Servlet(一基礎介紹)

時間 2019-11-12

原文原文鏈接

Servlet（Server Applet），全稱Java Servlet。對這個Servlet一直不瞭解，也沒有學習過，如今進行各基礎瞭解學習。
html

Servlet是用Java編寫的服務端程序，其主要功能在於交互式地瀏覽和修改數據，生成動態的Web內容。Servlet運行於支持Java的應用服務器中。從實現上講，Servlet能夠響應任何類型的請求，但絕大多數狀況下Servlet只用來擴展基於HTTP協議的Web服務器。java

Servlet的工做模式：程序員

1：客戶端發送求情到服務器web

2：服務器啓動並調用Servlet, Servlet根據客戶端請求生成響應內容並將其傳給服務器數據庫

3：服務器將響應返回給客戶端安全

Servlet的主要相關類服務器

其中GenericServlet下面還有一個HttpServlet class.網絡

Servlet接口中定義的方法多線程

 1 public interface Servlet {
 2 
 3 public void init(ServletConfig config) throws ServletException;
 4 
 5 public ServletConfig getServletConfig();
 6 
 7 public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
 8             throws ServletException, IOException;
 9 
10 public String getServletInfo();
11 
12 public void destroy();
13 
14 }

根據上面Servlet的接口函數，描述一下Servlet的運行過程：併發

Servlet程序是由WEB服務器調用，web服務器收到客戶端的Servlet請求訪問後，

1：web服務器首先檢查是否已經裝在並建立了該Servlet的實例對象，若是已經建立，則直接到第四步；不然執行第二步；

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進去。

5：web應用程序被停職或從新啓動以前，servlet引擎將卸載servlet,並在卸載以前調用Servlet的destory()方法。

Servlet 的生命週期

其中，init(), service(),destory()是servlet生命週期的方法。表明了Servlet從出生到工做，再到死亡的過程。Servlet容器（例如Tomcat）會根據下面的規則來調用這三個方法。

1，init（），當Servlet第一次被請求時，Servlet容器就會開始調用這個方法來初始化一個Servlet對象出來，可是這個方法不會再後續請求中被Servlet容器調用，就像人是能出生一次同樣。咱們能夠利用init（）方法來執行相應的初始化工做。調用這個方法時，Servlet容器會傳入一個ServletConfig對象進來從而對Servlet對象進行初始化。

2,Service()方法，每當請求Servlet時，Servlet就會調用這個方法。就像人同樣，須要不停的接受老闆的指令而且工做。第一次請求時，Servlet容器會先調用init()方法初始化一個Servlet對象出來，而後調用它的service()方法進行工做。但在後續請求中，servlet容器只會調用service方法了。

3，destory，當要銷燬Servlet時，Servlet容器就會調用這個方法，就如人同樣。到時候就會死亡。在卸載應用程序或者關閉Servlet容器時，就會發生這種狀況，通常在這個方法中會寫一些清除代碼。

Servlet 的其它兩個方法

getServletInfo（），這個方法會返回Servlet的一段描述，能夠返回一段字符串。

getServletConfig（），這個方法會返回由Servlet容器傳給init（）方法的ServletConfig對象。

此處應該增長例子，可是在我添加例子過程當中，常常出現找不到servlet,出現404錯誤。

後面找到真正緣由後，再添加例子

按照博客中給的例子進行驗證，經常出現http404錯誤。

GenericServlet抽象類

前面咱們編寫Servlet一直是經過實現Servlet接口來編寫的，可是，這種方法必須實現接口servlet中定義的全部方法。即便有一些方法中沒有任何東西也要實現。而且還須要本身手動的維護ServletConfig這個對象的引用。所以，這樣去實現Servlet是比較麻煩的。幸虧，GenericServlet抽象類的出現很好的解決了這個問題。本着儘量使代碼簡潔的原則，GenericServlet實現了Servlet和ServletConfig接口。 GenericServlet類實現：

 1 public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig,
 2         java.io.Serializable {
 3    
 4  @Override
 5     public void destroy() {
 6         // NOOP by default
 7     }
 8 
 9     @Override
10     public ServletConfig getServletConfig() {
11         return config;
12     }
13 
14     @Override
15     public String getServletInfo() {
16         return "";
17     }
18 
19     @Override
20     public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
21         this.config = config;
22         this.init();
23     }
24 
25     public void init() throws ServletException {
26         // NOOP by default
27     }
28 
29     @Override
30     public abstract void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
31             throws ServletException, IOException;
32 
33 }

