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最新推荐文章于 2022-10-10 17:56:49 发布

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#servlet #web服务器 #filter #压缩 #Listen

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本文深入探讨了Servlet容器如何通过多线程处理并发请求，详细解释了Servlet容器内部的工作机制，包括调度线程与工作者线程的协同工作，以及如何使用线程池服务请求。此外，文章还提供了开发线程安全Servlet的实践指南，涉及变量与属性的线程安全性，以及如何使用同步集合类、遵循SingleThreadModel接口和利用HttpSessionBindingListener接口来捕获Session事件。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

servlet容器采用多线程处理请求：

在servlet中的ServletContext、HttpSession、ServletRequest都是线程不安全的。

一，servlet容器如何同时处理多个请求。

Servlet采用多线程来处理多个请求同时访问，Servelet容器维护了一个线程池来服务请求。
线程池实际上是等待执行代码的一组线程叫做工作者线程(Worker Thread)，Servlet容器使用一个调度线程来管理工作者线程(Dispatcher Thread)。

当容器收到一个访问Servlet的请求，调度者线程从线程池中选出一个工作者线程，将请求传递给该线程，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，调度者线程将从池中选出另外一个工作者线程来服务新的请求，容器并不关系这个请求是否访问的是同一个Servlet还是另外一个Servlet。
当容器同时收到对同一Servlet的多个请求，那这个Servlet的service方法将在多线程中并发的执行。

二，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。

就实现来说：
调度者线程类所担负的责任如其名字，该类的责任是调度线程，只需要利用自己的属性完成自己的责任。所以该类是承担了责任的，并且该类的责任又集中到唯一的单体对象中。
而其他对象又依赖于该特定对象所承担的责任，我们就需要得到该特定对象。那该类就是一个单例模式的实现了。

三，如何开发线程安全的Servlet
1，变量的线程安全：这里的变量指字段和共享数据(如表单参数值)。

  a，将参数变量本地化。多线程并不共享局部变量.所以我们要尽可能的在servlet中使用局部变量。
   例如：String user = "";
         user = request.getParameter("user");

b，使用同步块Synchronized，防止可能异步调用的代码块。这意味着线程需要排队处理。
在使用同板块的时候要尽可能的缩小同步代码的范围，不要直接在sevice方法和响应方法上使用同步，这样会严重影响性能。

2,属性的线程安全：ServletContext，HttpSession，ServletRequest对象中属性
  ServletContext：（线程是不安全的）
   ServletContext是可以多线程同时读/写属性的，线程是不安全的。要对属性的读写进行同步处理或者进行深度Clone()。
   所以在Servlet上下文中尽可能少量保存会被修改（写）的数据，可以采取其他方式在多个Servlet中共享，比方我们可以使用单例模式来处理共享数据。
  HttpSession：（线程是不安全的）
   HttpSession对象在用户会话期间存在，只能在处理属于同一个Session的请求的线程中被访问，因此Session对象的属性访问理论上是线程安全的。
   当用户打开多个同属于一个进程的浏览器窗口，在这些窗口的访问属于同一个Session，会出现多次请求，需要多个工作线程来处理请求，可能造成同时多线程读写属性。
   这时我们需要对属性的读写进行同步处理：使用同步块Synchronized和使用读/写器来解决。

  ServletRequest：（线程是安全的）
   对于每一个请求，由一个工作线程来执行，都会创建有一个新的ServletRequest对象，所以ServletRequest对象只能在一个线程中被访问。ServletRequest是线程安全的。
   注意：ServletRequest对象在service方法的范围内是有效的，不要试图在service方法结束后仍然保存请求对象的引用。

3，使用同步的集合类：
使用Vector代替ArrayList，使用Hashtable代替HashMap。

4，不要在Servlet中创建自己的线程来完成某个功能。
Servlet本身就是多线程的，在Servlet中再创建线程，将导致执行情况复杂化，出现多线程安全问题。

