一种是正斜杠/ 开头并以/* 结尾。

通常匹配的优先级是哪个精确找哪个，*.后缀的格式永远匹配级最低。

五、线程安全问题

Servlet引擎采用多线程模式运行，它为并发的每个访问请求都使用一个独立的线程来进行响应。

但是由于默认情况下Servlet在内存中只有实例存在，因此当多个浏览器并发访问Servlet的时候，就会有可能产生线程的安全问题。

Servlet线程不安全，至始至终，之维护一个实例对象，当同一个资源被多个线程同时访问操作的时候，就可能会互相干扰。

解决的方法是：

1、SingleThreadModel接口（标记接口，单线程模型接口）：不能真的防止线程安全问题（已过时）

Servlet实现了SingleThreadModel接口，那么Servlet引擎将以单线程模式来调用Servlet的service方法。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独立的一个Servlet实例对象。

注：此接口在API 2.4中就已经过时，虽然解决了线程安全问题，但是消耗了大量性能（不同的客户端同时访问会创建不同的Servlet实例），所以此方法建议不用，实际开发中也不用。

2、使用同步代码块，但效率低。在Servlet中尽量少用类变量（成员变量）,如果一定要用类变量则用锁来防止线程安全问题,但是要注意锁住内容应该是造成线程安全问题的核心代码,尽量的少锁主内容,减少等待时间提高servlet的响应速度。

几个小题目：

下面有关servlet service描述错误的是？

1、不管是post还是get方法提交过来的连接，都会在service中处理

答：每次请求都会调用service方法，最终都会在service中处理，正确；

2、doGet/doPost 则是在 javax.servlet.GenericServlet 中实现的

答：GenericServlet只是继承了Servlet的接口，实现了它其中的5个方法，其中需要用户重写的是service方法，而doGet/doPost是因为之后出现了HttpServlet才有的，是针对http请求才有了这个类，才有了doPost和doGet，所以是错误的。

3、service()是在javax.servlet.Servlet接口中定义的

答：Servlet接口一共定义了5个方法，其中就有service（），正确；

4、service判断请求类型，决定是调用doGet还是doPost方法

答：正确，原因见上面。

今天就复习到此，下一节讲解Servlet中比较常用到的ServletConfig 和ServletContext 对象。