一、Servlet簡介
Servlet是sun公司提供的一門用于開發動態web資源的技術。
Sun公司在其API中提供了一個servlet接口，用戶若想用發一個動態web資源(即開發一個Java程序向瀏覽器輸出數據)，需要完成以下2個步驟：
1、編寫一個Java類，實現servlet接口。
2、把開發好的Java類部署到web服務器中。
按照一種約定俗成的稱呼習慣，通常我們也把實現了servlet接口的java程序，稱之為Servlet
二、Servlet的運行過程
Servlet程序是由WEB服務器調用，web服務器收到客戶端的Servlet訪問請求后：
①Web服務器首先檢查是否已經裝載并創建了該Servlet的實例對象。如果是，則直接執行第④步，否則，執行第②步。
②裝載并創建該Servlet的一個實例對象。
③調用Servlet實例對象的init()方法。
④創建一個用于封裝HTTP請求消息的HttpServletRequest對象和一個代表HTTP響應消息的HttpServletResponse對象，然后調用Servlet的service()方法并將請求和響應對象作為參數傳遞進去。
⑤WEB應用程序被停止或重新啟動之前，Servlet引擎將卸載Servlet，并在卸載之前調用Servlet的destroy()方法。
三、Servlet調用圖
四、在Eclipse中開發Servlet
在eclipse中新建一個web project工程，eclipse會自動創建下圖所示目錄結構：
4.1、Servlet接口實現類
Servlet接口SUN公司定義了兩個默認實現類，分別為：GenericServlet、HttpServlet。
HttpServlet指能夠處理HTTP請求的servlet，它在原有Servlet接口上添加了一些與HTTP協議處理方法，它比Servlet接口的功能更為強大。因此開發人員在編寫Servlet時，通常應繼承這個類，而避免直接去實現Servlet接口。
HttpServlet在實現Servlet接口時，覆寫了service方法，該方法體內的代碼會自動判斷用戶的請求方式，如為GET請求，則調用HttpServlet的doGet方法，如為Post請求，則調用doPost方法。因此，開發人員在編寫Servlet時，通常只需要覆寫doGet或doPost方法，而不要去覆寫service方法。
4.2、通過Eclipse創建和編寫Servlet
選中gacl.servlet.study包，右鍵→New→Servlet，如下圖所示：
這樣，我們就通過Eclipse幫我們創建好一個名字為ServletDemo1的Servlet，創建好的ServletDemo01里面會有如下代碼：
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package gacl.servlet.study;import java.io.IOException;import java.io.PrintWriter;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;public class ServletDemo1 extends HttpServlet { /** * The doGet method of the servlet. <br> * * This method is called when a form has its tag value method equals to get. * * @param request the request send by the client to the server * @param response the response send by the server to the client * @throws ServletException if an error occurred * @throws IOException if an error occurred */ public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { response.setContentType("text/html"); PrintWriter out = response.getWriter(); out.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">"); out.println("<HTML>"); out.println(" <HEAD><TITLE>A Servlet</TITLE></HEAD>"); out.println(" <BODY>"); out.print(" This is "); out.print(this.getClass()); out.println(", using the GET method"); out.println(" </BODY>"); out.println("</HTML>"); out.flush(); out.close(); } /** * The doPost method of the servlet. <br> * * This method is called when a form has its tag value method equals to post. * * @param request the request send by the client to the server * @param response the response send by the server to the client * @throws ServletException if an error occurred * @throws IOException if an error occurred */ public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { response.setContentType("text/html"); PrintWriter out = response.getWriter(); out.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">"); out.println("<HTML>"); out.println(" <HEAD><TITLE>A Servlet</TITLE></HEAD>"); out.println(" <BODY>"); out.print(" This is "); out.print(this.getClass()); out.println(", using the POST method"); out.println(" </BODY>"); out.println("</HTML>"); out.flush(); out.close(); }} |
