深刻分析JavaWeb Item5 -- Servlet開發

時間  2019-11-16
標籤 深刻 分析 javaweb item5 item servlet 開發 欄目 Java 简体版
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1、Servlet簡介

　　Servlet是sun公司提供的一門用於開發動態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)，須要完成如下2個步驟：
　　
　　一、編寫一個Java類，實現servlet接口。
　　二、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，一般咱們也把實現了servlet接口的java程序，稱之爲Servletphp

2、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訪問請求後：
　　①Web服務器首先檢查是否已經裝載並建立了該Servlet的實例對象。若是是，則直接執行第④步，不然，執行第②步。
　　②裝載並建立該Servlet的一個實例對象。
　　③調用Servlet實例對象的init()方法。
　　④建立一個用於封裝HTTP請求消息的HttpServletRequest對象和一個表明HTTP響應消息的HttpServletResponse對象，而後調用Servlet的service()方法並將請求和響應對象做爲參數傳遞進去。
　　⑤WEB應用程序被中止或從新啓動以前，Servlet引擎將卸載Servlet，並在卸載以前調用Servlet的destroy()方法。 html

這裏寫圖片描述

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3、Servlet調用圖

　Servlet調用圖java

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4、在Eclipse中開發Servlet

　　在eclipse中新建一個web project工程，eclipse會自動建立下圖所示目錄結構：web

　這裏寫圖片描述

4.一、Servlet接口實現類

　　Servlet接口SUN公司定義了兩個默認實現類，分別爲：GenericServlet、HttpServlet。數據庫

　　HttpServlet指可以處理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接口的功能更爲強大。所以開發人員在編寫Servlet時，一般應繼承這個類，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，如爲GET請求，則調用HttpServlet的doGet方法，如爲Post請求，則調用doPost方法。所以，開發人員在編寫Servlet時，一般只須要覆寫doGet或doPost方法，而不要去覆寫service方法。apache

4.二、經過Eclipse建立和編寫Servlet

　　選中gacl.servlet.study包，右鍵→New→Servlet，以下圖所示：瀏覽器

　　
這裏寫圖片描述
　　
這裏寫圖片描述
　　

這裏寫圖片描述

　　這樣，咱們就經過Eclipse幫咱們建立好一個名字爲ServletDemo1的Servlet，建立好的ServletDemo01裏面會有以下代碼：tomcat

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>兩對標籤，這兩對標籤是配置ServletDemo1的，以下圖所示：安全

這裏寫圖片描述

而後咱們就能夠經過瀏覽器訪問ServletDemo1這個Servlet，以下圖所示：服務器

　　這裏寫圖片描述

5、Servlet開發注意細節

5.一、Servlet訪問URL映射配置

　　因爲客戶端是經過URL地址訪問web服務器中的資源，因此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，這個工做在web.xml文件中使用<servlet>元素和<servlet-mapping>元素完成。
　　<servlet>元素用於註冊Servlet，它包含有兩個主要的子元素：<servlet-name>和<servlet-class>，分別用於設置Servlet的註冊名稱和Servlet的完整類名。
一個<servlet-mapping>元素用於映射一個已註冊的Servlet的一個對外訪問路徑，它包含有兩個子元素：<servlet-name>和<url-pattern>，分別用於指定Servlet的註冊名稱和Servlet的對外訪問路徑。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>
    <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>

　　經過上面的配置，當咱們想訪問名稱是ServletDemo1的Servlet，可使用以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。

5.二、Servlet訪問URL使用*通配符映射　　

<font color="red">在Servlet映射到的URL中也可使用通配符，可是隻能有兩種固定的格式：一種格式是".擴展名"，另外一種格式是以正斜槓（/）開頭並以"/*"結尾。例如：

　　這裏寫圖片描述

<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>

　　*能夠匹配任意的字符，因此此時能夠用任意的URL去訪問ServletDemo1這個Servlet，以下圖所示：

　　這裏寫圖片描述

對於以下的一些映射關係：

  • 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爲「/abc/a.html」，「/abc/*」和「/*」都匹配，哪一個servlet響應

　　Servlet引擎將調用Servlet1。

當請求URL爲「/abc」時，「/abc/*」和「/abc」都匹配，哪一個servlet響應

　　Servlet引擎將調用Servlet3。

當請求URL爲「/abc/a.do」時，「/abc/*」和「*.do」都匹配，哪一個servlet響應

　　Servlet引擎將調用Servlet1。

當請求URL爲「/a.do」時，「/*」和「*.do」都匹配，哪一個servlet響應

　　Servlet引擎將調用Servlet2。

當請求URL爲「/xxx/yyy/a.do」時，「/*」和「*.do」都匹配，哪一個servlet響應

　　Servlet引擎將調用Servlet2。

<font color="red">匹配的原則就是"誰長得更像就找誰"

