1 Servlet

1.1 Servlet 概述

Servlet 是 SUN 公司提供的一套规范，名称就叫 Servlet 规范，它也是 JavaEE 规范之一。我们可以像学习 Java 基础一样，通过 API 来学习 Servlet。这里需要注意的是，在我们之前 JDK 的 API 中是没有 Servlet 规范的相关内容，需要使用 JavaEE 的 API。目前在 Oracle 官网中的最新版本是JavaEE8，该网址中介绍了 JavaEE8 的一些新特性。当然，我们可以通过访问官方API，学习和查阅里面的内容。

打开官方 API 网址，在左上部分找到 javax.servlet 包，在左下部分找到 Servlet，如下图显示：

通过阅读 API，我们得到如下信息：

第一：Servlet 是一个运行在 web 服务端的 java 小程序

第二：它可以用于接收和响应客户端的请求

第三：要想实现 Servlet 功能，可以实现 Servlet 接口，继承 GenericServlet 或者 HttpServlet

第四：每次请求都会执行 service 方法

第五：Servlet 还支持配置

1.2 Servlet 入门

1.2.1 Servlet 编码步骤

1）编码步骤

第一步：前期准备-创建 JavaWeb 工程

第二步：编写一个普通类继承 GenericServlet 并重写 service 方法

第三步：在 web.xml 配置 Servlet

2）测试

在 Tomcat 中部署项目

在浏览器访问 Servlet

1.2.2 Servlet 执行过程分析

我们通过浏览器发送请求，请求首先到达 Tomcat 服务器，由服务器解析请求 URL，然后在部署的应用列表中找到我们的应用。接下来，在我们的应用中找应用里的 web.xml 配置文件，在 web.xml 中找到 FirstServlet 的配置，找到后执行 service 方法，最后由 FirstServlet 响应客户浏览器。整个过程如下图所示：

一句话总结执行过程：

浏览器——>Tomcat 服务器——>我们的应用——>应用中的 web.xml——>FirstServlet——>响应浏览器

1.2.3 Servlet 类视图

在《Tomcat 和 Http 协议》这天课程和刚才的入门案例中，我们都定义了自己的 Servlet，实现的方式都是选择继承 GenericServlet，在 Servlet 的 API 介绍中，它提出了我们除了继承 GenericServlet 外还可以继承 HttpServlet，通过查阅 servlet 的类视图，我们看到 GenericServlet 还有一个子类 HttpServlet。同时，在 service 方法中还有参数 ServletRequest 和 ServletResponse，它们的关系如下图所示：

1.2.4 Servlet 编写方式

1）编写方式说明

我们在实现 Servlet 功能时，可以选择以下三种方式：

第一种：实现 Servlet 接口，接口中的方法必须全部实现。

​ 使用此种方式，表示接口中的所有方法在需求方面都有重写的必要。此种方式支持最大程度的自定义。

第二种：继承 GenericServlet，service 方法必须重写，其他方可根据需求，选择性重写。

​ 使用此种方式，表示只在接收和响应客户端请求这方面有重写的需求，而其他方法可根据实际需求选择性重写，使我们的开发 Servlet 变得简单。但是，此种方式是和 HTTP 协议无关的。

第三种：继承 HttpServlet，它是 javax.servlet.http 包下的一个抽象类，是 GenericServlet 的子类。<b><font color='red'>如果我们选择继承 HttpServlet 时，只需要重写 doGet 和 doPost 方法，不要覆盖 service 方法。</font></b>

​ 使用此种方式，表示我们的请求和响应需要和 HTTP 协议相关。也就是说，我们是通过 HTTP 协议来访问的。那么每次请求和响应都符合 HTTP 协议的规范。请求的方式就是 HTTP 协议所支持的方式（目前我们只知道 GET 和 POST，而实际 HTTP 协议支持 7 种请求方式，GET POST PUT DELETE TRACE OPTIONS HEAD )。

2）HttpServlet 的使用细节

第一步：在入门案例的工程中创建一个 Servlet 继承 HttpServlet

<font color='red'>注意：不要重写任何方法</font>，如下图所示：

第二步：部署项目并测试访问

当我们在地址栏输入 ServletDemo2 的访问 URL 时，出现了访问错误，状态码是 405。提示信息是：方法不允许。

第三步：分析原因

得出 HttpServlet 的使用结论：

​ <b><font color='red'>我们继承了 HttpServlet，需要重写里面的 doGet 和 doPost 方法来接收 get 方式和 post 方式的请求。</font></b>