其中，GenericServlet抽象類相比於直接實現Servlet接口，有如下幾個好處：

1.爲Servlet接口中的大部分方法提供了默認的實現，則程序員須要什麼就直接改什麼，再也不須要把全部的方法都本身實現了。

2.將init( )方法中的ServletConfig參數賦給了一個內部的ServletConfig引用從而來保存ServletConfig對象，不須要程序員本身去維護ServletConfig了。

可是，咱們發如今GenericServlet抽象類中還存在着另外一個沒有任何參數的Init()方法：

public void init() throws ServletException {
}

設計者的初衷究竟是爲了什麼呢？在第一個帶參數的init（）方法中就已經把ServletConfig對象傳入而且經過引用保存好了，完成了Servlet的初始化過程，那麼爲何後面還要加上一個不帶任何參數的init（）方法呢？

抽象類是沒法直接產生實例的，須要另外一個類去繼承這個抽象類，那麼就會發生方法覆蓋的問題，若是在類中覆蓋了GenericServlet抽象類的init（）方法，那麼程序員就必須手動的去維護ServletConfig對象了，還得調用super.init(servletConfig）方法去調用父類GenericServlet的初始化方法來保存ServletConfig對象，這樣會給程序員帶來很大的麻煩。GenericServlet提供的第二個不帶參數的init( )方法，就是爲了解決上述問題的。這個不帶參數的init（）方法，是在ServletConfig對象被賦給ServletConfig引用後，由第一個帶參數的init(ServletConfig servletconfig)方法調用的，那麼這意味着，當程序員若是須要覆蓋這個GenericServlet的初始化方法，則只須要覆蓋那個不帶參數的init( )方法就行了，此時，servletConfig對象仍然有GenericServlet保存着。簡而言之一句話，就是覆蓋的時候能夠不用管servletConfig。
可是GenericServlet沒有處理Service(), HttpServlet()纔是主角。

javax.servlet.http包內容

之因此所HttpServlet要比GenericServlet強大，其實也是有道理的。HttpServlet是由GenericServlet抽象類擴展而來的，HttpServlet抽象類的聲明以下所示：

1 public abstract class HttpServlet extends GenericServlet {}

HttpServlet之因此運用普遍的另外一個緣由是如今大部分的應用程序都要與HTTP結合起來使用。這意味着咱們能夠利用HTTP的特性完成更多更強大的任務。Javax。servlet.http包是Servlet API中的第二個包，其中包含了用於編寫Servlet應用程序的類和接口。Javax.servlet.http中的許多類型都覆蓋了Javax.servlet中的類型。

HttpServlet抽象類

HttpServlet抽象類是繼承於GenericServlet抽象類而來的。使用HttpServlet抽象類時，還須要藉助分別表明Servlet請求和Servlet響應的HttpServletRequest和HttpServletResponse對象。

1 public interface HttpServletRequest extends ServletRequest {}
2 public interface HttpServletResponse extends ServletResponse {}

先看一下GenericServlet中service定義：

1     @Override
2     public abstract void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
3             throws ServletException, IOException;

再來看看HttpServlet()是怎麼來覆蓋的：

 1     @Override
 2     public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
 3         throws ServletException, IOException {
 4 
 5         HttpServletRequest  request;
 6         HttpServletResponse response;
 7 
 8         try {
 9             request = (HttpServletRequest) req;
10             response = (HttpServletResponse) res;
11         } catch (ClassCastException e) {
12             throw new ServletException("non-HTTP request or response");
13         }
14         service(request, response);
15     }
16 
17 protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
18         throws ServletException, IOException {
19 
20         String method = req.getMethod();
21 
22         if (method.equals(METHOD_GET)) {
23             long lastModified = getLastModified(req);
24             if (lastModified == -1) {
25                 // servlet doesn't support if-modified-since, no reason
26                 // to go through further expensive logic
27                 doGet(req, resp);
28             } else {
29                 long ifModifiedSince;
30                 try {
31                     ifModifiedSince = req.getDateHeader(HEADER_IFMODSINCE);
32                 } catch (IllegalArgumentException iae) {
33                     // Invalid date header - proceed as if none was set
34                     ifModifiedSince = -1;
35                 }
36                 if (ifModifiedSince < (lastModified / 1000 * 1000)) {
37                     // If the servlet mod time is later, call doGet()
38                     // Round down to the nearest second for a proper compare
39                     // A ifModifiedSince of -1 will always be less
40                     maybeSetLastModified(resp, lastModified);
41                     doGet(req, resp);
42                 } else {
43                     resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
44                 }
45             }
46 
47         } else if (method.equals(METHOD_HEAD)) {
48             long lastModified = getLastModified(req);
49             maybeSetLastModified(resp, lastModified);
50             doHead(req, resp);
51 
52         } else if (method.equals(METHOD_POST)) {
53             doPost(req, resp);
54 
55         } else if (method.equals(METHOD_PUT)) {
56             doPut(req, resp);
57 
58         } else if (method.equals(METHOD_DELETE)) {
59             doDelete(req, resp);
60 
61         } else if (method.equals(METHOD_OPTIONS)) {
62             doOptions(req,resp);
63 
64         } else if (method.equals(METHOD_TRACE)) {
65             doTrace(req,resp);
66 
67         } else {
68             //
69             // Note that this means NO servlet supports whatever
70             // method was requested, anywhere on this server.
71             //
72 
73             String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
74             Object[] errArgs = new Object[1];
75             errArgs[0] = method;
76             errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
77 
78             resp.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_IMPLEMENTED, errMsg);
79         }
80     }

