javaweb學習總結(五)——Servlet開發(一)

本文轉載自查看原文 2014-07-04 16:30 621435 JavaWeb學習總結

一、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)，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並創建了該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裝載並創建該Servlet的一個實例對象。
　　③調用Servlet實例對象的init()方法。
　　④創建一個用於封裝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()方法並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，並在卸載之前調用Servlet的destroy()方法。

三、Servlet調用圖

　 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：

 1 package gacl.servlet.study;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.io.PrintWriter;
 5 
 6 import javax.servlet.ServletException;
 7 import javax.servlet.http.HttpServlet;
 8 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
 9 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
10 
11 public class ServletDemo1 extends HttpServlet {
12 
13     /**
14      * The doGet method of the servlet. <br>
15      *
16      * This method is called when a form has its tag value method equals to get.
17      * 
18      * @param request the request send by the client to the server
19      * @param response the response send by the server to the client
20      * @throws ServletException if an error occurred
21      * @throws IOException if an error occurred
22      */
23     public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
24             throws ServletException, IOException {
25 
26         response.setContentType("text/html");
27         PrintWriter out = response.getWriter();
28         out.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">");
29         out.println("<HTML>");
30         out.println("  <HEAD><TITLE>A Servlet</TITLE></HEAD>");
31         out.println("  <BODY>");
32         out.print("    This is ");
33         out.print(this.getClass());
34         out.println(", using the GET method");
35         out.println("  </BODY>");
36         out.println("</HTML>");
37         out.flush();
38         out.close();
39     }
40 
41     /**
42      * The doPost method of the servlet. <br>
43      *
44      * This method is called when a form has its tag value method equals to post.
45      * 
46      * @param request the request send by the client to the server
47      * @param response the response send by the server to the client
48      * @throws ServletException if an error occurred
49      * @throws IOException if an error occurred
50      */
51     public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
52             throws ServletException, IOException {
53 
54         response.setContentType("text/html");
55         PrintWriter out = response.getWriter();
56         out.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">");
57         out.println("<HTML>");
58         out.println("  <HEAD><TITLE>A Servlet</TITLE></HEAD>");
59         out.println("  <BODY>");
60         out.print("    This is ");
61         out.print(this.getClass());
62         out.println(", using the POST method");
63         out.println("  </BODY>");
64         out.println("</HTML>");
65         out.flush();
66         out.close();
67     }
68 
69 }

　　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

　　由於客戶端是通過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>元素用於注冊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的注冊名稱和Servlet的完整類名。
一個<servlet-mapping>元素用於映射一個已注冊的Servlet的一個對外訪問路徑，它包含有兩個子元素：<servlet-name>和<url-pattern>，分別用於指定Servlet的注冊名稱和Servlet的對外訪問路徑。例如：

1   <servlet>
2     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
3     <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo1</servlet-class>
4   </servlet>
5 
6   <servlet-mapping>
7     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
8     <url-pattern>/servlet/ServletDemo1</url-pattern>
9   </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：

 1  <servlet>
 2     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
 3     <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo1</servlet-class>
 4   </servlet>
 5 
 6   <servlet-mapping>
 7     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
 8     <url-pattern>/servlet/ServletDemo1</url-pattern>
 9   </servlet-mapping>
10  <servlet-mapping>
11     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
12     <url-pattern>/1.htm</url-pattern>
13   </servlet-mapping>
14    <servlet-mapping>
15     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
16     <url-pattern>/2.jsp</url-pattern>
17   </servlet-mapping>
18    <servlet-mapping>
19     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
20     <url-pattern>/3.php</url-pattern>
21   </servlet-mapping>
22    <servlet-mapping>
23     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
24     <url-pattern>/4.ASPX</url-pattern>
25   </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（/）開頭並以"/*"結尾。例如：

1  <servlet>
2     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
3     <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo1</servlet-class>
4   </servlet>
5 
6    <servlet-mapping>
7     <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
8    <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：

對於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。對於每次訪問請求，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，就會裝載並創建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：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用於處理所有其他Servlet都不處理的訪問請求。例如：

