Servlet的生命周期

逃离我推掉我的手 2022-01-31 06:31 350阅读 0赞

Servlet运行在**Servlet容器**中，其**生命周期由容器来管理**。Servlet 生命周期定义了一个Servlet如何被加载、初始化，以及它怎样接收请求、响应请求，提供服务。Servlet的生命周期通过javax.servlet.Servlet接口中的 **init()、service()和destroy()方法** 来表示。

# Servlet 工作过程 #

![Servlet运行原理][Servlet]  
Web服务器在与客户端交互时Servlet的工作过程是：

*  在客户端对web服务器发出请求。
 *  web服务器接收到请求后将其发送给Servlet。
 *  Servlet容器为此产生一个实例对象并调用ServletAPI中相应的方法来对客户端HTTP请求进行处理，然后将处理的响应结果返回给WEB服务器。
 *  web服务器将从Servlet实例对象中收到的响应结构发送回客户端。

## init() 方法 ##

在Servlet的生命周期中，仅执行一次init()方法，它是在服务器装入Servlet时执行的，可以配置服务器，以在启动服务器或客户机首次访问Servlet时装入Servlet。无论有多少客户机访问Servlet，都不会重复执行init()。

**I.如何配置Servlet的初始化参数？**  
在web.xml中该Servlet的定义标记中，比如：

<servlet>
             <servlet-name>TimeServlet</servlet-name>
             <servlet-class>com.allanlxf.servlet.basic.TimeServlet</servlet-class>
            <init-param>
                <param-name>user</param-name>
                <param-value>username</param-value>
           </init-param>
           <init-param>
               <param-name>blog</param-name>
               <param-value>http://。。。</param-value>
           </init-param>
        </servlet>

配置了两个初始化参数user和blog它们的值分别为username和http://。。。， 这样以后要修改用户名和博客的地址不需要修改Servlet代码，只需修改配置文件即可。

**II.如何读取Servlet的初始化参数？**  
ServletConfig中定义了如下的方法用来读取初始化参数的信息：

public String getInitParameter(String name)

参数：初始化参数的名称。  
返回：初始化参数的值，如果没有配置，返回null。

**III.init(ServletConfig)方法执行次数**  
在Servlet的生命周期中，该方法执行一次。

**IV.init(ServletConfig)方法与线程**  
该方法执行在 **单线程** 的环境下，因此开发者 **不用考虑线程安全** 的问题。

**V.init(ServletConfig)方法与异常**  
该方法在执行过程中可以抛出ServletException来通知Web服务器Servlet实例初始化失败。一旦ServletException抛出，Web服务器不会将客户端请求交给该Servlet实例来处理，而是报告初始化失败异常信息给客户端，该Servlet实例将被从内存中销毁。如果在来新的请求，Web服务器会创建新的Servlet实例，并执行新实例的初始化操作

## service() 方法 ##

**I. service()方法的职责**  
service()方法为Servlet的核心方法，每当一个客户请求一个HttpServlet对象，该对象的Service()方法就要调用，而且传递给这个方法一个“请求”（ServletRequest）对象和一个“响应”（ServletResponse）对象作为参数。在HttpServlet中已存在Service()方法。

默认的服务功能是调用与HTTP请求的方法相应的**do功能**。

客户端的业务逻辑应该在该方法内执行，典型的服务方法的开发流程为：  
解析客户端请求-〉执行业务逻辑-〉输出响应页面到客户端

**II.service()方法与线程**  
为了提高效率，Servlet规范要求一个Servlet实例必须能够 **同时服务于多个客户端请求**，即service()方法运行在 **多线程** 的环境下，Servlet开发者必须保证该方法的 **线程安全性**。

**III.service()方法与异常**  
service()方法在执行的过程中可以抛出ServletException和IOException。其中ServletException可以在处理客户端请求的过程中抛出，比如请求的资源不可用、数据库不可用等。一旦该异常抛出，容器必须回收请求对象，并报告客户端该异常信息。IOException表示输入输出的错误，编程者不必关心该异常，直接由容器报告给客户端即可。

