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  • javaweb学习总结 servlet开发（一）

    转载：http://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/3760336.html

    这里主要是将其加入自己的理解过一遍。

    这里的代码全在eclipse java ee中执行的。

    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：

    1. web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。
    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。
    5. web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

    这里实现简单的helloworld。

    在eclipse中创建一个web project，eclipse会自动创建下图目录结构：

    web工程的名称：MyServlet 该工程部署时，在webapps目录下就会有一个MyServlet的web应用。

    src：java程序的开发目录，该目录下编写的所有程序在部署时，会自动部署到MyServlet/WEB-INF/classes目录下。

    WebContent：对应web应用的根目录，该目录下的所有子目录和子文件在部署时，会原封不动的发布到web应用目录下。

    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HttpServlet类，而避免直接去实现servlet接口。

    HttpServlet在实现Servlet接口时，复写了service(),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，通常只需要撰写doGet或doPost方法，而不要去复写service方法。

    4.2、通过eclipse创建和编写servlet

    ServletDemo1.java代码如下：

    package my.servlet.demo;
//导入必需的 java 库
import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;

// 扩展 HttpServlet 类
public class ServletDemo1 extends HttpServlet {

private String message;

public void init() throws ServletException
{
// 执行必需的初始化
message = "Hello World";
}

public void doGet(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException
{
// 设置响应内容类型
response.setContentType("text/html");

// 实际的逻辑是在这里
PrintWriter out = response.getWriter();
out.println("<h1>" + message + "</h1>");
}

public void destroy()
{
// 什么也不做
}

    这里的response主要是向客户端输出，输出什么，客户端就会显示什么。

    这里再说一下 response.getWriter().write()与PrintWriter out = response.getWriter(); out.print()的区别；

    1、  首先说write（）和print（）方法的区别

    （1）、write()：仅支持输出字符类型数据，字符，字符数组，字符串等

    （2）、print()：可以将各种类型（包括Object）的数据通过默认编码转换成bytes字符形式，这些字节都通过write(int c)方法被输出

    2、介绍response.getWriter()和out的区别：

    （1）、out和response.getWriter的类不一样，一个是JSPWriter，另一个是java.io.PrintWriter

    （2）、执行原理不同：JSPWriter相当于一个带缓存功能的printWriter，他不是直接将数据输出到页面，而是将数据刷新到、response的缓存区后再输出，response.getWriter直接输出数据（response.print（）），所以(out.print)只能在其后输出。

    （3）、out为jsp的内置对象，刷新jsp页面，自动初始化获得out对象，所以使用out对象是需要刷新页面的。

    　　　　而response.getWriter()响应信息通过out对象输出网页上，当响应结束时它自动被关闭，与jsp页面无关，无需刷新页面

    （4）、out的print()方法和println()方法在缓冲区溢出并且没有自动刷新时候会产生ioexception，
          　 而response.getWrite()方法的print和println中都是抑制ioexception异常的，不会有ioexception 
       
       　　 out.println(""); 方法并不能也页面布局换行，只能领html代码换行，要实现页面布局换行可以：out.println("</br>");

     web.xml代码如下：

    <?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" xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd" id="WebApp_ID" version="3.0">
  <servlet>
  <description>This is the description of my J2EEcomponent</description>
  <display-name>This is the display of my J2EEcomponent</display-name>
  <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
  <servlet-class>my.servlet.demo.ServletDemo1</servlet-class>
  </servlet>
  <servlet-mapping>
  <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
  <url-pattern>/ServletDemo1</url-pattern>
  </servlet-mapping>
</web-app>

    　　运行结果如下：

    五、开发注意细节

    5.1、servlet访问url映射设置

     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。例子如上。

    同一个servlet可以被映射到多个url上，即多个<servlet-mapping>元素的设置值可以是同一个servlet的注册名。例子：

    <servlet>         
    <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
    <servlet-class>my.servlet.demo.ServletDemo1</servlet-class>
  </servlet>

  <servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
    <url-pattern>ServletDemo1</url-pattern>
  </servlet-mapping>
 <servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
    <url-pattern>/1.htm</url-pattern>
  </servlet-mapping>
   <servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
    <url-pattern>/2.jsp</url-pattern>
  </servlet-mapping>
   <servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
    <url-pattern>/3.php</url-pattern>
  </servlet-mapping>
   <servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
    <url-pattern>/4.ASPX</url-pattern>
  </servlet-mapping>

