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【转】Java学习---解析Java Servlet工作过程

时间:2018-09-01 17:34:50      阅读:163      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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【原文】https://www.toutiao.com/i6594316694657696264/

解析Java Servlet工作过程

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。

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:
  1. 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. ②装载并创建该Servlet的一个实例对象。
  3. ③调用Servlet实例对象的init()方法。
  4. 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。
  5. 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
  • 在编写Servlet类的时候要继承javax.servlet.http.HttpServlet类。
  • eclipse自动生成代码如下:

 

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();
 }
 }
  • 如果是post请求的话则编写dopost函数,是get请求的话就编写doget函数。但此时web服务器还不能调用该servlet类,还需在web.xml文件中配置。
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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。
  • 同一个Servlet可以被映射到多个URL上,即多个元素的子元素的设置值可以是同一个Servlet的注册名。
  • 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:

<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,所以此时可以用任意的URL去访问ServletDemo1这个Servlet.例如:

http://localhost:8080/工程名/nvlkfmndlmd

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。
  • 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:
<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:为web应用写一个InitServlet,这个servlet配置为启动时装载,为整个web应用创建必要的数据库表和数据。
  • 缺省Servlet
  1. 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。
  2. 凡是在web.xml文件中找不到匹配的元素的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。例如:
    <!-- 将ServletDemo2配置成缺省Servlet -->
    8 <servlet-mapping>
    9 <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
    10 <url-pattern>/</url-pattern>
    11 </servlet-mapping>
  1. 3.当访问不存在的Servlet时,就使用配置的默认缺省的Servlet进行处理
  2. 在confweb.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。
  3. 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
  1. 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。
  2. 线程安全的例子:
public void doGet(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
/**
* 当多线程并发访问这个方法里面的代码时,会存在线程安全问题吗?
* i变量被多个线程并发访问,但是没有线程安全问题,因为i是doGet方法里面的局部变量,
* 当有多个线程并发访问doGet方法时,每一个线程里面都有自己的i变量,
* 各个线程操作的都是自己的i变量,所以不存在线程安全问题
* 多线程并发访问某一个方法的时候,如果在方法内部定义了一些资源(变量,集合等)
* 那么每一个线程都有这些东西,所以就不存在线程安全问题了
*/
int i=1;
i++;
response.getWriter().write(i);
}
public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
doGet(request, response);
}
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。
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?
先看下面的代码:
public class ServletDemo3 extends HttpServlet {
int i=1;
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
/**
* 加了synchronized后,并发访问i时就不存在线程安全问题了,
* 为什么加了synchronized后就没有线程安全问题了呢?
* 假如现在有一个线程访问Servlet对象,那么它就先拿到了Servlet对象的那把锁
* 等到它执行完之后才会把锁还给Servlet对象,由于是它先拿到了Servlet对象的那把锁,
* 所以当有别的线程来访问这个Servlet对象时,由于锁已经被之前的线程拿走了,后面的线程只能排队等候了
*
*/
synchronized (this) {//在java中,每一个对象都有一把锁,这里的this指的就是Servlet对象
i++;
try {
Thread.sleep(1000*4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
response.getWriter().write(i+"");
}
}

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

 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一个独立的Servlet实例对象。

实现SingleThreadModel接口并不能真正解决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。事实上,在Servlet API 2.4中,已经将SingleThreadModel标 记为Deprecated(过时的)。

  • 一般来说,servlet是单例的,同一个实例可以同时有多个用户访问,这个没有任何问题。问题在于servlet是否有状态,对这些状态的访问是否必须是synchronized的。如果是,那么在同一个时间就只有一个用户可以访问这些状态了,这就大大降低了性能。所以一般来说servlet都是无状态的。

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