5，在多个servlet中对外部对象(比方文件)进行修改操作一定要加锁，做到互斥的访问。

四，SingleThreadModel接口
javax.servlet.SingleThreadModel接口是一个标识接口，如果一个Servlet实现了这个接口，那Servlet容器将保证在一个时刻仅有一个线程可以在给定的servlet实例的service方法中执行。将其他所有请求进行排队。
服务器可以使用多个实例来处理请求，代替单个实例的请求排队带来的效益问题。服务器创建一个Servlet类的多个Servlet实例组成的实例池，对于每个请求分配Servlet实例进行响应处理，之后放回到实例池中等待下此请求。这样就造成并发访问的问题。
此时,局部变量(字段)也是安全的，但对于全局变量和共享数据是不安全的，需要进行同步处理。而对于这样多实例的情况SingleThreadModel接口并不能解决并发访问问题。

SingleThreadModel接口在servlet规范中已经被废弃了。

HttpSessionBindingListener接口

捕获Session事件的意义：
1、    记录网站的客户登录日志（登录，退出信息等）
2、    统计在线人数
3、    等等还有很多，呵呵，自己想吧……总之挺重要的。

Session代表客户的会话过程，客户登录时，往Session中传入一个对象，即可跟踪客户的会话。在Servlet中，传入Session的对象如果是一个实现HttpSessionBindingListener接口的对象（方便起见，此对象称为监听器），则在传入的时候（即调用HttpSession对象的setAttribute方法的时候）和移去的时候（即调用HttpSession对象的removeAttribute方法的时候或Session Time out的时候）Session对象会自动调用监听器的valueBound和valueUnbound方法（这是HttpSessionBindingListener接口中的方法）。
由此可知，登录日志也就不难实现了。
另外一个问题是，如何统计在线人数，这个问题跟实现登录日志稍微有点不同，统计在线人数（及其信息），就是统计现在有多少个Session实例存在，我们可以增加一个计数器（如果想存储更多的信息，可以用一个对象来做计数器，随后给出的实例中，简单起见，用一个整数变量作为计数器），通过在valueBound方法中给计数器加1，valueUnbound方法中计数器减1，即可实现在线人数的统计。当然，这里面要利用到ServletContext的全局特性。(有关ServletContext的叙述请参考Servlet规范)，新建一个监听器，并将其实例存入ServletContext的属性中，以保证此监听器实例的唯一性，当客户登录时，先判断ServletContext的这个属性是否为空，如果不为空，证明已经创建，直接将此属性取出放入Session中，计数器加1；如果为空则创建一个新的监听器，并存入ServletContext的属性中。

举例说明：

实现一个监听器：
// SessionListener.java

import java.io.*;
import java.util.*;
import javax.servlet.http.*;

//监听登录的整个过程
public class SessionListener implements HttpSessionBindingListener
{

public String privateInfo="";        //生成监听器的初始化参数字符串
private String logString="";        //日志记录字符串
private int count=0;        //登录人数计数器

public SessionListener(String info){
this.privateInfo=info;
}

public int getCount(){
return count;
}

public void valueBound(HttpSessionBindingEvent event)
{
   count++;
   if (privateInfo.equals("count"))
   {
       return;
   }
   try{
Calendar calendar=new GregorianCalendar();
System.out.println("LOGIN:"+privateInfo+" TIME:"+calendar.getTime());
logString="\nLOGIN:"+privateInfo+" TIME:"+calendar.getTime()+"\n";
for(int i=1;i<1000;i++){
File file=new File("yeeyoo.log"+i);
if(!(file.exists()))
   file.createNewFile();   //如果文件不存在，创建此文件
if(file.length()>1048576) //如果文件大于1M，重新创建一个文件
   continue;
   FileOutputStream foo=new FileOutputStream("yeeyoo.log"+i,true);//以append方式打开创建文件
   foo.write(logString.getBytes(),0,logString.length()); //写入日志字符串
   foo.close();
   break;//退出
}
   }catch(FileNotFoundException e){}
    catch(IOException e){}
}

