Servlet全面讲解

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Servlet（Server Applet），全称Java Servlet。是用Java编写的服务器端程序。Servlet 是在服务器上运行的小程序。

其主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容。

狭义的Servlet是指Java语言实现的一个接口，广义的Servlet是指任何实现了这个Servlet接口的类，一般情况下，人们将Servlet理解为后者。

Servlet运行于支持Java的应用服务器中。

从原理上讲，Servlet可以响应任何类型的请求，但绝大多数情况下Servlet只用来扩展基于HTTP协议的Web服务器。

Servlet 的主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态 Web 内容。

这个过程为：

客户端发送请求至服务器端；
服务器将请求信息发送至 Servlet；
Servlet 生成响应内容并将其传给服务器。响应内容动态生成，通常取决于客户端的请求；
服务器将响应返回给客户端。

生命周期

客户端请求该 Servlet；
加载 Servlet 类到内存；
实例化并调用init()方法初始化该 Servlet；
service()（根据请求方法不同调用doGet() 或者 doPost()，此外还有doHead()、doPut()、doTrace()、doDelete()、doOptions()）；
destroy()。

加载和实例化 Servlet。这项操作一般是动态执行的。

然而，Server 通常会提供一个管理的选项，用于在 Server 启动时强制装载和初始化特定的 Servlet。

Server 创建一个 Servlet的实例，第一个客户端的请求到达 Server，Server 调用 Servlet 的 init() 方法（可配置为 Server 创建 Servlet 实例时调用，在 web.xml 中 <servlet> 标签下配置 <load-on-startup> 标签，配置的值为整型，值越小 Servlet 的启动优先级越高）

一个客户端的请求到达 Server，Server 创建一个请求对象，处理客户端请求，Server 创建一个响应对象，响应客户端请求。

Server 激活 Servlet 的 service() 方法，传递请求和响应对象作为参数，

service() 方法获得关于请求对象的信息，处理请求，访问其他资源，获得需要的信息，

service() 方法使用响应对象的方法，将响应传回Server，最终到达客户端。

service()方法可能激活其它方法以处理请求，如 doGet() 或 doPost() 或程序员自己开发的新的方法。

对于更多的客户端请求，Server 创建新的请求和响应对象，仍然激活此 Servlet 的 service() 方法，将这两个对象作为参数传递给它。

如此重复以上的循环，但无需再次调用 init() 方法。

一般 Servlet 只初始化一次(只有一个对象)，当 Server 不再需要 Servlet 时（一般当 Server 关闭时），Server 调用 Servlet 的 destroy() 方法。

工作模式

客户端发送请求至服务器

服务器启动并调用 Servlet，Servlet 根据客户端请求生成响应内容并将其传给服务器

服务器将响应返回客户端

编程接口

HTTPServlet 使用一个 HTML 表单来发送和接收数据。要创建一个 HTTPServlet，应当扩展 HttpServlet 类，该类是用专门的方法来处理 HTML 表单的 GenericServlet 的一个子类。 HTML 表单是由 <form> 和 </form> 标记定义的。表单中典型地包含输入字段（如文本输入字段、复选框、单选按钮和选择列表）和用于提交数据的按钮。当提交信息时，它们还指定服务器应执行哪一个Servlet（或其它的程序）。 HttpServlet 类包含 init()、destroy()、service() 等方法。其中 init() 和 destroy() 方法是继承的。

(1) init() 方法

在 Servlet 的生命期中，仅执行一次 init() 方法。它是在服务器装入 Servlet 时执行的。可以配置服务器，以在启动服务器或客户机首次访问 Servlet 时装入 Servlet。无论有多少客户机访问 Servlet，都不会重复执行 init() 。

缺省的 init() 方法通常是符合要求的，但也可以用定制 init() 方法来覆盖它，典型的是管理服务器端资源。例如，可能编写一个定制 init() 来只用于一次装入 GIF 图像，改进 Servlet 返回 GIF 图像和含有多个客户机请求的性能。另一个示例是初始化数据库连接。缺省的 init() 方法设置了 Servlet 的初始化参数，并用它的 ServletConfig 对象参数来启动配置，因此所有覆盖 init() 方法的 Servlet 应调用 super.init() 以确保仍然执行这些任务。在调用 service() 方法之前，应确保已完成了 init() 方法。

(2) service() 方法

service() 方法是 Servlet 的核心。每当一个客户请求一个HttpServlet 对象，该对象的service() 方法就要被调用，而且传递给这个方法一个"请求"(ServletRequest)对象和一个"响应"(ServletResponse)对象作为参数。在 HttpServlet 中已存在 service() 方法。缺省的服务功能是调用与 HTTP 请求的方法相应的 do 功能。例如，如果 HTTP 请求方法为 GET，则缺省情况下就调用 doGet() 。Servlet 应该为 Servlet 支持的 HTTP 方法覆盖 do 功能。因为 HttpServlet.service() 方法会检查请求方法是否调用了适当的处理方法，不必要覆盖 service() 方法。只需覆盖相应的 do 方法就可以了。