 1  <servlet>
 2     <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
 3     <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo2</servlet-class>
 4     <load-on-startup>1</load-on-startup>
 5   </servlet>
 6   
 7   <!-- 將ServletDemo2配置成缺省Servlet -->
 8   <servlet-mapping>
 9     <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
10     <url-pattern>/</url-pattern>
11   </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，並將這個Servlet設置為了缺省Servlet。

 1     <servlet>
 2         <servlet-name>default</servlet-name>
 3         <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>
 4         <init-param>
 5             <param-name>debug</param-name>
 6             <param-value>0</param-value>
 7         </init-param>
 8         <init-param>
 9             <param-name>listings</param-name>
10             <param-value>false</param-value>
11         </init-param>
12         <load-on-startup>1</load-on-startup>
13     </servlet>
14 
15  <!-- The mapping for the default servlet -->
16     <servlet-mapping>
17         <servlet-name>default</servlet-name>
18         <url-pattern>/</url-pattern>
19     </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

　　當多個客戶端並發訪問同一個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，並在這個線程上調用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：

 1 package gacl.servlet.study;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 
 5 import javax.servlet.ServletException;
 6 import javax.servlet.http.HttpServlet;
 7 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
 8 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
 9 
10 public class ServletDemo3 extends HttpServlet {
11 
12     
13     public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
14             throws ServletException, IOException {
15         
16         /**
17          * 當多線程並發訪問這個方法里面的代碼時，會存在線程安全問題嗎
18          * i變量被多個線程並發訪問，但是沒有線程安全問題，因為i是doGet方法里面的局部變量，
19          * 當有多個線程並發訪問doGet方法時，每一個線程里面都有自己的i變量，
20          * 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
21          * 多線程並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)
22          * 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
23          */
24         int i=1;
25         i++;
26         response.getWriter().write(i);
27     }
28 
29     public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
30             throws ServletException, IOException {
31         doGet(request, response);
32     }
33 
34 }

存在線程安全問題的代碼：

 1 package gacl.servlet.study;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 
 5 import javax.servlet.ServletException;
 6 import javax.servlet.http.HttpServlet;
 7 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
 8 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
 9 
10 public class ServletDemo3 extends HttpServlet {
11 
12     int i=1;
13     public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
14             throws ServletException, IOException {
15         
16         i++;
17         try {
18             Thread.sleep(1000*4);
19         } catch (InterruptedException e) {
20             e.printStackTrace();
21         }
22         response.getWriter().write(i+"");
23     }
24 
25     public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
26             throws ServletException, IOException {
27         doGet(request, response);
28     }
29 
30 }

　　把i定義成全局變量，當多個線程並發訪問變量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並發訪問同一個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並發操作同一個資源的情況下，所以在編寫Servlet的時候，如果並發訪問某一個資源(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：

 1 package gacl.servlet.study;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 
 5 import javax.servlet.ServletException;
 6 import javax.servlet.http.HttpServlet;
 7 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
 8 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
 9 
10 
11 public class ServletDemo3 extends HttpServlet {
12 
13     int i=1;
14     public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
15             throws ServletException, IOException {
16         /**
17          * 加了synchronized后，並發訪問i時就不存在線程安全問題了，
18          * 為什么加了synchronized后就沒有線程安全問題了呢？
19          * 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
20          * 等到它執行完之后才會把鎖還給Servlet對象，由於是它先拿到了Servlet對象的那把鎖，
21          * 所以當有別的線程來訪問這個Servlet對象時，由於鎖已經被之前的線程拿走了，后面的線程只能排隊等候了
22          * 
23          */
24         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
25             i++;
26             try {
27                 Thread.sleep(1000*4);
28             } catch (InterruptedException e) {
29                 e.printStackTrace();
30             }
31             response.getWriter().write(i+"");
32         }
33         
34     }
35 
36     public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
37             throws ServletException, IOException {
38         doGet(request, response);
39     }
40 
41 }

　　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。
　　對於實現了SingleThreadModel接口的Servlet，Servlet引擎仍然支持對該Servlet的多線程並發訪問，其采用的方式是產生多個Servlet實例對象，並發的每個線程分別調用一個獨立的Servlet實例對象。
　　實現SingleThreadModel接口並不能真正解決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）。

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