Servlet学习笔记

最近在看Servlet的相关知识，好记性不如烂笔头，有些东西还是记下来比较靠谱。。。

一、Servlet 是什么？

Java Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序，它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。

使用 Servlet，您可以收集来自网页表单的用户输入，呈现来自数据库或者其他源的记录，还可以动态创建网页。

Java Servlet 通常情况下与使用 CGI（Common Gateway Interface，公共网关接口）实现的程序可以达到异曲同工的效果。但是相比于 CGI，Servlet 有以下几点优势：

• 1、性能明显更好。
• 2、Servlet 在 Web 服务器的地址空间内执行。这样它就没有必要再创建一个单独的进程来处理每个客户端请求。
• 3、Servlet 是独立于平台的，因为它们是用 Java 编写的。
• 4、服务器上的 Java 安全管理器执行了一系列限制，以保护服务器计算机上的资源。因此，Servlet 是可信的。
• 5、Java 类库的全部功能对 Servlet 来说都是可用的。它可以通过 sockets 和 RMI 机制与 applets、数据库或其他软件进行交互。

二、Servlet的生命周期

Servlet 生命周期可被定义为从创建直到毁灭的整个过程。以下是 Servlet 遵循的过程：

• 1、Servlet 通过调用 init () 方法进行初始化。
• 2、Servlet 调用 service() 方法来处理客户端的请求。
• 3、Servlet 通过调用 destroy() 方法终止（结束）。
• 4、最后，Servlet 是由 JVM 的垃圾回收器进行垃圾回收的。

init() 方法

init 方法被设计成只调用一次。它在第一次创建 Servlet 时被调用，在后续每次用户请求时不再调用。因此，它是用于一次性初始化，就像 Applet 的 init 方法一样。

Servlet 创建于用户第一次调用对应于该 Servlet 的 URL 时，但是您也可以指定 Servlet 在服务器第一次启动时被加载。

service() 方法

service() 方法是执行实际任务的主要方法。Servlet 容器（即 Web 服务器）调用 service() 方法来处理来自客户端（浏览器）的请求，并把格式化的响应写回给客户端。

每次服务器接收到一个 Servlet 请求时，服务器会产生一个新的线程并调用服务。service() 方法检查 HTTP 请求类型（GET、POST、PUT、DELETE 等），并在适当的时候调用 doGet、doPost、doPut，doDelete 等方法。

destroy() 方法

destroy() 方法只会被调用一次，在 Servlet 生命周期结束时被调用。destroy() 方法可以让您的 Servlet 关闭数据库连接、停止后台线程、把 Cookie 列表或点击计数器写入到磁盘，并执行其他类似的清理活动。

在调用 destroy() 方法之后，servlet 对象被标记为垃圾回收。

三、怎样理解Servlet的单实例多线程？

不同的用户同时对同一个业务（如注册）发出请求，那这个时候容器里产生的有是几个servlet实例呢？

答案是：只有一个servlet实例。一个servlet是在第一次被访问时加载到内存并实例化的。同样的业务请求共享一个servlet实例。不同的业务请求一般对应不同的servlet。

由于Servlet/JSP默认是以多线程模式执行的，所以，在编写代码时需要非常细致地考虑多线程的安全性问题。

JSP的中存在的多线程问题： 
当客户端第一次请求某一个JSP文件时，服务端把该JSP编译成一个CLASS文件，并创建一个该类的实例，然后创建一个线程处理CLIENT端的请求。如果有多个客户端同时请求该JSP文件，则服务端会创建多个线程。每个客户端请求对应一个线程。以多线程方式执行可大大降低对系统的资源需求,提高系统的并发量及响应时间。、

对JSP中可能用的的变量说明如下: 
实例变量: 实例变量是在堆中分配的,并被属于该实例的所有线程共享，所以不是线程安全的。 
JSP系统提供的8个类变量 
JSP中用到的OUT,REQUEST,RESPONSE,SESSION,CONFIG,PAGE,PAGECONXT是线程安全的(因为每个线程对应的request，respone对象都是不一样的，不存在共享问题), APPLICATION在整个系统内被使用,所以不是线程安全的。

局部变量: 局部变量在堆栈中分配,因为每个线程都有它自己的堆栈空间,所以是线程安全的. 
静态类: 静态类不用被实例化,就可直接使用,也不是线程安全的. 

外部资源: 在程序中可能会有多个线程或进程同时操作同一个资源(如:多个线程或进程同时对一个文件进行写操作).此时也要注意同步问题. 

Servlet单实例多线程机制：

Servlet采用多线程来处理多个请求同时访问。servlet依赖于一个线程池来服务请求。线程池实际上是一系列的工作者线程集合。Servlet使用一个调度线程来管理工作者线程。 
        当容器收到一个Servlet请求，调度线程从线程池中选出一个工作者线程,将请求传递给该工作者线程，然后由该线程来执行Servlet的service方法。当这个线程正在执行的时候,容器收到另外一个请求,调度线程同样从线程池中选出另一个工作者线程来服务新的请求,容器并不关心这个请求是否访问的是同一个Servlet.当容器同时收到对同一个Servlet的多个请求的时候，那么这个Servlet的service()方法将在多线程中并发执行。 
         Servlet容器默认采用单实例多线程的方式来处理请求，这样减少产生Servlet实例的开销，提升了对请求的响应时间，对于Tomcat可以在server.xml中通过<Connector>元素设置线程池中线程的数目。 

四、如何开发线程安全的Servlet

      1、实现 SingleThreadModel 接口 

　　该接口指定了系统如何处理对同一个Servlet的调用。如果一个Servlet被这个接口指定,那么在这个Servlet中的service方法将不会有两个线程被同时执行，当然也就不存在线程安全的问题。这种方法只要将前面的Concurrent Test类的类头定义更改为： 

Public class Concurrent Test extends HttpServlet implements SingleThreadModel { 
………… 
}  

　　2、同步对共享数据的操作 

　　使用synchronized 关键字能保证一次只有一个线程可以访问被保护的区段

       3、避免使用实例变量 

　　本实例中的线程安全问题是由实例变量造成的，只要在Servlet里面的任何方法里面都不使用实例变量，那么该Servlet就是线程安全的。 

PS：

1) Struts2的Action是原型，非单实例的；会对每一个请求,产生一个Action的实例来处理。 

Struts1 Action是单实例的，spring mvc的controller也是如此。因此开发时要求必须是线程安全的，因为仅有Action的一个实例来处理所有的请求。单例策略限制了Struts1 Action能作的事，并且要在开发时特别小心。Action资源必须是线程安全的或同步的。
2) Struts1的Action,Spring的Ioc容器管理的bean 默认是单实例的.

Spring的Ioc容器管理的bean 默认是单实例的。

Struts2 Action对象为每一个请求产生一个实例，因此没有线程安全问题。（实际上，servlet容器给每个请求产生许多可丢弃的对象，并且不会导致性能和垃圾回收问题）。

当Spring管理Struts2的Action时，bean默认是单实例的，可以通过配置参数将其设置为原型。(scope="prototype ）