Servlet 的响应可以是下列几种类型：

一个输出流，浏览器根据它的内容类型（如 text/html）进行解释。

一个 HTTP 错误响应，重定向到另一个 URL、servlet、JSP。

(3) doGet() 方法

当一个客户通过 HTML 表单发出一个 HTTP GET 请求或直接请求一个 URL 时，doGet() 方法被调用。与 GET 请求相关的参数添加到 URL 的后面，并与这个请求一起发送。当不会修改服务器端的数据时，应该使用 doGet() 方法。

(4) doPost() 方法

当一个客户通过 HTML 表单发出一个 HTTP POST 请求时，doPost() 方法被调用。与 POST 请求相关的参数作为一个单独的 HTTP 请求从浏览器发送到服务器。当需要修改服务器端的数据时，应该使用 doPost() 方法。

(5) destroy() 方法

destroy() 方法仅执行一次，即在服务器停止且卸装 Servlet 时执行该方法。典型的，将 Servlet 作为服务器进程的一部分来关闭。缺省的 destroy() 方法通常是符合要求的，但也可以覆盖它，典型的是管理服务器端资源。例如，如果 Servlet 在运行时会累计统计数据，则可以编写一个 destroy() 方法，该方法用于在未装入 Servlet 时将统计数字保存在文件中。另一个示例是关闭数据库连接。

当服务器卸装 Servlet 时，将在所有 service() 方法调用完成后，或在指定的时间间隔过后调用 destroy() 方法。一个 Servlet 在运行 service() 方法时可能会产生其它的线程，因此请确认在调用 destroy() 方法时，这些线程已终止或完成。

(6) getServletConfig() 方法

getServletConfig() 方法返回一个 ServletConfig 对象，该对象用来返回初始化参数和 ServletContext。ServletContext 接口提供有关 servlet 的环境信息。

(7) getServletInfo() 方法

getServletInfo() 方法是一个可选的方法，它提供有关 servlet 的信息，如作者、版本、版权。

当服务器调用 sevlet 的 service()、doGet() 和 doPost() 这三个方法时，均需要 “请求”和“响应”对象作为参数。“请求”对象提供有关请求的信息，而“响应”对象提供了一个将响应信息返回给浏览器的一个通信途径。

javax.servlet 软件包中的相关类为 ServletResponse 和 ServletRequest，而 javax.servlet.http 软件包中的相关类为 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse。Servlet 通过这些对象与服务器通信并最终与客户端通信。Servlet 能通过调用"请求"对象的方法获知客户端环境，服务器环境的信息和所有由客户机提供的信息。Servlet 可以调用“响应”对象的方法发送响应，该响应是准备发回客户端的。

常见容器

Tomcat, Jetty, resin, Oracle Application server, WebLogic Server, Glassfish, Websphere, JBoss 等等。

提供了 Servlet 功能的服务器，叫做 Servlet 容器。对 web 程序来说，Servlet 容器的作用就相当于桌面程序里操作系统的作用，都是提供一些编程基础

使用建议

在 Web 应用程序中，一个 Servlet 在一个时刻可能被多个用户同时访问。这时 Web 容器将为每个用户创建一个线程来执行 Servlet。如果 Servlet 不涉及共享资源的问题，不必关心多线程问题。但如果 Servlet 需要共享资源，需要保证 Servlet 是线程安全的。

下面是编写线程安全的 Servlet 的一些建议：

（1）用方法的局部变量保存请求中的专有数据。对方法中定义的局部变量，进入方法的每个线程都有自己的一份方法变量拷贝。任何线程都不会修改其他线程的局部变量。如果要在不同的请求之间共享数据，应该使用会话来共享这类数据。

（2）只用 Servlet的成员变量来存放那些不会改变的数据。有些数据在 Servlet 生命周期中不发生任何变化，通常是在初始时确定的，这些数据可以使用成员变量保存，如数据库连接名称、其他资源的路径等。

（3）对可能被请求修改的成员变量同步。有时数据成员变量或者环境属性可能被请求修改。当访问这些数据时应该对它们同步，以避免多个线程同时修改这些数据。

（4）如果 Servlet 访问外部资源，那么需要同步访问这些资源。例如，假设 Servlet 要从文件中读写数据。当一个线程读写一个文件时，其他线程也可能正在读写这个文件。文件访问本身不是线程安全的，所以必须编写同步访问这些资源的代码。在编写线程安全的 Servlet 时，下面两种方法是不应该使用的：

（1）在 Servlet API 中提供了一个 SingleThreadModel 接口，实现这个接口的 Servlet 在被多个客户请求时一个时刻只有一个线程运行。这个接口已被标记不推荐使用。

（2）对 doGet() 或doPost() 方法同步。如果必须在 Servlet 中使用同步代码，应尽量在最小的代码块范围上进行同步。同步代码越小，Servlet 执行得才越好

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