Servlet生命週期，工作原理，eclipse第一個Servlet，Servlet線程安全

最近學到了Servlet，現將Servlet生命週期，工作原理總結如下
參考鏈接：
http://www.cnblogs.com/xuekyo/archive/2013/02/24/2924072.html]

Servlet運行過程：

Servlet是由Servlet容器調用的（如Tomcat，也稱爲Web服務器），在Web瀏覽器連上Servlet容器，並向Servlet容器發送http請求（包括請求行，請求頭，請求正文），Web Server解析出想訪問的主機名，web應用，web資源後：
1、Servlet容器先檢查是否已經創建了Servlet實例對象，如果沒有，先創建一個Servlet實例對象，並調用Servlet的init()方法完成對象初始化；如果已經創建了，則直接執行下一步。因爲Servet實例對象僅在第一次訪問時創建，之後無論有多少客戶機再次訪問Servlet，都不會重複創建Servlet實例對象，也不會再次執行init()方法
2、Servlet容器創建一個HttpRequest對象，將Web Client請求的信息封裝到這個對象中
3、Servlet容器創建一個HttpResponse對象
4、Servlet容器調用HttpServlet對象的service方法，把HttpRequest對象與HttpResponse對象作爲參數傳給 HttpServlet 對象。
5、HttpServlet調用HttpRequest對象的有關方法，獲取Http請求信息。
6、HttpServlet調用HttpResponse對象的有關方法，生成響應數據（包括響應行，響應頭，響應正文）
7、Servlet容器把HttpServlet的響應結果傳給Web Client。

Servlet 生命週期

Servlet 加載—>實例化—>服務—>銷燬。
1、init()：在Servlet的生命週期中，僅在第一次創建Servlet實例對象並執行一次init()方法，後面無論有多少客戶機訪問Servlet，都不會重複執行init()。Servlet實例對象在兩種情況下會創建
（1）首次訪問Servlet時創建Servlet實例對象，並調用init()方法。
（2）如果在web.xml文件中的servlet元素中配置了load-on-startup元素，則會在web服務器啓動時就創建Servlet實例對象，並調用init()方法。struts框架，就是在web服務器啓動時就創建Servlet
2、service()：它是Servlet的核心，負責響應客戶的請求。每當一個客戶請求一個HttpServlet對象，該對象的Service()方法就要調用，而且傳遞給這個方法一個“請求”（ServletRequest）對象和一個“響應”（ServletResponse）對象作爲參數。在HttpServlet中已存在Service()方法。默認的服務功能是調用與HTTP請求的方法相應的do功能。
3、destroy()： 僅執行一次，在服務器端停止且卸載Servlet時執行該方法。當Servlet對象退出生命週期時，負責釋放佔用的資源。一個Servlet在運行service()方法時可能會產生其他的線程，因此需要確認在調用destroy()方法時，這些線程已經終止或完成。

Servlet工作原理

1、Servlet接收和響應客戶請求的過程，首先客戶發送一個請求，Servlet是調用service()方法對請求進行響應的，通過源代碼可見，service()方法中對請求的方式進行了匹配，選擇調用doGet,doPost等這些方法，然後再進入對應的方法中調用邏輯層的方法，實現對客戶的響應。在Servlet接口和GenericServlet中是沒有doGet（）、doPost（）等等這些方法的，HttpServlet中定義了這些方法，但是都是返回error信息，所以，我們每次定義一個Servlet的時候，都必須實現doGet或doPost等這些方法。

2、每一個自定義的Servlet都必須實現Servlet的接口，Servlet接口中定義了五個方法，其中比較重要的三個方法涉及到Servlet的生命週期，分別是上文提到的init(),service(),destroy()方法。GenericServlet是一個通用的，不特定於任何協議的Servlet,它實現了Servlet接口。而HttpServlet繼承於GenericServlet，因此HttpServlet也實現了Servlet接口。所以我們定義Servlet的時候只需要繼承HttpServlet即可。

3、Servlet接口和GenericServlet是不特定於任何協議的，而HttpServlet是特定於HTTP協議的類，所以HttpServlet中實現了service()方法，並將請求ServletRequest、ServletResponse 強轉爲HttpRequest 和 HttpResponse。

eclipse開發第一個Servlet

步驟：
1、新建web project，TestServlet2，下面新建包com.servlet
2、導入Servlet的源碼
3、新建class文件ServletDemo1，繼承GenericServlet類，在service()方法中寫如下代碼：
注：建class文件需要配置web.xml環境，快捷鍵可以直接建Servlet文件，我採用的是第一種方法

res.getOutputStream.write("Hello World".getBytes());

4、配置web.xml文件，在原來的基礎上增加如下代碼：

  <servlet>
    <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
    <servlet-class>com.servlet.ServletDemo1</servlet-class>
  </servlet>

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

注：servlet元素用於註冊servlet，包含兩個子元素servlet-name和servlet-class，servlet-name用於設置servlet的註冊名稱，servlet-class用於設置servlet的完整類名。
servlet-mapping元素用於映射一個已註冊的servlet的一個對外訪問路徑，包含兩個子元素servlet-name和url-pattern，servlet-name用於指定servlet的註冊名稱，url-pattern用於指定servlet的對外訪問路徑，可以設置多個servlet-mapping的url-pattern，指定多個對外訪問路徑，這樣通過不同的url都可以訪問同一個地址。url也可以使用*通配符，格式只有兩種：
（1）/*
（2）*.擴展名
url爲/時，這個Servlet爲缺省Servlet，tomcat默認有缺省Servlet，當找不到url地址時，就映射到缺省Servlet，如果重寫缺省Servlet，就會跳轉到你重寫之後的Servlet

5、發佈項目到tomcat中，當改動web.xml文件時不需要重新發布項目，服務器會自動重新加載
6、啓動tomcat
7、瀏覽器地址欄中輸入http://localhost:8080/TestServlet2/ServletDemo1，顯示成功

Servlet線程安全

　　Servlet體系結構是建立在Java多線程機制之上的，它的生命週期是由Web容器負責的。當客戶端第一次請求某個Servlet時，Servlet容器將會根據web.xml配置文件實例化這個Servlet類。當有新的客戶端請求該Servlet時，一般不會再實例化該Servlet類，也就是有多個線程在使用這個實例。
　　這樣，當兩個或多個線程同時訪問同一個Servlet時，可能會發生多個線程同時訪問同一資源的情況，數據可能會變得不一致。所以在用Servlet構建的Web應用時如果不注意線程安全的問題，會使所寫的Servlet程序有難以發現的錯誤。
　　要解決問題，有如下方案供選擇：
1、synchronized()鎖，將需要同步的代碼放在Synchronized()代碼塊中，單線程的，現實不適用，一次只能一個Client訪問

public class ServletDemo4 extends HttpServlet {
    int id;
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        synchronized (this) {
            id++;
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            response.getOutputStream().write((id+"").getBytes());
        }
    }
}

2、實現SingleThreadModel接口，這個接口爲標誌接口，如果servlet實現了該接口，會確保不會有兩個線程同時執行servlet的service()方法。 servlet容器通過同步化訪問servlet的單實例來保證，也可以通過維持servlet的實例池，對於新的請求會分配給一個空閒的servlet。
但SingleThreadModel不會解決所有的線程安全隱患。例如，會話屬性和靜態變量仍然可以被多線程的多請求同時訪問，即便使用了SingleThreadModel

public class ServletDemo4 extends HttpServlet impliments SingleThreadModel{
    int id;
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        synchronized (this) {
            id++;
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            response.getOutputStream().write((id+"").getBytes());
        }
    }
}