初窥Servlet

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，用户若想要发一个动态web资源，只需要完成以下两步即可：

1）编写一个servlet，即实现servlet接口的Java类；

2） 把开发好的servlet部署到web服务器中。

Servlet接口定义了所有servlet必须实现的方法。一个servlet是运行在web服务器中的一个小java程序，servlet通过HTTP协议接收并响应web客户端发来的请求。这个接口中定义的方法包括初始化servlet，服务请求，以及remove servlet，这些方法即servlet的生命周期方法，调用顺序如下：

1）某个创建servlet对象的时候，调用初始化方法: void init(ServletConfig config)

2）客户端发送请求的时候，service方法被执行：void service(ServletRequest req, ServletResponse res)

3）某个servlet对象被摧毁的时候，调用destroy方法: void destroy()

除了这些与生命周期有关的方法外，Servlet接口还提供了getServletConfig方法和getServletInfo方法，getServletConfig方法可以获得servlet的一些启动信息，getServletInfo方法可以返回servlet本身的一些信息。

sun公司定义了Servlet接口的两个默认实现类，分别为javax.servlet.GenericServlet和javax.servlet.http.HttpServlet。

HttpServlet指能够处理HTTP请求的servlet，它再原有的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。

2. Servlet的运行过程

Servlet程序是由web服务器调用，web服务器接收到客户端的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相应消息的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前，Servlet引擎将卸载Servlet，并在卸载之前调用Servlet的destroy()方法。

3. Servlet的几个细节

1. Servlet细节1

由于客户端是通过URL地址访问文本服务器中的资源，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<servlet>元素和<servlet-mapping>元素完成。

1） <servlet>元素用于注册Servlet，它包含两个主要的子元素：

<servlet-name>：用于设置Servlet的注册名称

<servlet-class>：用于设置Servlet的完整类名

2）<servlet-mapping>元素用于映射一个已注册的Servlet的一个对外访问路径，它包含两个子元素：

<servlet-name>：用于设置Servlet的注册名称

<url-pattern>：用于指定Servlet的对外访问路径(可以随便指定)

例如：

<web-app>
    <servlet>
    <servlet-name>AnyName</servlet-name>
    <servlet-class>HelloServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
    <servlet-name>AnyName</servlet-name>
    <url-pattern>/demo/hello.html</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>  

2. Servlet细节2

同一个Servlet可以被映射到多个URL上，即多个<servlet-mapping>元素的<servlet-name>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“/”开头，并以“/*”结尾。例如：

<servlet-mapping>
    <servlet-name>AnyName</servlet-name>
    <url-pattern>*do</url-pattern>
</servlet-mapping>  

也可以映射到另一个url：

<servlet-mapping>
    <servlet-name>AnyName</servlet-name>
    <url-pattern>/action/*</url-pattern>
</servlet-mapping>  

3. servlet细节3

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实例对象才销毁。
        在Servlet的整个生命周期中，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doGet或doPost方法。

4. servlet细节4

如果再<servlet>元素中配置了一个<load-on-startup>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。该技术可以用来为web写一个initServlet，这个servlet配置为启动时装载，为整个web应用床架必要的数据库表和数据。如：

<servlet>
    <servlet-name>...</servlet-name>
    <servlet-class>...</servlet-class>
    <load-on-startup>1<load-on-startiup>
</servlet>  

5. servlet细节5

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<servlet-mapping>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<tomcat安装目录>\conf\web.xml文件中，注册了一个名称为org.apache.catalina.servlets.DefaulServlet的Servlet，并将这个Servlet设置为了缺省Servlet。当访问Tomcat服务器中的某个静态HTML文件和图片时，实际上是在访问这个缺省Servlet。
        假设现在在工程名为test的WebRoot目录下新建一个1.html，在web.xml文件中并没有配置<servlet-mapping>，即在工程中没有Servlet映射成1.html，然后访问：http://localhost:8080/test/1.html时，这时候这个请求就交给缺省的Servlet，缺省的Servlet收到请求后，会首先看一下web应用下面有没有这个1.html，如果有则读取并返回到浏览器，如果没有则返回一个错误页面。

6. servlet细节6

当多个客户端并发访问同一个Servlet时，web服务器会为每一个客户端的访问请求创建一个线程，并在这个线程上调用Servlet的service方法，因为Servlet只有一个实例化对象，因此service方法内如果访问了同一个资源的话，就有可能引发线程安全问题。那么如何解决Servlet中的线程安全问题呢？
       1） 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。该接口没有任何方法，它起到了一个标志的作用。对于实现了SingleThreadModel接口的Servlet，Servlet引擎仍然支持对该Servlet的多线成并发访问，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Servlet实例对象。

2）使用synchronized 关键字，synchronized能保证一次只有一个线程可以访问被保护的区段，从而可以通过同步块操作来保证线程的安全。

3）尽量避免在Servlet里使用实例变量，只要在Servlet里面的任何方法里面都不使用共有的实例变量，那么该Servlet就是线程安全的。

以上三种方式中，实现SingleThreadModel接口可以解决问题，但是并不是真正解决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。另外，创建多个Servlet实例对象也会引起大量的开销。事实上，在Servlet API 2.4中，已经将SingleThreadModel标记为过时的了。

同样，如果在程序中使用同步来保护要使用的共享的数据，也会使系统的性能大大下降。这是因为被同步的代码块在同一时刻只能有一个线程执行它，使得其同时处理客户请求的吞吐量降低，而且很多客户处于阻塞状态。所以在实际的开发中也应避免或最小化 Servlet 中的同步代码。

所以，在Servlet中避免使用实例变量是保证Servlet线程安全的最佳选择。

3. Servlet的Hello Word

最后写一个再简单不过的Hello Word吧……

public class ServletDemo extends HttpServlet {
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        System.out.println("Hello word!");
    }
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        doGet(request, response);
    }
}  

web.xml：

<servlet>
    <servlet-name>ServletDemo</servlet-name>
    <servlet-class>servlet.ServletDemo</servlet-class>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo</servlet-name>
    <url-pattern>/ServletDemo</url-pattern>
</servlet-mapping>  

入门就这么多吧，如有错误之处，欢迎留言指正~