這些代碼都是Eclipse自動生成的，而web.xml文件中也多了<servlet></servlet>和<servlet-mapping></servlet-mapping>兩對標簽，這兩對標簽是配置ServletDemo1的，如下圖所示：
然后我們就可以通過瀏覽器訪問ServletDemo1這個Servlet，如下圖所示：
五、Servlet開發注意細節
5.1、Servlet訪問URL映射配置
由于客戶端是通過URL地址訪問web服務器中的資源，所以Servlet程序若想被外界訪問，必須把servlet程序映射到一個URL地址上，這個工作在web.xml文件中使用<servlet>元素和<servlet-mapping>元素完成。
<servlet>元素用于注冊Servlet，它包含有兩個主要的子元素：<servlet-name>和<servlet-class>，分別用于設置Servlet的注冊名稱和Servlet的完整類名。
一個<servlet-mapping>元素用于映射一個已注冊的Servlet的一個對外訪問路徑，它包含有兩個子元素：<servlet-name>和<url-pattern>，分別用于指定Servlet的注冊名稱和Servlet的對外訪問路徑。例如：
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<servlet> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo1</servlet-class> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <url-pattern>/servlet/ServletDemo1</url-pattern> </servlet-mapping> 同一個Servlet可以被映射到多個URL上，即多個<servlet-mapping>元素的<servlet-name>子元素的設置值可以是同一個Servlet的注冊名。 例如：<servlet> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo1</servlet-class> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <url-pattern>/servlet/ServletDemo1</url-pattern> </servlet-mapping> <servlet-mapping> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <url-pattern>/1.htm</url-pattern> </servlet-mapping> <servlet-mapping> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <url-pattern>/2.jsp</url-pattern> </servlet-mapping> <servlet-mapping> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <url-pattern>/3.php</url-pattern> </servlet-mapping> <servlet-mapping> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <url-pattern>/4.ASPX</url-pattern> </servlet-mapping> |
通過上面的配置，當我們想訪問名稱是ServletDemo1的Servlet，可以使用如下的幾個地址去訪問：
http://localhost:8080/JavaWeb_Servlet_Study_20140531/servlet/ServletDemo1
http://localhost:8080/JavaWeb_Servlet_Study_20140531/1.htm
http://localhost:8080/JavaWeb_Servlet_Study_20140531/2.jsp
http://localhost:8080/JavaWeb_Servlet_Study_20140531/3.php
http://localhost:8080/JavaWeb_Servlet_Study_20140531/4.ASPX
ServletDemo1被映射到了多個URL上。
5.2、Servlet訪問URL使用*通配符映射
在Servlet映射到的URL中也可以使用*通配符，但是只能有兩種固定的格式：一種格式是"*.擴展名"，另一種格式是以正斜杠（/）開頭并以"/*"結尾。例如：
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<servlet> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo1</servlet-class> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name> <url-pattern>/*</url-pattern> |
*可以匹配任意的字符，所以此時可以用任意的URL去訪問ServletDemo1這個Servlet，如下圖所示：
對于如下的一些映射關系：
Servlet1 映射到 /abc/*
Servlet2 映射到 /*
Servlet3 映射到 /abc
Servlet4 映射到 *.do
問題：
當請求URL為“/abc/a.html”，“/abc/*”和“/*”都匹配，哪個servlet響應
Servlet引擎將調用Servlet1。
當請求URL為“/abc”時，“/abc/*”和“/abc”都匹配，哪個servlet響應
Servlet引擎將調用Servlet3。
當請求URL為“/abc/a.do”時，“/abc/*”和“*.do”都匹配，哪個servlet響應
Servlet引擎將調用Servlet1。