咱們發現，HttpServlet中的service方法把接收到的ServletRequsest類型的對象轉換成了HttpServletRequest類型的對象，把ServletResponse類型的對象轉換成了HttpServletResponse類型的對象。之因此可以這樣強制的轉換，是由於在調用Servlet的Service方法時，Servlet容器總會傳入一個HttpServletRequest對象和HttpServletResponse對象，預備使用HTTP。所以，轉換類型固然不會出錯了。
轉換以後，service方法把兩個轉換後的對象傳入了本身定義的service方法進行運行。下面看怎麼運行的：

咱們會發如今service方法中仍是沒有任何的服務邏輯，可是卻在解析HttpServletRequest中的方法參數，並調用如下方法之

一：doGet,doPost,doHead,doPut,doTrace,doOptions和doDelete。這7種方法中，每一種方法都表示一個Http方法。doGet和doPost是最經常使用的。因此，若是咱們須要實現具體的服務邏輯，再也不須要覆蓋service方法了，只須要覆蓋doGet或者doPost就行了。

    總之，HttpServlet有兩個特性是GenericServlet所不具有的：

    1.不用覆蓋service方法，而是覆蓋doGet或者doPost方法。在少數狀況，還會覆蓋其餘的5個方法。

    2.使用的是HttpServletRequest和HttpServletResponse對象

下面講述如何解析HttpServletRequest以及如何組裝HttpServletResponse

再次先省略這兩部份內容。

Servlet的工做流程

Servlet線程安全

Servlet多線程體系結構是創建在Java多線程機制之上的，它的生命週期是由Web容器負責的。

當客戶端第一次請求某個Servlet時，Servlet容器將會根據web.xml配置文件實例化這個Servlet類，此時它貯存於內存中。。當有新的客戶端請求該Servlet時，通常不會再實例化該Servlet類，也就是有多個線程在使用這個實例。這樣，當兩個或多個線程同時訪問同一個Servlet時，可能會發生多個線程同時訪問同一資源的狀況，數據可能會變得不一致。因此在用Servlet構建的Web應用時要注意線程安全的問題。每個請求都是一個線程，而不是進程，所以，Servlet對請求的處理的性能很是高。

對於Servlet，它被設計爲多線程的（若是它是單線程的，你就能夠想象，當1000我的同時請求一個網頁時，在第一我的得到請求結果以前，其它999我的都在鬱悶地等待），若是爲每一個用戶的每一次請求都建立一個新的線程對象來運行的話，系統就會在建立線程和銷燬線程上耗費很大的開銷，大大下降系統的效率。

所以，Servlet多線程機制背後有一個線程池在支持，線程池在初始化初期就建立了必定數量的線程對象，經過提升對這些對象的利用率，避免高頻率地建立對象，從而達到提升程序的效率的目的。（由線程來執行Servlet的service方法，servlet在Tomcat中是以單例模式存在的， Servlet的線程安全問題只有在大量的併發訪問時纔會顯現出來，而且很難發現，所以在編寫Servlet程序時要特別注意。線程安全問題主要是由實例變量形成的,所以在Servlet中應避免使用實例變量。若是應用程設計沒法避免使用實例變量，那麼使用同步來保護要使用的實例變量，但爲保證系統的最佳性能，應該同步可用性最小的代碼路徑）

