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生命周期與原理
1、Servlet 生命周期:Servlet 加載--->實例化--->服務--->銷毀。
2、init():在Servlet的生命周期中,僅執行一次init()方法。它是在服務器裝入Servlet時執行的,負責初始化Servlet對象。可以配置服務器,以在啟動服務器或客戶機首次訪問Servlet時裝入Servlet。無論有多少客戶機訪問Servlet,都不會重復執行init()。
3、service():它是Servlet的核心,負責響應客戶的請求。每當一個客戶請求一個HttpServlet對象,該對象的Service()方法就要調用,而且傳遞給這個方法一個“請求”(ServletRequest)對象和一個“響應”(ServletResponse)對象作為參數。在HttpServlet中已存在Service()方法。默認的服務功能是調用與HTTP請求的方法相應的do功能。
4、destroy(): 僅執行一次,在服務器端停止且卸載Servlet時執行該方法。當Servlet對象退出生命周期時,負責釋放占用的資源。一個Servlet在運行service()方法時可能會產生其他的線程,因此需要確認在調用destroy()方法時,這些線程已經終止或完成。
步驟:
- Web Client 向Servlet容器(Tomcat)發出Http請求
- Servlet容器接收Web Client的請求
- Servlet容器創建一個HttpServletRequest 對象,將Web Client請求的信息封裝到這個對象中。
- Servlet容器創建一個HttpServletResponse對象
- Servlet容器調用HttpServlet對象的service方法,把HttpRequest對象與HttpResponse對象作為參數傳給 HttpServlet 對象。
- HttpServlet調用HttpRequest對象的有關方法,獲取Http請求信息。
- HttpServlet調用HttpResponse對象的有關方法,生成響應數據。
- Servlet容器把HttpServlet的響應結果傳給Web Client。
1、首先簡單解釋一下Servlet接收和響應客戶請求的過程,首先客戶發送一個請求,Servlet是調用service()方法對請求進行響應的,通過源代碼可見,service()方法中對請求的方式進行了匹配,選擇調用doGet,doPost等這些方法,然后再進入對應的方法中調用邏輯層的方法,實現對客戶的響應。在Servlet接口和GenericServlet中是沒有doGet()、doPost()等等這些方法的,HttpServlet中定義了這些方法,但是都是返回error信息,所以,我們每次定義一個Servlet的時候,都必須實現doGet或doPost等這些方法。
2、每一個自定義的Servlet都必須實現Servlet的接口,Servlet接口中定義了五個方法,其中比較重要的三個方法涉及到Servlet的生命周期,分別是上文提到的init(),service(),destroy()方法。GenericServlet是一個通用的,不特定於任何協議的Servlet,它實現了Servlet接口。而HttpServlet繼承於GenericServlet,因此HttpServlet也實現了Servlet接口。所以我們定義Servlet的時候只需要繼承HttpServlet即可。
3、Servlet接口和GenericServlet是不特定於任何協議的,而HttpServlet是特定於HTTP協議的類,所以HttpServlet中實現了service()方法,並將請求ServletRequest、ServletResponse 強轉為HttpRequest 和 HttpResponse。
創建Servlet對象的時機:
Servlet容器啟動時:讀取web.xml配置文件中的信息,構造指定的Servlet對象,創建ServletConfig對象,同時將ServletConfig對象作為參數來調用Servlet對象的init方法。
在Servlet容器啟動后:客戶首次向Servlet發出請求,Servlet容器會判斷內存中是否存在指定的Servlet對象,如果沒有則創建它,然后根據客戶的請求創建HttpRequest、HttpResponse對象,從而調用Servlet 對象的service方法。
Servlet Servlet容器在啟動時自動創建Servlet,這是由在web.xml文件中為Servlet設置的<load-on-startup>屬性決定的。從中我們也能看到同一個類型的Servlet對象在Servlet容器中以單例的形式存在。
<servlet> <servlet-name>Init</servlet-name> <servlet-class>org.xl.servlet.InitServlet</servlet-class> <load-on-startup>1</load-on-startup> </servlet>
Servlet初始化階段,在下列時刻Servlet容器裝載Servlet:
1,Servlet容器啟動時自動裝載某些Servlet,實現它只需要在web.XML文件中的<Servlet></Servlet>之間添加如下代碼:<loadon-startup>1</loadon-startup>
2,在Servlet容器啟動后,客戶首次向Servlet發送請求
3,Servlet類文件被更新后,重新裝載Servlet
Servlet被裝載后,Servlet容器創建一個Servlet實例並且調用Servlet的init()方法進行初始化。在Servlet的整個生命周期內,init()方法只被調用一次。
示例:
package com.nf; import java.io.IOException; import javax.jws.soap.InitParam; import javax.servlet.ServletConfig; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.annotation.WebInitParam; import javax.servlet.annotation.WebServlet; import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; @WebServlet(value = "/Hello", loadOnStartup = -1, initParams = { @WebInitParam(name = "size", value = "100"), @WebInitParam(name = "color", value = "red") }) public class Hello extends HttpServlet { private static final long serialVersionUID = 1L; static { System.out.println("靜態代碼塊,static"); } public Hello() { super(); System.out.println("構造方法Hello()"); } @Override public void init(ServletConfig config) throws ServletException { System.out.println("初始化方法init(),參數color=" + config.getInitParameter("color")); } // 響應請求 @Override protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { System.out.println("-----響應請求service方法-----"); super.service(request, response); } // 響應Get請求doGet方法 protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { System.out.println("響應Get請求doGet方法"); response.getWriter().append("Served at: ").append(request.getContextPath()); } @Override public void destroy() { System.out.println("Servlet銷毀方法destroy()"); super.destroy(); } //析構方法 final finally finalize,當對象被回收時,GC @Override protected void finalize() throws Throwable { System.out.println("析構方法finalize()"); } }
結果:
Chrome第一次訪問
FireFox模擬第2個用戶訪問
控制台輸出:
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
從Servlet3.0開始,配置Servlet支持注解方式,但還是保留了配置web.xml方式,所有使用Servlet有兩種方式:
4.2.1、Servlet類上使用@WebServlet注解進行配置
@WebServlet常用屬性
屬性 | 類型 | 是否必須 | 說明 |
---|---|---|---|
asyncSupported | boolean | 否 | 指定Servlet是否支持異步操作模式 |
displayName | String | 否 | 指定Servlet顯示名稱 |
initParams | WebInitParam[] | 否 | 配置初始化參數 |
loadOnStartup | int | 否 | 標記容器是否在應用啟動時就加載這個Servlet |
name | String | 否 | 指定Servlet名稱 |
urlPatterns/value | String[] | 否 | 這兩個屬性作用相同,指定Servlet處理的url |
