🇨🇳Ynthm
文章 标签 分类 关于
🇨🇳Ynthm

目录

Servlet

Ynthm Wang 收录于 Web 基础
   约 3947 字   预计阅读 8 分钟 

Servlet 是一些遵从Java Servlet API的Java类，这些Java类可以响应请求。尽管Servlet可以响应任意类型的请求，但是它们使用最广泛的是响应web方面的请求。 Servlet必须部署在Java servlet容器才能使用。

Servlet 生命周期

Servlet 生命周期可被定义为从创建直到毁灭的整个过程。以下是 Servlet 遵循的过程：

  • Servlet 初始化后调用 init () 方法。
  • Servlet 调用 service() 方法来处理客户端的请求。
  • Servlet 销毁前调用 destroy() 方法。
  • 最后，Servlet 是由 JVM 的垃圾回收器进行垃圾回收的。

/images/web/Servlet-LifeCycle.jpg

ServletContext

当 Servlet 容器（比如 Apache Tomcat）启动后，会部署和加载所有 web 应用。当web 应用被加载，Servlet 容器会创建一次 ServletContext，然后将其保存在服务器的内存中。web 应用的web.xml 被解析，找到其中所有 servlet、filter 和 Listener 或 @WebServlet、@WebFilter 和@WebListener 注解的内容，创建一次并保存到服务器的内存中。对于所有过滤器会立即调用init()。当 Servlet 容器停止，将卸载所有 web 应用，调用所有初始化的 Servlet 和过滤器的destroy() 方法，最后回收 ServletContext 和所有 Servlet、Filter 与 Listener 实例。

HttpServletRequest 与 HttpServletResponse

Servlet 容器附加在一个 web 服务上，这个 web 服务会在某个端口号上监听 HTTP 请求，在开发环境中这个端口通常为 8080，生产环境中通常为 80。当客户端（web 浏览器）发送了一个 HTTP 请求，Servlet 容器会创建新的 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 对象，传递给已创建好并且请求的 URL 匹配 url-pattern 的 Filter 和 Servlet 实例中的方法，所有工作都在同一个线程中处理。

request 对象可以访问所有该 HTTP 请求中的信息，例如 request header 和 request body。response 对象为你提供需要的控制和发送 HTTP 响应方法，例如设置 header 和 body（通常会带有 JSP 文件中的 HTML 内容）。提交并完成HTTP 响应后，将回收 request 和 response 对象。

HttpSession

当用户第一次访问该 web 应用时，会通过 request.getSession() 第一次获得 HttpSession。之后 Servlet 容器将会创建 HttpSession，生成一个唯一的 ID（可以通过 session.getId() 获取）并储存在服务器内存中。然后 Servlet 容器在该次 HTTP 响应的 Set-Cookie 头部设置一个 Cookie，以JSESSIONID 作为 Cookie 名字，那个唯一的 session ID 作为 Cookie 的值。

你可以在 web.xml 中设置 session-timeout ，默认值为 30 分钟。超时到达之前 HttpSession 会一直存活。所以当客户端不再访问该 web 应用超过 30 分钟后，Servlet 容器就会回收这个 session。后续每个请求，即使指定 cookie 名称也不能再访问到相同的 session。Servlet 容器会创建一个新的 Cookie。

另一方面，客户端上的 session cookie 有一个默认存活时间，该事件和该浏览器实例运行时间一样长。所以，当客户端关闭该浏览器实例（所有标签和窗口）后，这个 session 就会被客户端回收。新浏览器实例不再发送与该 session 关联的 cookie。一个新的 request.getSession() 将会返回新的HttpSession 并设置一个拥有新 session ID 的 cookie。

Servlet中有4个包装类ServletRequestWrapper/ServletResponseWrapper/HttpServletRequestWrapper/HttpServletResponseWrapper,可用来改变Servlet请求/响应的行为, 这些包装类遵循装饰者模式(Decorator).

异步处理

在Servlet模型中，每个请求都是由某个线程处理，然后，将响应写入IO流，发送给客户端。从开始处理请求，到写入响应完成，都是在同一个线程中处理的。

实现Servlet容器的时候，只要每处理一个请求，就创建一个新线程处理它，就能保证正确实现了Servlet线程模型。在实际产品中，例如Tomcat，总是通过线程池来处理请求，它仍然符合一个请求从头到尾都由某一个线程处理。

这种线程模型非常重要，因为Spring的JDBC事务是基于ThreadLocal实现的，如果在处理过程中，一会由线程A处理，一会又由线程B处理，那事务就全乱套了。此外，很多安全认证，也是基于ThreadLocal实现的，可以保证在处理请求的过程中，各个线程互不影响。

但是，如果一个请求处理的时间较长，例如几秒钟甚至更长，那么，这种基于线程池的同步模型很快就会把所有线程耗尽，导致服务器无法响应新的请求。如果把长时间处理的请求改为异步处理，那么线程池的利用率就会大大提高。Servlet从3.0规范开始添加了异步支持，允许对一个请求进行异步处理。

web.xml主要有几点不同：

  • 不能再使用的DTD声明，必须用新的支持Servlet 3.1规范的XSD声明，照抄即可；
  • 对DispatcherServlet的配置多了一个，默认值是false，必须明确写成true，这样Servlet容器才会支持async处理。
  • 在Controller中编写async处理逻辑
    • 返回一个Callable
    • 返回一个DeferredResult对象

异步 Filter 在web.xml中添加并设置为true

务必注意普通Filter的不要匹配async请求路径。

Servlet/Filter默认会一直占用请求处理线程, 直到它完成任务.如果任务耗时长久, 且并发用户请求量大, Servlet容器将会遇到超出线程数的风险.

