Servlet简介及使用
javaweb学习总结(五)——Servlet开发(一)
一、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。
按照一种约定俗成的称呼习惯，通常我们也把实现了servlet接口的java程序，称之为Servlet
二、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：
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装载并创建该Servlet的一个实例对象。
③调用Servlet实例对象的init()方法。
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。
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。
三、Servlet调用图
四、在Eclipse中开发Servlet
在eclipse中新建一个web project工程，eclipse会自动创建下图所示目录结构：
4.1、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。
4.2、通过Eclipse创建和编写Servlet
选中gacl.servlet.study包，右键→New→Servlet，如下图所示：
这样，我们就通过Eclipse帮我们创建好一个名字为ServletDemo1的Servlet，创建好的ServletDemo01里面会有如下代码：
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 }
这些代码都是Eclipse自动生成的，而web.xml文件中也多了<servlet></servlet> 和<servlet-mapping></servlet-mapping>两对标签，这两对标签是配置 ServletDemo1的，如下图所示：
然后我们就可以通过浏览器访问ServletDemo1这个Servlet，如下图所示：
五、Servlet开发注意细节
5.1、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<servlet>元素和<servlet-mapping>元素完成。
<servlet>元素用于注册Servlet，它包含有两个主要的子元素：<servlet-name>和<servlet-class>，分别用于设置Servlet的注册名称和Servlet的完整类名。
一 个<servlet-mapping>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：<servlet-name>和<url-pattern>，分别用于指定Servlet的注册名称和Servlet的对外 访问路径。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>
同一个Servlet可以被映射到多个URL上，即多个<servlet-mapping>元素的<servlet-name>子元素的设置值可以是同一个Servlet的注册名。 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>
通过上面的配置，当我们想访问名称是ServletDemo1的Servlet，可以使用如下的几个地址去访问：
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被映射到了多个URL上。
5.2、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：
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，所以此时可以用任意的URL去访问ServletDemo1这个Servlet，如下图所示：
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"
5.3、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<servlet>元素中配置了一个<load-on-startup>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。
5.4、缺省Servlet
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。
凡是在web.xml文件中找不到匹配的<servlet-mapping>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：
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 <!-- 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>
当访问不存在的Servlet时，就使用配置的默认Servlet进行处理，如下图所示：
在<tomcat的安装目录>\conf\web.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。
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>
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。
5.5、Servlet的线程安全问题
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。例如下面的代码：
不存在线程安全问题的代码：
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 * 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 18 * 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， 19 * 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， 20 * 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 21 * 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) 22 * 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 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 }
存在线程安全问题的代码：
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，如下图所示：同时开启两个浏览器模拟并发访问同一个Servlet，本来正常来说，第一个浏览器应该看到2，而第二个浏览器应该看到3的，结果两个浏览器都看到了3，这就不正常。
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？
先看看下面的代码：
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，并发访问i时就不存在线程安全问题了， 18 * 为什么加了synchronized后就没有线程安全问题了呢？ 19 * 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 20 * 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， 21 * 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 22 * 23 */ 24 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 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 }
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，如下图所示：