@WebServlet(name = "myUserServlet", urlPatterns = "/user/test", loadOnStartup = 1, initParams = { @WebInitParam(name="name", value="小明"), @WebInitParam(name="pwd", value="123456") } ) public class UserServlet extends HttpServlet { private static final long serialVersionUID = 7109220574468622594L; @Override public void init(ServletConfig config) throws ServletException { super.init(config); System.out.println("servlet初始化..."); } @Override protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { response.setContentType("text/html"); response.setCharacterEncoding("utf-8"); PrintWriter pw = response.getWriter(); pw.append("Hello Servlet!<br>" ); //servletName pw.append("servletName:" + getServletName() + "<br>"); //initParam ServletConfig servletConfig = this.getServletConfig(); Enumeration<String> paramNames = servletConfig.getInitParameterNames(); while (paramNames.hasMoreElements()) { String paramName = paramNames.nextElement(); pw.append(paramName + ":" + servletConfig.getInitParameter(paramName) + "<br>"); } pw.close(); } @Override protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { doGet(request, response); } }
loadOnStartup:
標記容器是否在啟動的時候就加載這個servlet。
當值為0或者大於0時,表示容器在應用啟動時就加載這個servlet;
當是一個負數時或者沒有指定時,則指示容器在該servlet被選擇時才加載。
正數的值越小,啟動該servlet的優先級越高。
4.2.2、web.xml文件中配置
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:
示例:
package com.nf; import java.io.IOException; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.annotation.WebInitParam; import javax.servlet.annotation.WebServlet; import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; /** * Servlet implementation class Hi */ //@WebServlet( // asyncSupported = true, // description = "我的Servlet", // urlPatterns = { // "/Hi", // "/Hi.do" // }, // initParams = { // @WebInitParam(name = "color", value = "blue", description = "顏色") // }) public class Hi extends HttpServlet { private static final long serialVersionUID = 1L; public Hi() { super(); } protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { response.getWriter().append("Hello Servlet"); } }
web.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd" version="3.0"> <display-name>JavaEE_143_01</display-name> <welcome-file-list> <welcome-file>index.html</welcome-file> <welcome-file>index.htm</welcome-file> <welcome-file>index.jsp</welcome-file> <welcome-file>default.html</welcome-file> <welcome-file>default.htm</welcome-file> <welcome-file>default.jsp</welcome-file> </welcome-file-list> <servlet> <servlet-name>Hi</servlet-name> <servlet-class>com.nf.Hi</servlet-class> <init-param> <param-name>color</param-name> <param-value>green</param-value> <description>顏色</description> </init-param> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>Hi</servlet-name> <url-pattern>/Hi</url-pattern> <url-pattern>/Hi.do</url-pattern> </servlet-mapping> </web-app>
結果:
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)。
當Tomcat接收到Client的HTTP請求時,Tomcat從線程池中取出一個線程,之后找到該請求對應的Servlet對象並進行初始化,之后調用service()方法。要注意的是每一個Servlet對象再Tomcat容器中只有一個實例對象,即是單例模式。如果多個HTTP請求請求的是同一個Servlet,那么着兩個HTTP請求對應的線程將並發調用Servlet的service()方法。
上圖中的Thread1和Thread2調用了同一個Servlet1,所以此時如果Servlet1中定義了實例變量或靜態變量,那么可能會發生線程安全問題(因為所有的線程都可能使用這些變量)。
import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; import java.io.IOException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; public class ThreadSafeServlet extends HttpServlet { public static String name = "Hello"; //靜態變量,可能發生線程安全問題 int i; //實例變量,可能發生線程安全問題 SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"); @Override public void init() throws ServletException { super.init(); System.out.println("Servlet初始化"); } @Override protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { System.out.printf("%s:%s[%s]\n", Thread.currentThread().getName(), i, format.format(new Date())); i++; try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.printf("%s:%s[%s]\n", Thread.currentThread().getName(), i, format.format(new Date())); resp.getWriter().println("<html><body><h1>" + i + "</h1></body></html>"); } }
Servlet與JSP的比較:
有許多相似之處,都可以生成動態網頁。
JSP的優點是擅長於網頁制作,生成動態頁面比較直觀,缺點是不容易跟蹤與排錯。
Servlet是純Java語言,擅長於處理流程和業務邏輯,缺點是生成動態網頁不直觀。
六、Servlet改進
6.1、 反射簡化Servlet操作
為了讓Servlet可以處理不同類型的請求我們可能需要像下面這樣寫代碼:
package com.nf.controller; import java.io.IOException; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.annotation.WebServlet; import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; @WebServlet("/UserController") public class UserController extends HttpServlet { private static final long serialVersionUID = 1L; protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { String action = request.getParameter("act"); if (action.equals("add")) { System.out.println("執行添加"); } else if (action.equals("delete")) { System.out.println("執行刪除"); } else if (action.equals("edit")) { System.out.println("執行更新"); } else { System.out.println("沒有改動作"); } } }