public void valueUnbound(HttpSessionBindingEvent event)
{
   count--;
   if (privateInfo.equals("count"))
   {
       return;
   }
   try{
Calendar calendar=new GregorianCalendar();
System.out.println("LOGOUT:"+privateInfo+" TIME:"+calendar.getTime());
logString="\nLOGOUT:"+privateInfo+" TIME:"+calendar.getTime()+"\n";
for(int i=1;i<1000;i++){
File file=new File("yeeyoo.log"+i);
if(!(file.exists()))
   file.createNewFile();   //如果文件不存在，创建此文件
if(file.length()>1048576) //如果文件大于1M，重新创建一个文件
   continue;
   FileOutputStream foo=new FileOutputStream("yeeyoo.log"+i,true);//以append方式打开创建文件
   foo.write(logString.getBytes(),0,logString.length()); //写入日志字符串
   foo.close();
   break;//退出
}
   }catch(FileNotFoundException e){}
    catch(IOException e){}
}

}

登录日志的实现：

   下面再来看看我们的登录Servlet中使用这个监听器的部分源代码：
   ……
   HttpSession session = req.getSession (true);
   ……
   ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
   SessionListener sessionListener=new SessionListener(" IP:"+req.getRemoteAddr()); //对于每一个会话过程均启动一个监听器
       session.setAttribute("listener",sessionListener); //将监听器植入HttpSession，这将激发监听器调用valueBound方法，从而记录日志文件。
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
   当系统退出登录时，只需简单地调用session.removeAttribute(“listener”);即可自动调用监听器的valueUnbound方法。或者，当Session Time Out的时候也会调用此方法。

登录人数的统计：
ServletContext session1=getServletConfig().getServletContext();//取得ServletContext对象实例
      if((SessionListener)session1.getAttribute("listener1")==null)
      {
       SessionListener sessionListener1=new SessionListener("count");//只设置一次，不同于上面日志文件的记录每次会话均设置。即当第一个客户连接到服务器时启动一个全局变量，此后所有的客户将使用相同的上下文。
       session1.setAttribute("listener1",sessionListener1);//将监听器对象设置成ServletContext的属性，具有全局范围有效性，即所有的客户均可以取得它的实例。
      }
      session.setAttribute("listener1",(SessionListener)session1.getAttribute("listener1"));//取出此全局对象，并且将此对象绑定到某个会话中，此举将促使监听器调用valueBound，计数器加一。
   在此后的程序中随时可以用以下代码取得当前的登录人数：
   ((SessionListener)session.getAttribute("listener1")).getCount()
   getCount()是监听器的一个方法，即取得当前计数器的值也就是登录人数了。

-------------------------------------------------------------------------------->>>>>>>>>>

另一个代码:

你应该对user object 实现HttpSessionBindingListener的valueBound和valueUnbound方法
____________________________________________________________
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;

public class UseridWrapper implements HttpSessionBindingListener
{
public String userid = "0";
public User(String id)
{
this.userid = id;
}
public void valueBound(HttpSessionBindingEvent e)
{
System.out.println("the user with id: "+this.userid+" logon!");
//here can use one Singleton object to manage the user list,
//ex: UserManager.add(this);

}
public void valueUnbound(HttpSessionBindingEvent e)
{
System.out.println("the user with id"+this.userid+" exit!");
//here can use one Singleton object to manage the user list,
//ex: UserManager.remover(this);
}
}
//______________________________________________________________
使用:
User user=new User("1");
session.setAttribute("Login",);//触发valueBound事件
使用:
session.invalidate() or session is timeout 触发valueUnbound()
>>>>>>
//______________________________________________________________
使用:
UseridWrapper user=new UseridWrapper ("1");
session.setAttribute("Login",user);//触发valueBound事件
使用:
session.invalidate() or session is timeout 触发valueUnbound()