为了实现代码的可重用性，我们只需要在 doGet 或者 doPost 方法中一个里面提供具体功能即可，而另外的那个方法只需要调用提供了功能的方法。

1.3 Servlet 使用细节

1.3.1 Servlet 的生命周期

对象的生命周期，就是对象从生到死的过程，即：出生——活着——死亡。用更偏向 于开发的官方说法就是对象创建到销毁的过程。

出生：请求第一次到达 Servlet 时，对象就创建出来，并且初始化成功。只出生一次，就放到内存中。

活着：服务器提供服务的整个过程中，该对象一直存在，每次只是执行 service 方法。

死亡：当服务停止时，或者服务器宕机时，对象消亡。

通过分析 Servlet 的生命周期我们发现，它的实例化和初始化只会在请求第一次到达 Servlet 时执行，而销毁只会在 Tomcat 服务器停止时执行，由此我们得出一个结论，Servlet 对象只会创建一次，销毁一次。所以，Servlet 对象只有一个实例。如果一个对象实例在应用中是唯一的存在，那么我们就说它是单实例的，即运用了单例模式。

1.3.2 Servlet 的线程安全

由于 Servlet 运用了单例模式，即整个应用中只有一个实例对象，所以我们需要分析这个唯一的实例中的类成员是否线程安全。接下来，我们来看下面的的示例：

/*    Servlet线程安全 */public class ServletDemo04 extends HttpServlet{    //1.定义用户名成员变量    //private String username = null;
    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        String username = null;        //synchronized (this) {            //2.获取用户名            username = req.getParameter("username");
            try {                Thread.sleep(3000);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }
            //3.获取输出流对象            PrintWriter pw = resp.getWriter();
            //4.响应给客户端浏览器            pw.print("welcome:" + username);
            //5.关流            pw.close();        //}    }
    @Override    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        doGet(req,resp);    }}

启动两个浏览器，输入不同的参数，访问之后发现输出的结果都是一样，所以出现线程安全问题

通过上面的测试我们发现，在 Servlet 中定义了类成员之后，多个浏览器都会共享类成员的数据。其实每一个浏览器端发送请求，就代表是一个线程，那么多个浏览器就是多个线程，所以测试的结果说明了多个线程会共享 Servlet 类成员中的数据，其中任何一个线程修改了数据，都会影响其他线程。因此，我们可以认为 Servlet 它不是线程安全的。

分析产生这个问题的根本原因，其实就是因为 Servlet 是单例，单例对象的类成员只会随类实例化时初始化一次，之后的操作都是改变，而不会重新初始化。

解决这个问题也非常简单，就是在 Servlet 中定义类成员要慎重。如果类成员是共用的，并且只会在初始化时赋值，其余时间都是获取的话，那么是没问题。如果类成员并非共用，或者每次使用都有可能对其赋值，那么就要考虑线程安全问题了，把它定义到 doGet 或者 doPost 方法里面去就可以了。

1.3.3 Servlet 的注意事项

1）映射 Servlet 的细节

Servlet 支持三种映射方式，以达到灵活配置的目的。

首先编写一个 Servlet，代码如下：

public class ServletDemo5 extends HttpServlet {
    /**     * doGet方法输出一句话     * @param req     * @param resp     * @throws ServletException     * @throws IOException     */    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        System.out.println("ServletDemo5接收到了请求");    }
    /**     * 调用doGet方法     * @param req     * @param resp     * @throws ServletException     * @throws IOException     */    @Override    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        doGet(req,resp);    }}

第一种：指名道姓的方式

​ 此种方式，只有和映射配置一模一样时，Servlet 才会接收和响应来自客户端的请求。

​ 例如：映射为：/servletDemo5

​ 访问 URL：http://localhost:8585/servlet_demo/servletDemo5

第二种：/开头+通配符的方式

​ 此种方式，只要符合目录结构即可，不用考虑结尾是什么。

​ 例如：映射为：/servlet/*

​ 访问 URL：http://localhost:8585/servlet/itheima

​ http://localhost:8585/servlet/itcast.do

​ 这两个 URL 都可以。因为用的*，表示/servlet/后面的内容是什么都可以。

第三种：通配符+固定格式结尾

​ 此种方式，只要符合固定结尾格式即可，其前面的访问 URI 无须关心（注意协议，主机和端口必须正确）

​ 例如：映射为：*.do

​ 访问 URL：http://localhost:8585/servlet/itcast.do

​ http://localhost:8585/itheima.do

​ 这两个 URL 都可以方法。因为都是以.do 作为结尾，而前面用*号通配符配置的映射，所有无须关心。

通过测试我们发现，Servlet 支持多种配置方式，但是由此也引出了一个问题，当有两个及以上的 Servlet 映射都符合请求 URL 时，由谁来响应呢？注意：HTTP 协议的特征是一请求一响应的规则。那么有一个请求，必然有且只有一个响应。所以，我们接下来明确一下，多种映射规则的优先级。

先说结论：指名道姓的方式优先级最高，带有通配符的映射方式，有/的比没/的优先级高

所以，我们前面讲解的三种映射方式的优先级为：第一种>第二种>第三种。

演示代码如下：

public class ServletDemo6 extends HttpServlet {
    /**     * doGet方法输出一句话     * @param req     * @param resp     * @throws ServletException     * @throws IOException     */    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        System.out.println("ServletDemo6接收到了请求");    }
    /**     * 调用doGet方法     * @param req     * @param resp     * @throws ServletException     * @throws IOException     */    @Override    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        doGet(req,resp);    }}