當請求URL為“/a.do”時，“/*”和“*.do”都匹配，哪個servlet響應
Servlet引擎將調用Servlet2。
當請求URL為“/xxx/yyy/a.do”時，“/*”和“*.do”都匹配，哪個servlet響應
Servlet引擎將調用Servlet2。
匹配的原則就是"誰長得更像就找誰"
5.3、Servlet與普通Java類的區別
Servlet是一個供其他Java程序（Servlet引擎）調用的Java類，它不能獨立運行，它的運行完全由Servlet引擎來控制和調度。
針對客戶端的多次Servlet請求，通常情況下，服務器只會創建一個Servlet實例對象，也就是說Servlet實例對象一旦創建，它就會駐留在內存中，為后續的其它請求服務，直至web容器退出，servlet實例對象才會銷毀。
在Servlet的整個生命周期內，Servlet的init方法只被調用一次。而對一個Servlet的每次訪問請求都導致Servlet引擎調用一次servlet的service方法。對于每次訪問請求，Servlet引擎都會創建一個新的HttpServletRequest請求對象和一個新的HttpServletResponse響應對象，然后將這兩個對象作為參數傳遞給它調用的Servlet的service()方法，service方法再根據請求方式分別調用doXXX方法。
如果在<servlet>元素中配置了一個<load-on-startup>元素，那么WEB應用程序在啟動時，就會裝載并創建Servlet的實例對象、以及調用Servlet實例對象的init()方法。
舉例：
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<servlet> <servlet-name>invoker</servlet-name> <servlet-class> org.apache.catalina.servlets.InvokerServlet </servlet-class> <load-on-startup>1</load-on-startup> </servlet> |
用途：為web應用寫一個InitServlet，這個servlet配置為啟動時裝載，為整個web應用創建必要的數據庫表和數據。
5.4、缺省Servlet
如果某個Servlet的映射路徑僅僅為一個正斜杠（/），那么這個Servlet就成為當前Web應用程序的缺省Servlet。
凡是在web.xml文件中找不到匹配的<servlet-mapping>元素的URL，它們的訪問請求都將交給缺省Servlet處理，也就是說，缺省Servlet用于處理所有其他Servlet都不處理的訪問請求。 例如：
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<servlet> <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name> <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo2</servlet-class> <load-on-startup>1</load-on-startup> </servlet> <!-- 將ServletDemo2配置成缺省Servlet --> <servlet-mapping> <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name> <url-pattern>/</url-pattern> </servlet-mapping> |
當訪問不存在的Servlet時，就使用配置的默認Servlet進行處理，如下圖所示：
在<tomcat的安裝目錄>\conf\web.xml文件中，注冊了一個名稱為org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet的Servlet，并將這個Servlet設置為了缺省Servlet。
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<servlet> <servlet-name>default</servlet-name> <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class> <init-param> <param-name>debug</param-name> <param-value>0</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>listings</param-name> <param-value>false</param-value> </init-param> <load-on-startup>1</load-on-startup> </servlet> <!-- The mapping for the default servlet --> <servlet-mapping> <servlet-name>default</servlet-name> <url-pattern>/</url-pattern> </servlet-mapping> |
當訪問Tomcat服務器中的某個靜態HTML文件和圖片時，實際上是在訪問這個缺省Servlet。
5.5、Servlet的線程安全問題
當多個客戶端并發訪問同一個Servlet時，web服務器會為每一個客戶端的訪問請求創建一個線程，并在這個線程上調用Servlet的service方法，因此service方法內如果訪問了同一個資源的話，就有可能引發線程安全問題。例如下面的代碼：
不存在線程安全問題的代碼：
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package gacl.servlet.study;import java.io.IOException;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;public class ServletDemo3 extends HttpServlet { public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { /** * 當多線程并發訪問這個方法里面的代碼時，會存在線程安全問題嗎 * i變量被多個線程并發訪問，但是沒有線程安全問題，因為i是doGet方法里面的局部變量， * 當有多個線程并發訪問doGet方法時，每一個線程里面都有自己的i變量， * 各個線程操作的都是自己的i變量，所以不存在線程安全問題 * 多線程并發訪問某一個方法的時候，如果在方法內部定義了一些資源(變量，集合等) * 那么每一個線程都有這些東西，所以就不存在線程安全問題了 */ int i=1; i++; response.getWriter().write(i); } public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { doGet(request, response); }} |
存在線程安全問題的代碼：
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package gacl.servlet.study;import java.io.IOException;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;public class ServletDemo3 extends HttpServlet { int i=1; public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { i++; try { Thread.sleep(1000*4); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } response.getWriter().write(i+""); } public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { doGet(request, response); }} |
把i定義成全局變量，當多個線程并發訪問變量i時，就會存在線程安全問題了，如下圖所示：同時開啟兩個瀏覽器模擬并發訪問同一個Servlet，本來正常來說，第一個瀏覽器應該看到2，而第二個瀏覽器應該看到3的，結果兩個瀏覽器都看到了3，這就不正常。
線程安全問題只存在多個線程并發操作同一個資源的情況下，所以在編寫Servlet的時候，如果并發訪問某一個資源(變量，集合等)，就會存在線程安全問題，那么該如何解決這個問題呢？
先看看下面的代碼：
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package gacl.servlet.study;import java.io.IOException;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;public class ServletDemo3 extends HttpServlet { int i=1; public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { /** * 加了synchronized后，并發訪問i時就不存在線程安全問題了， * 為什么加了synchronized后就沒有線程安全問題了呢？ * 假如現在有一個線程訪問Servlet對象，那么它就先拿到了Servlet對象的那把鎖 * 等到它執行完之后才會把鎖還給Servlet對象，由于是它先拿到了Servlet對象的那把鎖， * 所以當有別的線程來訪問這個Servlet對象時，由于鎖已經被之前的線程拿走了，后面的線程只能排隊等候了 * */ synchronized (this) {//在java中，每一個對象都有一把鎖，這里的this指的就是Servlet對象 i++; try { Thread.sleep(1000*4); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } response.getWriter().write(i+""); } } public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { doGet(request, response); }} |
現在這種做法是給Servlet對象加了一把鎖，保證任何時候都只有一個線程在訪問該Servlet對象里面的資源，這樣就不存在線程安全問題了，如下圖所示：
這種做法雖然解決了線程安全問題，但是編寫Servlet卻萬萬不能用這種方式處理線程安全問題，假如有9999個人同時訪問這個Servlet，那么這9999個人必須按先后順序排隊輪流訪問。
針對Servlet的線程安全問題，Sun公司是提供有解決方案的：讓Servlet去實現一個SingleThreadModel接口，如果某個Servlet實現了SingleThreadModel接口，那么Servlet引擎將以單線程模式來調用其service方法。
查看Sevlet的API可以看到，SingleThreadModel接口中沒有定義任何方法和常量，在Java中，把沒有定義任何方法和常量的接口稱之為標記接口，經常看到的一個最典型的標記接口就是"Serializable"，這個接口也是沒有定義任何方法和常量的，標記接口在Java中有什么用呢？主要作用就是給某個對象打上一個標志，告訴JVM，這個對象可以做什么，比如實現了"Serializable"接口的類的對象就可以被序列化，還有一個"Cloneable"接口，這個也是一個標記接口，在默認情況下，Java中的對象是不允許被克隆的，就像現實生活中的人一樣，不允許克隆，但是只要實現了"Cloneable"接口，那么對象就可以被克隆了。
讓Servlet實現了SingleThreadModel接口，只要在Servlet類的定義中增加實現SingleThreadModel接口的聲明即可。
對于實現了SingleThreadModel接口的Servlet，Servlet引擎仍然支持對該Servlet的多線程并發訪問，其采用的方式是產生多個Servlet實例對象，并發的每個線程分別調用一個獨立的Servlet實例對象。
實現SingleThreadModel接口并不能真正解決Servlet的線程安全問題，因為Servlet引擎會創建多個Servlet實例對象，而真正意義上解決多線程安全問題是指一個Servlet實例對象被多個線程同時調用的問題。事實上，在Servlet API 2.4中，已經將SingleThreadModel標記為Deprecated（過時的）。
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助。