    通过以上的配置，当我们想访问名称是servletDemo1的servlet，就可以使用如下的几个地址去访问：

    http://localhost:8080/ServletDemo1

    http://localhost:8080/1.htm

    http://localhost:8080/2.jsp

    http://localhost:8080/4.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*.do，另一种格式是以正斜杠（ /） 开头并以“ /*” 结尾。例子：

    <servlet-mapping>
<servlet-name>ServletDemo1</servlet>
<url-pattern>/action/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

    运行结果：

    *可以匹配任意的字符，所以此时还可以用任意的url去访问ServletDemo1这个servlet，如下所示：sad123是我随意确定的。

    对于映射关系：　匹配的原则就是"首字符串优先匹配"。

    其中如果某个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：

    <servlet>
    <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
    <servlet-class>gacl.servlet.study.ServletDemo2</servlet-class>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
  </servlet>
  
  <!-- 将ServletDemo2配置成缺省Servlet -->
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
    <url-pattern>/</url-pattern>
  </servlet-mapping>

    当用http://localhost:8080/MyServlet/12.htm访问时仍可访问，如下图示所示：

    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实例对象一旦驻留在内存中，为后续的其他请求服务，直至web容器退出，servlet实例对象才会销毁。

    在servlet的整个生命周期中，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HttpServletRequset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。例子：

    <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、 servlet的线程安全问题

    当多个客户端并发访问一个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：

    package gacl.servlet.study;

import java.io.IOException;

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

public class ServletDemo3 extends HttpServlet {

    
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        
        /**
         * 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
         * 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，
         * 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，
         * 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
         * 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)
         * 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
         */
        int i=1;
        i++;
        response.getWriter().write(i);
    }

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

}

    　　存在线程安全问题的代码：

    package gacl.servlet.study;

import java.io.IOException;

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

public class ServletDemo3 extends HttpServlet {

    int i=1;
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        
        i++;
        try {
            Thread.sleep(1000*4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        response.getWriter().write(i+"");
    }

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

}

    　　把i定义成全局变量，当多个线程并发访问变量时，便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，本来一个浏览器应该看到3，另一个浏览器应该看到4的，结果两个浏览器都看到了4，这就不正常立了。

    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：

    package gacl.servlet.study;

import java.io.IOException;

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


public class ServletDemo3 extends HttpServlet {

    int i=1;
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        /**
         * 加了synchronized后，并发访问i时就不存在线程安全问题了，
         * 为什么加了synchronized后就没有线程安全问题了呢？
         * 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
         * 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，
         * 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
         * 
         */
        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
            i++;
            try {
                Thread.sleep(1000*4);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            response.getWriter().write(i+"");
        }
        
    }

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

}

    　　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servlet对象里面的资源，这样就不存在线程安全问题了，运行结果如下所示：

    这种做法虽然解决了线程安全问题，但是编写servlet却万万不能用这种方法处理线程安全问题，假如有9999个同事访问这个servlet，那么这9999人必须按先后顺序排队轮流访问，耗费时间。

    针对servlet的线程安全问题，sun公司是提供有解决方案的：让servlet去实现一个SingleThreadModel接口，如果某个servlet实现了SingleThreadModel接口，那么servlet引擎将以单线程模式来调用其他service方法。

    查看servlet的API接口可以看到，SingleThreadModel接口中没有定义任何方法和变量。在java中，把没有定义任何方法和变量的接口称之为标记接口。经常看到的一个最典型的标记接口就是“Serializable”,这个接口也是没有定义没有任何方法和变量的，标记接口在java中有什么用处呢？主要作用就是给某个对象打上一个标志，告诉JVM，这个对象可以做什么，比如实现了“Serializable”接口的类的对象就可以被序列化。还有一个“Cloneable”的标记接口，在默认情况下，java中的对象是不允许被克隆的，就像现实生活中的人一样，不允许克隆，但是只要实现了"Cloneable"接口，那么对象就可以被克隆了。

    让servlet实现SingleThreadModel接口，只要在servlet的类定义中增加实现SingleThreadModel接口的声明即可。

    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，并发的每个线程分明调用一个独立的servlet实例对象。

    实现SingleThreadModel接口并不能真正真正解决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）。
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