這樣做會使單個方法變得非常復雜,不便於維護與擴展,結合反射可以簡化成如下:
package com.nf.controller; import java.io.IOException; import java.lang.reflect.Method; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.annotation.WebServlet; import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; @WebServlet("/UserController") public class UserController extends HttpServlet { private static final long serialVersionUID = 1L; protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { String action = request.getParameter("act"); request.setCharacterEncoding("utf-8"); response.setCharacterEncoding("utf-8"); response.setContentType("text/html;charset=utf-8"); if (action != null) { try { // 在當前Servlet實例中根據action找到方法信息 Method method = getClass().getDeclaredMethod(action, HttpServletRequest.class, HttpServletResponse.class); if (method != null) { // 在當前實例上調用方法method,指定參數request,response method.invoke(this, request, response); } else { response.getWriter().write("您請求的action不存在"); } } catch (Exception e) { response.getWriter().write("調用發生了錯誤,錯誤:" + e.getMessage()); e.printStackTrace(); } } else { try { response.getWriter().write("請指定參數act"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } /** 執行添加 */ public void add(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("執行添加"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** 執行刪除 */ public void delete(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("執行刪除"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** 執行修改 */ public void edit(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("執行修改"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** 執行查詢 */ public void list(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("執行查詢"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
運行結果:
add添加:
edit編輯:
方法不存在時:
6.2、使用反射映射參數到實體類中
6.3、BaseServlet基類
在6.1中通過反射可以實現簡化Servlet,但是如果項目中有多個控制器,則每一個都需要設置編碼,反射等操作,面對這種問題可以使用BaseServlet解決,簡單說就是自定義一個公共的基類,讓所有的Servlet繼承該類,代碼如下:
BaseServlet
package com.nf.controller; import java.io.IOException; import java.lang.reflect.Method; import javax.servlet.ServletConfig; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.http.HttpServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; public class BaseServlet extends HttpServlet { private static final long serialVersionUID = 1L; public void init(ServletConfig config) throws ServletException { } public String commonObject; //Write once only once! protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { String action = request.getParameter("act"); request.setCharacterEncoding("utf-8"); response.setCharacterEncoding("utf-8"); response.setContentType("text/html;charset=utf-8"); if (action != null) { try { // 在當前Servlet實例中根據action找到方法信息 Method method = getClass().getDeclaredMethod(action, HttpServletRequest.class, HttpServletResponse.class); if (method != null) { // 在當前實例上調用方法method,指定參數request,response method.invoke(this, request, response); } else { response.getWriter().write("您請求的action不存在"); } } catch (Exception e) { response.getWriter().write("調用發生了錯誤,錯誤:" + e.getMessage()); e.printStackTrace(); } } else { try { response.getWriter().write("請指定參數act"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
UserController
package com.nf.controller; import java.io.IOException; import javax.servlet.annotation.WebServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; @WebServlet("/UserController") public class UserController extends BaseServlet { private static final long serialVersionUID = 1L; /** 執行添加 */ public void add(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("執行添加"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** 執行刪除 */ public void delete(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("執行刪除"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** 執行修改 */ public void edit(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("執行修改"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** 執行查詢 */ public void list(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("執行查詢"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
OrderController
package com.nf.controller; import java.io.IOException; import javax.servlet.annotation.WebServlet; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; @WebServlet("/OrderController") public class OrderController extends BaseServlet { private static final long serialVersionUID = 1L; public void add(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("操作添加訂單"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } public void del(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { try { response.getWriter().write("操作刪除訂單"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
執行結果: