Servlet—HttpServlet、Servlet线程安全

1. HttpServlet

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。

由于不会使用eclipse连接远程的TomCat服务器，所以在本地Windows系统中重新安装了一个TomCat服务器，现在使用eclipse建立一个Dynamic Web Project工程，命名day05,在com.oner包下建一个名为ServletDemo2的Servlet。

package com.oner;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletOutputStream;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class ServletDemo2 extends HttpServlet {

	private static final long serialVersionUID = 1L;

	protected void doGet(HttpServletRequest request,
			HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		// 通过response得到一个用于写入二进制数据到response中的ServletOutputStream对象
		ServletOutputStream sout = response.getOutputStream();
		sout.write("hello HttpServlet".getBytes());
	}

	protected void doPost(HttpServletRequest request,
			HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		doGet(request, response);
	}

}

执行Run on Server，得到结果：

2. Servlet开发中的一些细节

2.1 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：

<web-app>
	<servlet>
		<servlet-name>AnyName</servlet-name>
		<servlet-class>HelloServlet</servlet-class>
	</servlet>
	<servlet-mapping>
		<servlet-name>AnyName</servlet-name>
		<url-pattern>/demo/hello.html</url-pattern>
	</servlet-mapping>
</web-app>

2.2 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。

	<servlet-mapping>
		<servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
		<url-pattern>/ServletDemo2</url-pattern>
	</servlet-mapping>

	<servlet-mapping>
		<servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
		<url-pattern>/sd2</url-pattern>
	</servlet-mapping>

	<servlet-mapping>
		<servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
		<url-pattern>/sd2.html</url-pattern>
	</servlet-mapping>

如果这样做的话，即在浏览器中输入http://localhost:8080/day05/sd2、http://localhost:8080/day05/ServletDemo2或者http://localhost:8080/day05/sd2.html都可以访问该web应用。

从这里也可以看出来并不是所有以.html结尾的url访问的都是静态web资源。

2.3 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：

	<servlet-mapping>
		<servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
		<url-pattern>/sd2/*</url-pattern>
	</servlet-mapping>
	
	<servlet-mapping>
		<servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
		<url-pattern>*.do</url-pattern>
	</servlet-mapping>

这样在浏览器中输入http://localhost:8080/day05/sd2/xxx...或http://localhost:8080/day05/xxx...do都可以访问到该应用。

但是使用*通配符时有时会造成地址冲突，例如：

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
则：

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。

2.4 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。

2.5 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。

2.6 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。

2.7 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。例如：

	<servlet>
		<servlet-name>invoker</servlet-name>
		<servlet-class>
			org.apache.catalina.servlets.InvokerServlet
		</servlet-class>
		<load-on-startup>2</load-on-startup>
	</servlet>

<load-on-startup>元素的值为一个正整数，表示servlet应该被载入的顺序，数值越小，代表启动优先级越高。

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。

2.8 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。

    该怎么理解这些话呢？理解之前我们可以思考下这个问题：假如我们在day05这个web应用下创建一个1.html的静态资源，在浏览器中输入http://localhost:8080/day05/1.html后得到了1.html这个文件的内容，那么浏览器是如何得到的呢？首先我们要明白的是，浏览器不管是向服务器发送请求，也就是说不管是访问静态资源还是动态资源，其实都是服务器的servlet在处理。当服务器收到浏览器发来的请求后，会在web.xml中寻找有没有哪个servlet映射到1.html这个目录上，如果有，就让该servlet去处理，否则就让缺省servlet处理这个请求。在这里，由于1.html这个静态资源并没有哪个servlet映射到该目录，所以这时缺省servlet就会将该1.html的数据内容写入到response对象中，然后由response对象将1.html的内容传给浏览器。但是这儿又出现了一个问题，这个缺省servlet从哪来呢？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。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。

    明白了上面的原理，这下再考虑之前的问题，如果将某个Servlet的映射路径设为"/"，那么这个Servlet就成为当前Web应用程序的缺省Servlet，也就是说覆盖了系统默认的org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet这个servlet。当在web.xml文件中找不到匹配的<servlet-mapping>元素的URL时，浏览器的访问这些访问请求就交给了现在咱们设置的这个servlet。

3. 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。
    在普通Java程序中，我们知道可以使用synchronized语句或者lock锁来解决，但是如果在Servlet中也这样做的话，会导致在一个客户端访问时，另一个客户端无法访问。

    在Servlet中提供的解决方法是：如果让某个Servlet实现SingleThreadModel这个标记接口，那么Servlet引擎将以单线程模式来调用其service方法。

    对于实现了SingleThreadModel接口的Servlet，Servlet引擎仍然支持对该Servlet的多线程并发访问，其采用的方式是产生多个Servlet实例对象，并发的每个线程分别调用一个独立的Servlet实例对象。实现SingleThreadModel接口并不能真正解决Servlet的线程安全问题，因为Servlet引擎会创建多个Servlet实例对象，而真正意义上解决多线程安全问题是指一个Servlet实例对象被多个线程同时调用的问题。事实上，在Servlet API 2.4中，已经将SingleThreadModel标记为Deprecated（过时的）。