Java Servlet工作原理問答，javaservlet

Java Servlet工作原理問答，javaservlet
導讀

本文來自stackoverflow的問答，討論了Java Servlet的工作機制，如何進行執行個體化、共用變數和多執行緒。

問題：Servlet是如何工作的？Servlet 如何執行個體化、共用變數、並進行多執行緒？

假設我有一個運行了大量 Servlet 的 網頁伺服器。通過 Servlet 之間傳輸資訊得到 Servlet 上下文，並設定 session 變數。

現在，如果有兩名或更多使用者向這個服務發送請求，接下來 session 變數會發生什麼變化？究竟是所有使用者都是用共同的變數？還是不同的使用者使用的變數都不一樣？如果是後者，伺服器如何區分不同使用者？

另一個相似的問題，如果有 *n* 名使用者訪問一個特定的 Servlet，那麼該 Servlet 是僅在第一個使用者首次訪問的時候執行個體化，還是分別為每個使用者執行個體化？

回答（BalusC）：ServletContext

當 Servlet 容器（比如 Apache Tomcat）啟動後，會部署和載入所有 web 應用。當web 應用被載入，Servlet 容器會建立一次 ServletContext，然後將其儲存在伺服器的記憶體中。web 應用的web.xml 被解析，找到其中所有 servlet、filter 和 Listener 或 @WebServlet、@WebFilter和 @WebListener 註解的內容，建立一次並儲存到伺服器的記憶體中。對於所有過濾器會立即調用init()。當 Servlet 容器停止，將卸載所有 web 應用，調用所有初始化的 Servlet 和過濾器的destroy() 方法，最後回收 ServletContext 和所有 Servlet、Filter 與 Listener 執行個體。

當問題中的 Servlet 配置的 load-on-startup 或者 @WebServlet(loadOnStartup) 設定了一個大於 0 的值，則同樣會在啟動的時候立即調用 init() 方法。“load-on-startup”中的值表示那些 Servlet 會以相同順序初始化。如果配置的值相同，會遵循 web.xml 中指定的順序或 @WebServlet類載入的順序。另外，如果不設定 “load-on-startup” 值，init() 方法只在第一次 HTTP 要求命中問題中的 Servlet 時才被調用。

HttpServletRequest 與 HttpServletResponse

Servlet 容器附加在一個 web 服務上，這個 web 服務會在某個連接埠號碼上監聽 HTTP 要求，在開發環境中這個連接埠通常為 8080，生產環境中通常為 80。當用戶端（網頁瀏覽器）發送了一個 HTTP 要求，Servlet 容器會建立新的 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 對象，傳遞給已建立好並且請求的 URL 匹配 url-pattern 的 Filter 和 Servlet 執行個體中的方法，所有工作都在同一個線程中處理。

request 對象可以訪問所有該 HTTP 要求中的資訊，例如 request header 和 request body。response 對象為你提供需要的控制和發送 HTTP 回應程式法，例如設定 header 和 body（通常會帶有 JSP 檔案中的 HTML 內容）。提交並完成HTTP 響應後，將回收 request 和 response 對象。

HttpSession

當使用者第一次訪問該 web 應用時，會通過 request.getSession() 第一次獲得 HttpSession。之後 Servlet 容器將會建立 HttpSession，產生一個唯一的 ID（可以通過 session.getId() 擷取）並儲存在伺服器記憶體中。然後 Servlet 容器在該次 HTTP 響應的 Set-Cookie 頭部設定一個Cookie，以 JSESSIONID 作為 Cookie 名字，那個唯一的 session ID 作為 Cookie 的值。

按照 HTTP cookie 規則（正常 網頁瀏覽器和 web 服務端必須遵循的標準），當 cookie 有效時，要求用戶端（瀏覽器）在後續請求的 Cookie 頭中返回這個 cookie。使用瀏覽器內建的 HTTP 流量監控器，你可以查看它們（在 Chrome、Firefox23+、IE9+ 中按 F12，然後查看 Net/Network 標籤）。Servlet 容器將會確定每個進入的 HTTP 要求的 Cookie 頭中是否存在名為JSESSIONID 的 cookie，然後用它的值（session ID）從服務端記憶體中找到關聯的 HttpSession。

你可以在 web.xml 中設定 session-timeout ，預設值為 30 分鐘。逾時到達之前 HttpSession 會一直存活。所以當用戶端不再訪問該 web 應用超過 30 分鐘後，Servlet 容器就會回收這個 session。後續每個請求，即使指定 cookie 名稱也不能再訪問到相同的 session。Servlet 容器會建立一個新的 Cookie。

另一方面，用戶端上的 session cookie 有一個預設存活時間，該事件和該瀏覽器執行個體已耗用時間一樣長。所以，當用戶端關閉該瀏覽器執行個體（所有標籤和視窗）後，這個 session 就會被用戶端回收。新瀏覽器執行個體不再發送與該 session 關聯的 cookie。一個新的 request.getSession() 將會返回新的 HttpSession 並設定一個擁有新 session ID 的 cookie。

概述

• ServletContext 與 web 應用存活時間一樣長。它被所有 session 中的所有請求共用。
• 只要用戶端一直與相同瀏覽器執行個體的web應用互動並且沒有逾時，HttpSession就會存在。
• HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 的存活時間為用戶端發送完成到完整的響應（web 頁面）到達的這段時間。不會被其他地方共用。
• 所有 Servlet、Filter 和 Listener 對象在 web 應用運行時都是活躍的。它們被所有 session 中的請求共用。
• 你設定在 HttpServletRequest、HttpServletResponse 和 HttpSession 中的所有屬性在問題中的對象存活時都會一直保持存活。

安全執行緒

即便如此，你最關心的可能是安全執行緒。你現在應該學習到 Servlet 和 filter 被所有請求共用。那是 Java 的一個優點，使得多個不同線程（讀取 HTTP 要求）可以使用同一個執行個體。否則為每個請求重新建立線程的開銷實在過於昂貴。

但你應該也意識到永遠不要將任何 request 或 session 域中的資料賦值給 servlet 或 filter 的執行個體變數。它將會被所有其他 session 中的所有請求共用。那是非安全執行緒的！下面的樣本對這種情況進行了展示：

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public class ExampleServlet extends HttpServlet {     private Object thisIsNOTThreadSafe;     protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        Object thisIsThreadSafe;         thisIsNOTThreadSafe = request.getParameter("foo"); // BAD!! Shared among all requests!        thisIsThreadSafe = request.getParameter("foo"); // OK, this is thread safe.    } }

 

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