Servlet 3.0 中新增了一项特性, 用来处理异步操作. 当Servlet/Filter应用程序中有一个/多个长时间运行的任务时, 你可以选择将任务分配给一个新的线程, 从而将当前请求处理线程返回到线程池中,释放线程资源,准备为下一个请求服务.

异步Servlet/Filter

  • 异步支持 @WebServlet/@WebFilter注解提供了新的asyncSupport属性:
1
2

@WebFilter(asyncSupported = true)
@WebServlet(asyncSupported = true)

同样部署描述符中也添加了<async-supportted/>标签:

1
2
3
4
5

<servlet>
    <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.fq.web.servlet.HelloServlet</servlet-class>
    <async-supported>true</async-supported>
</servlet>

支持异步处理的Servlet/Filter可以通过在ServletRequest中调用startAsync()方法来启动新线程:

  1. 只能将原始的ServletRequest/ServletResponse或其包装器(Wrapper/Decorator)传递给第二个startAsync()方法.
  2. 重复调用startAsync()方法会返回相同的AsyncContext实例, 如果在不支持异步处理的Servlet/Filter中调用, 会抛出java.lang.IllegalStateException异常.
  3. AsyncContext的start()方法不会造成方法阻塞.

在异步Servlet/Filter中需要完成以下工作, 才能真正达到异步的目的:

  • 调用AsyncContext的start()方法, 传递一个执行长时间任务的Runnable;
  • 任务完成时, 在Runnable内调用AsyncContext的complete()方法或dispatch()方法

在实际使用时，经常用到的就是DeferredResult，因为返回DeferredResult时，可以设置超时、正常结果和错误结果，易于编写比较灵活的逻辑。

使用async异步处理响应时，要时刻牢记，在另一个异步线程中的事务和Controller方法中执行的事务不是同一个事务，在Controller中绑定的ThreadLocal信息也无法在异步线程中获取。

此外，Servlet 3.0规范添加的异步支持是针对同步模型打了一个“补丁”，虽然可以异步处理请求，但高并发异步请求时，它的处理效率并不高，因为这种异步模型并没有用到真正的“原生”异步。Java标准库提供了封装操作系统的异步IO包java.nio，是真正的多路复用IO模型，可以用少量线程支持大量并发。使用NIO编程复杂度比同步IO高很多，因此我们很少直接使用NIO。相反，大部分需要高性能异步IO的应用程序会选择Netty这样的框架，它基于NIO提供了更易于使用的API，方便开发异步应用程序。

@ServletComponentScan

在SpringBootApplication上使用@ServletComponentScan注解后，Servlet、Filter、Listener可以直接通过@WebServlet、@WebFilter、@WebListener注解自动注册到嵌入式Servlet容器中，无需其他代码。

Servlet 3.0 注解

  • javax.servlet.annotation.WebFilter
  • javax.servlet.annotation.WebListener
  • javax.servlet.annotation.WebServlet

Servlet3.0作为J2EE 6规范一部分，并随J2EE6一起发布，@WebListener是该注解用于将类声明为监听器，是Servlet3.0的新特性，不需要在web.xml进行配置，简化了配置。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

@Slf4j
@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class Jdk17Application {

  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(Application.class, args);
  }
}

@WebServlet(name="TestServlet", urlPatterns="/hello")
public class TestServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        response.getOutputStream().write("hello");
        log.info("doGet");
    }
}

@WebFilter("/hello")
public class HelloFilter implements Filter {

    @Override
    public void doFilter(
      ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain)
      throws IOException, ServletException {
        servletResponse
          .getOutputStream()
          .print("filtering");
        filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
    }

}
  • 如果不加@ServletComponentScan注解则会报404即找不到页面，控制台也扫描不到我们配置的servlet：/test，即无法被映射
  • 如果Application类和Servlet类不在同一包下，则@ServletComponentScan需要添加相应的路径，如Application类在包com.hui.xiao下，则写为@ServletComponentScan(“com.hui.xiao”)或@ServletComponentScan(“com.hui”)

由于嵌入式容器不支持@ WebServlet，@ WebFilter和@WebListener注释，Spring Boot在很大程度上依赖于嵌入式容器，因此引入了新的注释@ServletComponentScan来支持一些使用这3个注释的从属jar。

@WebListener用法

该注解用于将类声明为监听器，被 @WebListener 标注的类必须实现以下至少一个接口：

  • ServletContextListener
  • ServletContextAttributeListener
  • ServletRequestListener
  • ServletRequestAttributeListener
  • HttpSessionListener
  • HttpSessionAttributeListener
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10

@WebListener
public class AttrListener implements ServletContextListener {

    @Override
    public void contextInitialized(ServletContextEvent servletContextEvent) {
        servletContextEvent
          .getServletContext()
          .setAttribute("servlet-context-attr","test");
    }
}

附录

https://www.runoob.com/servlet/servlet-tutorial.html

更新于 2022-03-14
 Web 基础
返回 | 主页