Servlet 是什么？

Java Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序，它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。

使用 Servlet，您可以收集来自网页表单的用户输入，呈现来自数据库或者其他源的记录，还可以动态创建网页。

Java Servlet 通常情况下与使用 CGI（Common Gateway Interface，公共网关接口）实现的程序可以达到异曲同工的效果。

　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

Servlet 架构

下图显示了 Servlet 在 Web 应用程序中的位置。

Servlet 任务

Servlet 执行以下主要任务：

读取客户端（浏览器）发送的显式的数据。这包括网页上的 HTML 表单，或者也可以是来自 applet 或自定义的 HTTP 客户端程序的表单。

读取客户端（浏览器）发送的隐式的 HTTP 请求数据。这包括 cookies、媒体类型和浏览器能理解的压缩格式等等。

处理数据并生成结果。这个过程可能需要访问数据库，执行 RMI 或 CORBA 调用，调用 Web 服务，或者直接计算得出对应的响应。

发送显式的数据（即文档）到客户端（浏览器）。该文档的格式可以是多种多样的，包括文本文件（HTML 或 XML）、二进制文件（GIF 图像）、Excel 等。

发送隐式的 HTTP 响应到客户端（浏览器）。这包括告诉浏览器或其他客户端被返回的文档类型（例如 HTML），设置 cookies 和缓存参数，以及其他类似的任务。

Servlet 创建有三种方式

1、实现 Servlet 接口

因为是实现 Servlet 接口，所以我们需要实现接口里的方法。

下面我们也说明了 Servlet 的执行过程，也就是 Servlet 的生命周期。

2、继承 GenericServlet 类

它实现了 Servlet 接口除了 service 的方法，不过这种方法我们极少用。

3、继承 HttpServlet 方法

创建 Servlet 的第三种方法，也是我们经常用的方法。

这里只简单讲 Servlet 的三种创建方式，关于更详细的应用我们后面再说。

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：

①Web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。

⑤WEB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。

Servlet调用图

Servlet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。

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。

通过Eclipse创建和编写Servlet

　　选中com.hhl.servlet包，右键→New→Servlet，如下图所示：

这样，我们就通过Eclipse帮我们创建好一个名字为HelloServlet的Servlet，创建好的HelloServlet里面会有如下代码：

这些代码都是Eclipse自动生成的，而web.xml文件中也多了<servlet></servlet>和<servlet-mapping></servlet-mapping>两对标签，这两对标签是配置HelloServlet的，如下所示：

然后我们就可以通过浏览器访问HelloServlet这个Servlet，如下图所示：

Servlet开发注意细节

Servlet访问URL映射配置

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：

　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。 例如：

通过上面的配置，当我们想访问名称是HelloServlet的Servlet，可以使用如下的几个地址去访问：

       http://localhost:8088/ServletDemo/

       http://localhost:8088/ServletDemo/1.html

　　HelloServlet被映射到了多个URL上。

Servlet访问URL使用*通配符映射

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：

　*可以匹配任意的字符，所以此时可以用任意的URL去访问ServletDemo1这个Servlet

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：

当请求URL为“/abc/a.html”，“/abc/*”和“/*”都匹配，哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet1。

当请求URL为“/abc”时，“/abc/*”和“/abc”都匹配，哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet3。

当请求URL为“/abc/a.do”时，“/abc/*”和“*.do”都匹配，哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet1。

当请求URL为“/a.do”时，“/*”和“*.do”都匹配，哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet2。

当请求URL为“/xxx/yyy/a.do”时，“/*”和“*.do”都匹配，哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet2。

匹配的原则就是"谁长得更像就找谁"

Servlet与普通Java类的区别　　

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。（注）

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。

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。

举例：

当访问不存在的Servlet时，就使用配置的默认Servlet进行处理

　　在<tomcat的安装目录>\conf\web.xml文件中，注册了一个名称为org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet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。

Servlet的线程安全问题

　　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。例如下面的代码：

不存在线程安全问题的代码：

存在线程安全问题的代码：

　把i定义成全局变量，当多个线程并发访问变量i时，就会存在线程安全问题了，如下图所示：同时开启两个浏览器模拟并发访问同一个Servlet，本来正常来说，第一个浏览器应该看到2，而第二个浏览器应该看到3的，结果两个浏览器都看到了3，这就不正常。

　　线程安全问题只存在多个线程并发操作同一个资源的情况下，所以在编写Servlet的时候，如果并发访问某一个资源(变量，集合等)，就会存在线程安全问题，那么该如何解决这个问题呢？

先看看下面的代码：

　现在这种做法是给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。

　　这种做法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，假如有9999个人同时访问这个Servlet，那么这9999个人必须按先后顺序排队轮流访问。

针对Servlet的线程安全问题，Sun公司是提供有解决方案的：让Servlet去实现一个SingleThreadModel接口，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。

查看Sevlet的API可以看到，SingleThreadModel接口中没有定义任何方法和常量，在Java中，把没有定义任何方法和常量的接口称之为标记接口，经常看到的一个最典型的标记接口就是"Serializable"，这个接口也是没有定义任何方法和常量的，标记接口在Java中有什么用呢？主要作用就是给某个对象打上一个标志，告诉JVM，这个对象可以做什么，比如实现了"Serializable"接口的类的对象就可以被序列化，还有一个"Cloneable"接口，这个也是一个标记接口，在默认情况下，Java中的对象是不允许被克隆的，就像现实生活中的人一样，不允许克隆，但是只要实现了"Cloneable"接口，那么对象就可以被克隆了。

　　让的Servlet实现了SingleThreadModel的接口，只要在Servlet的类的定义中增加实现了SingleThreadModel接口的声明即可。  

对于实现了SingleThreadModel的接口的Servlet中，Servlet的引擎仍然支持对该Servlet的的多线程并发访问，其采用的方式是产生多个Servlet的实例对象，并发的每个线程分别调用一个独立的Servlet的实例对象。

实现了SingleThreadModel接口并不能真正解决的Servlet的线程安全问题，因为Servlet的引擎会创建多个Servlet的实例对象，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）。 

那么防止线程安全的问题就是避免使用实例变量，采用局部变量的形式。如果应用程序设计无法避免使用实例变量，那么使用同步来保护要使用的实例变量，但为保证系统的最佳性能，应该同步可用性最小的代码路径。

Servlet的确已经能够帮我们完成所有的工作了，但是现在的web应用很少有直接将交互全部页面都用servlet来实现，而是采用更高效的MVC框架来实现。这些MVC框架基本的原理都是将所有的请求都映射到一个Servlet，然后去实现service方法，这个方法也就是MVC框架的入口。如下图是strust MVC的，为什么是performLogin，秘密就在PubAction.java中。

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