<!--配置ServletDemo6--><servlet>    <servlet-name>servletDemo6</servlet-name>    <servlet-class>com.itheima.web.servlet.ServletDemo6</servlet-class></servlet><servlet-mapping>    <servlet-name>servletDemo6</servlet-name>    <url-pattern>/*</url-pattern></servlet-mapping>

运行结果如下：

2）多路径映射 Servlet

上一小节我们讲解了 Servlet 的多种映射方式，这一小节我们来介绍一下，一个 Servlet 的多种路径配置的支持。

它其实就是给一个 Servlet 配置多个访问映射，从而可以根据不同请求 URL 实现不同的功能。

首先，创建一个 Servlet：

public class ServletDemo7 extends HttpServlet {
    /**     * 根据不同的请求URL，做不同的处理规则     * @param req     * @param resp     * @throws ServletException     * @throws IOException     */    @Override    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        //1.获取当前请求的URI        String uri = req.getRequestURI();        uri = uri.substring(uri.lastIndexOf("/"),uri.length());        //2.判断是1号请求还是2号请求        if("/servletDemo7".equals(uri)){            System.out.println("ServletDemo7执行1号请求的业务逻辑：商品单价7折显示");        }else if("/demo7".equals(uri)){            System.out.println("ServletDemo7执行2号请求的业务逻辑：商品单价8折显示");        }else {            System.out.println("ServletDemo7执行基本业务逻辑：商品单价原价显示");        }    }
    /**     * 调用doGet方法     * @param req     * @param resp     * @throws ServletException     * @throws IOException     */    @Override    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {        doGet(req,resp);    }}

接下来，在 web.xml 配置 Servlet：

<!--配置ServletDemo7--><servlet>    <servlet-name>servletDemo7</servlet-name>    <servlet-class>com.itheima.web.servlet.ServletDemo7</servlet-class></servlet><!--映射路径1--><servlet-mapping>    <servlet-name>servletDemo7</servlet-name>    <url-pattern>/demo7</url-pattern></servlet-mapping><!--映射路径2--><servlet-mapping>    <servlet-name>servletDemo7</servlet-name>    <url-pattern>/servletDemo7</url-pattern></servlet-mapping><!--映射路径3--><servlet-mapping>    <servlet-name>servletDemo7</servlet-name>    <url-pattern>/servlet/*</url-pattern></servlet-mapping>

最后，启动服务测试运行结果：

3）启动时创建 Servlet

我们前面讲解了 Servlet 的生命周期，Servlet 的创建默认情况下是请求第一次到达 Servlet 时创建的。但是我们都知道，Servlet 是单例的，也就是说在应用中只有唯一的一个实例，所以在 Tomcat 启动加载应用的时候就创建也是一个很好的选择。那么两者有什么区别呢？

• 第一种：应用加载时创建 Servlet，它的优势是在服务器启动时，就把需要的对象都创建完成了，从而在使用的时候减少了创建对象的时间，提高了首次执行的效率。它的弊端也同样明显，因为在应用加载时就创建了 Servlet 对象，因此，导致内存中充斥着大量用不上的 Servlet 对象，造成了内存的浪费。

• 第二种：请求第一次访问是创建 Servlet，它的优势就是减少了对服务器内存的浪费，因为那些一直没有被访问过的 Servlet 对象都没有创建，因此也提高了服务器的启动时间。而它的弊端就是，如果有一些要在应用加载时就做的初始化操作，它都没法完成，从而要考虑其他技术实现。

通过上面的描述，相信同学们都能分析得出何时采用第一种方式，何时采用第二种方式。就是当需要在应用加载就要完成一些工作时，就需要选择第一种方式。当有很多 Servlet 的使用时机并不确定是，就选择第二种方式。

在 web.xml 中是支持对 Servlet 的创建时机进行配置的，配置的方式如下：我们就以 ServletDemo3 为例。

<!--配置ServletDemo3--><servlet>    <servlet-name>servletDemo3</servlet-name>    <servlet-class>com.itheima.web.servlet.ServletDemo3</servlet-class>    <!--配置Servlet的创建顺序，当配置此标签时，Servlet就会改为应用加载时创建        配置项的取值只能是正整数（包括0），数值越小，表明创建的优先级越高    -->    <load-on-startup>1</load-on-startup></servlet><servlet-mapping>    <servlet-name>servletDemo3</servlet-name>    <url-pattern>/servletDemo3</url-pattern></servlet-mapping>

4）默认 Servlet

默认 Servlet 是由服务器提供的一个 Servlet，它配置在 Tomcat 的 conf 目录下的 web.xml 中。如下图所示：

它的映射路径是<b><font color='red'><url-pattern>/<url-pattern></font></b>，我们在发送请求时，首先会在我们应用中的 web.xml 中查找映射配置，找到就执行，这块没有问题。但是当找不到对应的 Servlet 路径时，就去找默认的 Servlet，由默认 Servlet 处理。所以，一切都是 Servlet。

1.4 Servlet 关系总图