Servlet 如何工作？实例化、会话、共享变量和多线程

Question

假设我有一个网络服务器，其中包含许多 servlet。对于在这些 servlet 之间传递的信息，我设置会话和实例变量。

现在，如果 2 个或更多用户向该服务器发送请求，那么会话变量会发生什么？
它们对于所有用户来说都是通用的还是对于每个用户来说都是不同的？
如果它们不同，那么服务器如何区分不同的用户？

还有一个类似的问题，如果有 n 个用户访问特定的 servlet，那么该 servlet 仅在第一个用户第一次访问它时才会实例化，还是会为所有用户单独实例化？
换句话说，实例变量会发生什么？

Answer 1

ServletContext

当servlet容器（如Apache Tomcat）启动时，它将部署并加载它的所有网络应用程序。加载 Web 应用程序时，Servlet 容器会创建 的实例ServletContext 一次并将其保存在服务器的内存中。解析 Web 应用程序的 web.xml 和所有包含的 web-fragment.xml 文件，并且每个 、找到了 和 （或者用 @WebServlet、@WebFilter 和 注释的每个类） @WebListener）将被实例化一次，并保存在服务器的内存中，通过 ServletContext 注册。对于每个实例化的过滤器，都会使用 init() 方法rel="noreferrer">FilterConfig 作为参数，该参数又包含所涉及的 ServletContext。

当 Servlet 的 或 @WebServlet(loadOnStartup) 值为 0 时 或更大，那么它的 init() 方法也会在启动过程中被调用。这些 servlet 按照该值指定的相同顺序进行初始化。如果为多个 servlet 指定了相同的值，那么每个 servlet 都会按照它们在 web.xml、web-fragment.xml 中出现的顺序加载> 或 @WebServlet 类加载。如果“load-on-startup”值不存在或为负值，则每当 init() 方法/Hypertext_Transfer_Protocol#Request_message" rel="noreferrer">HTTP 请求第一次到达该 servlet。有两种 init() 方法，一种采用 ServletConfig 作为参数，其中包含所涉及的 ServletContext，另一个参数除了 ServletContext 之外不接受任何参数可通过继承的 getServletContext() 方法获得。

当 Servlet 容器完成上述所有初始化步骤后，ServletContextListener#contextInitialized() 将使用 ServletContextEvent 参数，该参数又包含所涉及的 ServletContext。这将使开发人员有机会以编程方式注册另一个 Servlet、Filter 或 Listener。

当 servlet 容器关闭时，它会卸载所有 Web 应用程序，调用所有初始化的 servlet 和过滤器以及所有 Servlet、Filter< 的 destroy() 方法。通过 ServletContext 注册的 /code> 和 Listener 实例将被丢弃。最后 ServletContextListener#contextDestroyed () 将被调用，并且 ServletContext 本身将被丢弃。

HttpServletRequest 和 HttpServletResponse

servlet 容器附加到一个 Web 服务器，该服务器在某个端口号上侦听 HTTP 请求（端口 8080 通常在开发期间使用，端口 80 在生产中使用） 。当客户端（例如使用 Web 浏览器的用户，或 以编程方式使用 URLConnection）发送 HTTP 请求，servlet 容器创建 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 并将它们传递给链中任何已定义的 Filter，最终通过 Servlet 实例。

对于过滤器，将调用doFilter()方法。当 servlet 容器的代码调用 chain.doFilter(request, response) 时，请求和响应将继续到下一个过滤器，或者如果没有剩余的过滤器，则命中 servlet。

对于 servlet，将调用 service() 方法。默认情况下，此方法根据 request.getMethod() 确定要调用哪一个 doXxx() 方法。如果 servlet 中不存在所确定的方法，则响应中将返回 HTTP 405 错误。

request 对象提供对有关 HTTP 请求的所有信息的访问，例如其 URL、< a href="https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_HTTP_header_fields" rel="noreferrer">标头, 查询字符串和正文。响应对象提供了按照您想要的方式控制和发送 HTTP 响应的能力，例如，允许您设置标头和正文（通常使用从 JSP 文件生成的 HTML 内容）。当 HTTP 响应提交并完成时，请求和响应对象都将被回收并可供重用。

HttpSession

当客户端第一次访问 Web 应用程序和/或 HttpSession 第一次通过 request.getSession() 获取，servlet 容器创建一个新的 HttpSession< /code> 对象，生成一个长且唯一的 ID（可以通过 session.getId() 获取），并将其存储在服务器内存中。 Servlet 容器还设置 Cookie< /a> 位于 HTTP 响应的 Set-Cookie 标头中，以 JSESSIONID 作为名称，以唯一会话 ID 作为其值。