5.三、Servlet生命週期　　

　　Servlet是一個供其餘Java程序（Servlet引擎）調用的Java類，它不能獨立運行，它的運行徹底由Servlet引擎來控制和調度。
　　針對客戶端的屢次Servlet請求，一般狀況下，服務器只會建立一個Servlet實例對象，也就是說Servlet實例對象一旦建立，它就會駐留在內存中，爲後續的其它請求服務，直至web容器退出，servlet實例對象纔會銷燬。
　　在Servlet的整個生命週期內，Servlet的init方法只被調用一次。而對一個Servlet的每次訪問請求都致使Servlet引擎調用一次servlet的service方法。對於每次訪問請求，Servlet引擎都會建立一個新的HttpServletRequest請求對象和一個新的HttpServletResponse響應對象，而後將這兩個對象做爲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。

　　若是在<servlet>元素中配置了一個<load-on-startup>元素，那麼WEB應用程序在啓動時，就會裝載並建立Servlet的實例對象、以及調用Servlet實例對象的init()方法。

舉例：
<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：爲web應用寫一個InitServlet，這個servlet配置爲啓動時裝載，爲整個web應用建立必要的數據庫表和數據。

5.四、缺省Servlet

　　若是某個Servlet的映射路徑僅僅爲一個正斜槓（/），那麼這個Servlet就成爲當前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用於處理全部其餘Servlet都不處理的訪問請求。 例如：

<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，以下圖所示：

　　這裏寫圖片描述

　　在<tomcat的安裝目錄>\conf\web.xml文件中，註冊了一個名稱爲org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet的Servlet，並將這個Servlet設置爲了缺省Servlet。

<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，其實是在訪問這個缺省Servlet。

5.五、Servlet的線程安全問題

　　當多個客戶端併發訪問同一個Servlet時，web服務器會爲每個客戶端的訪問請求建立一個線程，並在這個線程上調用Servlet的service方法，所以service方法內若是訪問了同一個資源的話，就有可能引起線程安全問題。例以下面的代碼：

不存在線程安全問題的代碼：

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 {
        
        /**
         * 當多線程併發訪問這個方法裏面的代碼時，會存在線程安全問題嗎
         * i變量被多個線程併發訪問，可是沒有線程安全問題，由於i是doGet方法裏面的局部變量，
         * 當有多個線程併發訪問doGet方法時，每個線程裏面都有本身的i變量，
         * 各個線程操做的都是本身的i變量，因此不存在線程安全問題
         * 多線程併發訪問某一個方法的時候，若是在方法內部定義了一些資源(變量，集合等)
         * 那麼每個線程都有這些東西，因此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);
    }

}

這裏寫圖片描述

存在線程安全問題的代碼：

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，當多個線程併發訪問變量i時，就會存在線程安全問題了，以下圖所示：同時開啓兩個瀏覽器模擬併發訪問同一個Servlet，原本正常來講，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併發操做同一個資源的狀況下，因此在編寫Servlet的時候，若是併發訪問某一個資源(變量，集合等)，就會存在線程安全問題，那麼該如何解決這個問題呢？

先看看下面的代碼：

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後，併發訪問i時就不存在線程安全問題了，
         * 爲何加了synchronized後就沒有線程安全問題了呢？
         * 假如如今有一個線程訪問Servlet對象，那麼它就先拿到了Servlet對象的那把鎖
         * 等到它執行完以後纔會把鎖還給Servlet對象，因爲是它先拿到了Servlet對象的那把鎖，
         * 因此當有別的線程來訪問這個Servlet對象時，因爲鎖已經被以前的線程拿走了，後面的線程只能排隊等候了
         * 
         */
        synchronized (this) {//在java中，每個對象都有一把鎖，這裏的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);
    }

}

這裏寫圖片描述

　　如今這種作法是給Servlet對象加了一把鎖，保證任什麼時候候都只有一個線程在訪問該Servlet對象裏面的資源，這樣就不存在線程安全問題了，以下圖所示：

　　

　　這種作法雖然解決了線程安全問題，可是編寫Servlet卻萬萬不能用這種方式處理線程安全問題，假若有9999我的同時訪問這個Servlet，那麼這9999我的必須按前後順序排隊輪流訪問。

　　針對Servlet的線程安全問題，Sun公司是提供有解決方案的：<font color="red">讓Servlet去實現一個SingleThreadModel接口，若是某個Servlet實現了SingleThreadModel接口，那麼Servlet引擎將以單線程模式來調用其service方法。
　　
　　查看Sevlet的API能夠看到，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爲標記接口，常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中有什麼用呢？主要做用就是給某個對象打上一個標誌，告訴JVM，這個對象能夠作什麼，好比實現了"Serializable"接口的類的對象就能夠被序列化，還有一個"Cloneable"接口，這個也是一個標記接口，在默認狀況下，Java中的對象是不容許被克隆的，就像現實生活中的人同樣，不容許克隆，可是隻要實現了"Cloneable"接口，那麼對象就能夠被克隆了。

　　讓Servlet實現了SingleThreadModel接口，只要在Servlet類的定義中增長實現SingleThreadModel接口的聲明便可。
　　
　　<font color="red">對於實現了SingleThreadModel接口的Servlet，Servlet引擎仍然支持對該Servlet的多線程併發訪問，其採用的方式是產生多個Servlet實例對象，併發的每一個線程分別調用一個獨立的Servlet實例對象。　　　　實現SingleThreadModel接口並不能真正解決Servlet的線程安全問題，由於Servlet引擎會建立多個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標記爲Deprecated（過期的）。

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