從創建工程，到配置web.xml文件。編寫Servlet，啓動Tomcat等基本都沒有問題。可是常常會出現http404錯誤。這個過程後面會在前面補例子。

Servlet的生命週期

Servlet的生命週期是由Tomcat容器管理。

a)客戶發出請求->web服務器轉發到web容器Tomcat；

b)Tomcat主線程對轉發來用戶的請求作出響應建立兩個對象：HttpServletRequset和HttpServletResponse;

c)從請求中的URL中找到正確的Servlet,Tomcat 爲其建立或者分配一個線程，同時把2建立的兩個對象傳遞給該線程。

d)Tomcat調用Servlet的Service()方法，根據請求參數的不一樣調用doGet()或者doPost()方法;

e)假設是HTTP GET請求，doGet()方法生成靜態頁面。並組合到響應對象裏；

Servlet線程結束後，Tomcat將響應對象轉換爲Http響應發回給客戶，同時刪去請求和響應對象。

從該過程當中，咱們能夠理解Servlet的生命週期：Servlet類加載（對應第3步）；調用init方法（對應第3步）；調用service方法（對應第四、5步）；調用destory（）方法（對應第6步）。

五：Servlet生命週期的各個階段

Servlet的生命週期包含了下面4個階段：

（1）加載和實例化

Servlet容器負責加載和實例化Servlet。當Servlet容器啓動時，或者在容器檢測到須要這個Servlet來響應第一個請求時，建立Servlet實例。當Servlet容器啓動後，它必需要知道所需的Servlet類在什麼位置，Servlet容器能夠從本地文件系統、遠程文件系統或者其餘的網絡服務中經過類加載器加載Servlet類，成功加載後，容器建立Servlet的實例。由於容器是經過Java的反射API來建立Servlet實例，調用的是Servlet的默認構造方法（即不帶參數的構造方法），因此咱們在編寫Servlet類的時候，不該該提供帶參數的構造方法。

（2）初始化

在Servlet實例化以後，容器將調用Servlet的init()方法初始化這個對象。初始化的目的是爲了讓Servlet對象在處理客戶端請求前完成一些初始化的工做，如創建數據庫的鏈接，獲取配置信息等。對於每個Servlet實例，init()方法只被調用一次。在初始化期間，Servlet實例可使用容器爲它準備的ServletConfig對象從Web應用程序的配置信息（在web.xml中配置）中獲取初始化的參數信息。在初始化期間，若是發生錯誤，Servlet實例能夠拋出ServletException異常或者UnavailableException異常來通知容器。ServletException異經常使用於指明通常的初始化失敗，例如沒有找到初始化參數；而UnavailableException異經常使用於通知容器該Servlet實例不可用。例如，數據庫服務器沒有啓動，數據庫鏈接沒法創建，Servlet就能夠拋出UnavailableException異常向容器指出它暫時或永久不可用。

（3）請求處理

Servlet容器調用Servlet的service()方法對請求進行處理。要注意的是，在service()方法調用以前，init()方法必須成功執行。在service()方法中，Servlet實例經過ServletRequest對象獲得客戶端的相關信息和請求信息，在對請求進行處理後，調用ServletResponse對象的方法設置響應信息。在service()方法執行期間，若是發生錯誤，Servlet實例能夠拋出ServletException異常或者UnavailableException異常。若是UnavailableException異常指示了該實例永久不可用，Servlet容器將調用實例的destroy()方法，釋放該實例。此後對該實例的任何請求，都將收到容器發送的HTTP 404（請求的資源不可用）響應。若是UnavailableException異常指示了該實例暫時不可用，那麼在暫時不可用的時間段內，對該實例的任何請求，都將收到容器發送的HTTP 503（服務器暫時忙，不能處理請求）響應。

（4）服務終止

當容器檢測到一個Servlet實例應該從服務中被移除的時候，容器就會調用實例的destroy()方法，以便讓該實例能夠釋放它所使用的資源，保存數據到持久存儲設備中。當須要釋放內存或者容器關閉時，容器就會調用Servlet實例的destroy()方法。在destroy()方法調用以後，容器會釋放這個Servlet實例，該實例隨後會被Java的垃圾收集器所回收。若是再次須要這個Servlet處理請求，Servlet容器會建立一個新的Servlet實例。

在整個Servlet的生命週期過程當中，建立Servlet實例、調用實例的init()和destroy()方法都只進行一次，當初始化完成後，Servlet容器會將該實例保存在內存中，經過調用它的service()方法，爲接收到的請求服務。下面給出Servlet整個生命週期過程的UML序列圖

本節Servlet學習在這。看了好多博客，貼的有點亂，總體對serclet有了理解。後面再加一貼針對具體例子。

https://www.cnblogs.com/gaoxiangde/p/4339571.html-----後面部分主要參考

https://blog.csdn.net/qq_19782019/article/details/80292110------主要參考很是好，後面一部分ServletContext沒有理解。

https://www.cnblogs.com/whgk/p/6399262.html-----源碼解釋的很清楚

https://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/3729033.html ------Java web開發入門