根据 HTTP cookie 规范（任何合适的 Web 浏览器和 Web 服务器都必须遵守的合同） ），客户端（Web 浏览器）需要在后续请求中发送此 cookie只要 cookie 有效，Cookie 标头就有效（即唯一 ID 必须引用未过期的会话，并且域和路径正确）。使用浏览器内置的 HTTP 流量监视器，您可以验证 cookie 是否有效（在 Chrome / Edge / Firefox 23+ / IE9+ 中按 F12，然后检查网络/网络选项卡）。 servlet 容器将检查每个传入 HTTP 请求的 Cookie 标头是否存在名为 JSESSIONID 的 cookie，并使用其值（会话 ID）获取关联的来自服务器内存的HttpSession。

HttpSession 保持活动状态，直到其空闲（即未在请求中使用）时间超过 中指定的超时值（ 中的设置）代码> web.xml 。默认超时值取决于 servlet 容器，通常为 30 分钟。因此，当客户端访问 Web 应用程序的时间超过指定的时间时，Servlet 容器会丢弃 会话。每个后续请求，即使指定了 cookie，也将无法再访问同一会话； servlet 容器将创建一个新会话。

在客户端，只要浏览器实例正在运行（正常情况下），会话 cookie 就会一直保留。除非浏览器配置为恢复最后一个浏览器会话，当客户端关闭浏览器实例（所有选项卡/窗口）时，会话在客户端丢失。在新的浏览器实例中，与会话关联的 cookie 将不存在，因此将不再发送。这会导致创建一个全新的HttpSession，并使用一个全新的会话cookie。

简而言之，

• ServletContext 与 Web 应用程序一样存在。它在所有会话中的所有请求之间共享。
• 只要客户端使用同一浏览器实例与 Web 应用程序交互，并且会话在服务器端未超时，HttpSession 就会一直存在。它在同一会话中的所有请求之间共享。
• HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 从 servlet 收到来自客户端的 HTTP 请求时起一直存在，直到完整的响应（网页）到达为止。它未在其他地方共享。
• 只要 Web 应用程序存在，所有 Servlet、Filter 和 Listener 实例都会存在。它们在所有会话中的所有请求之间共享。
• 在 ServletContext、HttpServletRequest 和 HttpSession 中定义的任何attribute都将随着相关对象的存在而存在。对象本身代表 Bean 管理框架（如 JSF、CDI、Spring 等）中的“范围”。这些框架将其范围内的 Bean 存储为其最接近匹配范围的属性。

线程安全

也就是说，您主要关心的可能是线程安全。您现在应该知道 servlet 和过滤器在所有请求之间共享。这就是 Java 的优点，它是多线程的，不同的线程（阅读：HTTP 请求）可以使用同一个实例。否则，为每个请求重新创建、init() 和 destroy() 它们的成本会太高。

您还应该认识到，您不应该永远将任何请求或会话范围的数据分配为servlet 或过滤器的实例变量。它将在其他会话中的所有其他请求之间共享。这不是线程安全的！下面的示例说明了这一点：

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.
    } 
}

另请参阅：

• 之间有什么区别JSF、Servlet 和 JSP？
• Java 会话管理的最佳选择< /a>
• servlet 映射 url 模式中 / 和 /* 之间的差异
• Servlet 中的 doGet 和 doPost
• com/questions/8011138/servlet-seems-to-handle-multiple-concurrent-requests-synchronously/">Servlet 似乎可以同步处理多个并发浏览器请求
• 为什么 Servlet 不是线程安全的？
• 获取 Servlet Context 的不同方式

Answer 2

会话

简而言之：网络服务器向每个访问者在其网站上发布一个唯一标识符第一次访问。访客必须带回该身份证件，以便下次能够被认出。该标识符还允许服务器正确地将一个会话拥有的对象与另一个会话拥有的对象分开。

Servlet 实例化

如果 load-on-startup 为 false：

如果load-on-startup为true :

一旦他进入服务模式并且处于最佳状态，相同 servlet 将处理所有其他客户的请求。

为什么每个客户端拥有一个实例不是一个好主意？想一想：您会为每一份订单雇用一名披萨师傅吗？这样做的话你很快就会破产。

但它也伴随着很小的风险。请记住：这个人将所有订单信息都放在口袋里：所以如果您对 Servlet 上的线程安全，他最终可能会向某个客户端发出错误的命令。

Answer 3

Java servlet 中的会话与其他语言（例如 PHP）中的会话相同。它对于用户来说是唯一的。服务器可以通过不同的方式来跟踪它，例如 cookies、url 重写等。 html" rel="noreferrer">Java doc 文章在 Java servlet 的上下文中对此进行了解释，并指出会话的具体维护方式是留给服务器设计者的实现细节。该规范仅规定它必须在与服务器的多个连接中保持对于用户来说是唯一的。查看Oracle 的这篇文章了解更多信息关于你的两个问题。

编辑有一个很棒的教程此处介绍如何在 servlet 内使用会话。 这里是 Sun 关于 Java Servlet 的一章，它们是什么以及如何使用它们。在这两篇文章之间，您应该能够回答所有问题。

Answer 4

当 servlet 容器（如 Apache Tomcat）启动时，如果出现任何问题或在容器端控制台显示错误，它将从 web.xml 文件（每个应用程序只有一个）中读取，否则，它将部署并加载所有 Web使用 web.xml（因此将其命名为部署描述符）的应用程序。