对响应内容进行压缩的过滤器

目前主流的浏览器和Web服务器都支持网页的压缩浏览器和Web服务器对于压缩网页通信过程如下

# 如果浏览器能够接受压缩后的网页内容那么他会在请求中发送Accept-Encoding请求报头值为"gzip.deflate" 表明浏览器支持gzip和deflate这两种压缩方式

# Web服务器读取Accept-Encoding请求报头的值来判断浏览器是否接受压缩的内容如果接受 Web服务器就讲目标页面的响应内容采用gzip压缩方式压缩后再发送到客户端同时设置Content-Encoding实体报头值为gzip 以告知浏览器实体正文采用了gzip的压缩编码

# 浏览器接收到响应内容后根据Content-Encoding实体报头的值对响应内容解压缩然后显示相应页面的内容

我们可以通过过滤器对目标内容进行压缩是吸纳原理就是实用包装类对象替换原始响应对象并使用java.util.zip.GZIPOutputStream作为响应内容的输出流对象 GZIPOutputStream是是过滤流类他使用GZIP压缩格式写入压缩对象

步骤

1 GZIPServletOutputStream.java

GZIPStreamOutputStream继承自ServletOutputStream 该类的对象用于替换HttpServletResponse.getOutputStream()方法返回的ServletOutputStream对象其内部使用GZIPOutputStream的write(int b)方法实现ServletOutputStream类的write(int b)方法以达到压缩数据的目的

package filter;
import java.io.IOException;
import java.util.zip.GZIPOutputStream;
import javax.servlet.ServletOutputStream;
public class GZIPServletOutputStream extends ServletOutputStream
{
private GZIPOutputStream gzipos;
public GZIPServletOutputStream(ServletOutputStream sos) throws IOException
{
//使用响应输出流对象构造GZIPOutputStream过滤流对象
this.gzipos = new GZIPOutputStream(sos);
}
@Override
public void write(int data) throws IOException
{
//将写入操作委托给GZIPOutputStream对象的write()方法，从而实现响应输出流的压缩
gzipos.write(data);
}
/**
* 返回GZIPOutputStream对象，过滤器需要访问这个对象，以便完成将压缩数据写入输出流的操作
*/
public GZIPOutputStream getGZIPOutputStream()
{
return gzipos;
}
}

2 CompressionResponseWrapper.java

CompressionResponseWrapper类从HttpServletWrapper类继承重写了getWriter()和getOutputStream()方法用GZIPServletOutputStream替换了ServletOutputStream对象

package filter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.zip.GZIPOutputStream;
import javax.servlet.ServletOutputStream;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletResponseWrapper;
public class CompressionResponseWrapper extends HttpServletResponseWrapper
{
private GZIPServletOutputStream gzipsos;
private PrintWriter pw;
public CompressionResponseWrapper(HttpServletResponse response) throws IOException
{
super(response);
//用响应输出流创建GZIPServletOutputStream对象
gzipsos = new GZIPServletOutputStream(response.getOutputStream());
////用GZIPServletOutputStream对象作为参数，构造PrintWriter对象
pw = new PrintWriter(gzipsos);
}
/**
* 重写setContentLength()方法，以避免Content-Length实体报头所指出的长度
* 和压缩后的实体正文长度不匹配
*/
@Override
public void setContentLength(int len){}
@Override
public ServletOutputStream getOutputStream() throws IOException
{
return gzipsos;
}
@Override
public PrintWriter getWriter() throws IOException
{
return pw;
}
/**
* 过滤器调用这个方法来得到GZIPOutputStream对象，以便完成将压缩数据写入输出流的操作
*/
public GZIPOutputStream getGZIPOutputStream()
{
return gzipsos.getGZIPOutputStream();
}
}