在 servlet 的实例化阶段，servlet 实例已准备就绪，但无法服务客户端请求，因为它缺少两条信息：
1：上下文信息
2：初始配置信息

Servlet引擎创建servletConfig接口对象将上面缺失的信息封装进去
servlet 引擎通过提供 servletConfig 对象引用作为参数来调用 servlet 的 init()。一旦 init() 完全执行，servlet 就准备好服务客户端请求。

问）在 servlet 的生命周期中，实例化和初始化发生了多少次？

A）仅一次（对于每个客户端请求，都会创建一个新线程）
只有一个 Servlet 实例可以服务任意数量的客户端请求，即，在服务完一个客户端请求之后，服务器不会死亡。它等待其他客户端请求，即 servlet（内部 servlet 引擎创建线程）克服了 CGI（为每个客户端请求创建一个新进程）限制。

问）会话概念如何运作？

A) 每当对 HttpServletRequest 对象调用 getSession() 时

第 1 步：评估请求对象以获取传入会话 ID。

第2步：如果ID不可用，则创建一个全新的HttpSession对象，并生成其相应的会话ID（即HashTable），将会话ID存储到httpservlet响应对象中，并将HttpSession对象的引用返回给Servlet（doGet/doPost）。

第3步：如果ID可用，则未创建全新的会话对象，从请求对象中获取会话ID，并使用会话ID作为键在会话集合中进行搜索。

一旦搜索成功，会话 ID 就会存储到 HttpServletResponse 中，并且现有会话对象引用将返回到 UserDefineservlet 的 doGet() 或 doPost()。

注意：

1）当控制权从 servlet 代码交给客户端时，不要忘记会话对象是由 servlet 容器（即 servlet 引擎）保存的。

2）多线程留给 servlet 开发人员来实现，即处理客户端的多个请求无需担心多线程代码

简短形式：

当应用程序启动时（部署在 servlet 容器上）或首次访问时（取决于启动时加载设置），将创建 servlet
当servlet被实例化时，会调用servlet的init()方法
然后servlet（它的唯一实例）处理所有请求（它的service()方法被多个线程调用）。这就是为什么不建议在其中进行任何同步，并且应该避免 servlet 的实例变量
当应用程序被取消部署（Servlet 容器停止）时，将调用 destroy() 方法。

Answer 5

会议 - 克里斯·汤普森所说的。

实例化 - 当容器收到映射到 servlet 的第一个请求时，servlet 就会被实例化（除非 servlet 配置为使用 在启动时加载） web.xml 中的 > 元素）。同一实例用于服务后续请求。

Answer 6

Servlet 规范 JSR-315 明确定义了服务（以及 doGet、doPost、doPut 等）方法中的 Web 容器行为（2.3.3.1 多线程问题，第 9 页）：

Servlet 容器可以通过服务发送并发请求
Servlet 的方法。为了处理请求，Servlet 开发人员
必须为多个并发处理提供足够的规定
服务方法中的线程。

尽管不建议这样做，但开发人员的另一种选择是
实现需要容器的 SingleThreadModel 接口
保证一次只有一个请求线程
服务方法。 Servlet 容器可以通过以下方式满足此要求
序列化 servlet 上的请求，或者通过维护 servlet 池
实例。如果 Servlet 是 Web 应用程序的一部分
标记为可分发，容器可以维护一个 servlet 池
应用程序分布在的每个 JVM 中的实例。

对于未实现 SingleThreadModel 接口的 servlet，如果
服务方法（或诸如 doGet 或 doPost 之类的方法
分派到HttpServlet抽象类的service方法）
已经用synchronized关键字定义了servlet容器
不能使用实例池方式，但必须序列化请求
通过它。强烈建议开发者不要同步
这些中的服务方法（或分派给它的方法）
由于对性能产生不利影响的情况

Answer 7

不。 Servlet 不是线程安全的

这允许一次访问多个线程

如果你想让 Servlet 成为线程安全的，你可以去对于

实现 SingleThreadInterface(i)
这是一个空白接口，没有

方法

，或者我们可以使用同步方法，

使用synchronized关键字使整个服务方法同步，

前面

我们可以通过在方法Example::

public Synchronized class service(ServletRequest request,ServletResponse response)throws ServletException,IOException

或者我们可以 将整个服务方法同步Synchronized 块中的代码

Example::

Synchronized(Object)

{

----Instructions-----

}

我觉得 Synchronized 块比使整个方法都

同步更好

Answer 8

从上面的解释可以清楚地看出，通过实现 SingleThreadModel，servlet 容器可以确保 servlet 的线程安全性。容器实现可以通过两种方式做到这一点：

1) 将请求序列化（排队）到单个实例 - 这类似于不实现 SingleThreadModel 但同步 service/ doXXX 方法的 servlet；或者

2) 创建实例池 - 这是一个更好的选择，也是 servlet 的启动/初始化工作/时间与托管 servlet 的环境的限制性参数（内存/CPU 时间）之间的权衡。