**编程注意事项说明：**

1.  当Server Thread线程执行Servlet实例的init()方法时，所有的Client Service Thread线程都不能执行该实例的service()方法，更没有线程能够执行该实例的destroy()方法，因此Servlet的init()方法是工作在单线程的环境下，开发者不必考虑任何线程安全的问题。
2.  当服务器接收到来自客户端的多个请求时，服务器会在单独的Client Service Thread线程中执行Servlet实例的service()方法服务于每个客户端。此时会有多个线程同时执行同一个Servlet实例的service()方法，因此必须考虑线程安全的问题。
3.  请大家注意，虽然service()方法运行在多线程的环境下，并不一定要同步该方法。而是**要看这个方法在执行过程中访问的资源类型及对资源的访问方式**。分析如下：
    
    i. 如果service()方法没有访问Servlet的成员变量也没有访问全局的资源比如静态变量、文件、数据库连接等，而是只使用了当前线程自己的资源，比如非指向全局资源的临时变量、request和response对象等。该方法本身就是线程安全的，不必进行任何的同步控制。
    
    ii. 如果service()方法访问了Servlet的成员变量，但是对该变量的操作是只读操作，该方法本身就是线程安全的，不必进行任何的同步控制。
    
    iii. 如果service()方法访问了Servlet的成员变量，并且对该变量的操作既有读又有写，通常需要加上同步控制语句。
    
    iv. 如果service()方法访问了全局的静态变量，如果同一时刻系统中也可能有其它线程访问该静态变量，如果既有读也有写的操作，通常需要加上同步控制语句。
    
    v. 如果service()方法访问了全局的资源，比如文件、数据库连接等，通常需要加上同步控制语句。

## destroy() 方法 ##

仅执行一次，在服务器端停止且卸载Servlet时执行该方法，有点类似于C++的delete方法。一个Servlet在运行service()方法时可能会产生其他的线程，因此 **需要确认在调用destroy()方法时，这些线程已经终止或完成**。

# Servlet 生命周期 #

Servlet的生命周期是由Servlet容器来控制的，它始于 **装入Web服务器的内存时**，并 **在终止或重新装入Servlet时结束**。这项操作一般是动态执行的。然而，Server通常会提供一个管理的选项，用于在Server启动时强制装载和初始化特定的Servlet。

在代码中，Servlet生命周期由 **接口javax.servlet.Servlet**定义。所有的Java Servlet 必须直接或间接地实现javax.servlet.Servlet接口，这样才能在Servlet Engine上运行。javax.servlet.Servlet接口定义了一些方法，在Servlet 的生命周期中，这些方法会在特定时间按照一定的顺序被调用。

Servlet的生命周期包含了下面4个阶段：

1.  **加载和实例化**
2.  **初始化**
3.  **请求处理**
4.  **服务终止**

Servlet的生命周期如下图所示：  
![Servlet的生命周期][Servlet 1]

## 加载和实例化Servlet ##

**Servlet容器** 负责加载和实例化Servlet。当Servlet容器启动时，或者在容器检测到需要这个Servlet来响应第一个请求时，创建Servlet实例。

当Servlet容器启动后，它必须要知道所需的Servlet类在什么位置，Servlet容器可以从本地文件系统、远程文件系统或者其他的网络服务中通过类加载器加载Servlet类，成功加载后，容器创建Servlet的实例。

当启动Servlet容器时，容器首先查找一个配置文件 **web.xml**，这个文件中记录了可以提供服务的Servlet。每个Servlet被指定一个Servlet名，也就是这个Servlet实际对应的Java的完整class文件名。

因为容器是通过 **Java的反射API** 来创建Servlet实例，调用的是Servlet的默认构造方法（即不带参数的构造方法），所以，每个Servlet类必须有一个**公共的无参数的构造器**。

## 初始化 ##

当Servlet被实例化后，Servlet容器将调用每个Servlet的 **init() 方法**来实例化每个实例，执行完init方法之后，Servlet处于“已初始化”状态。

Servlet在启动后不立即初始化，而是收到请求后进行。对于每一个Servlet实例，**init()方法只被调用一次。**

初始化的目的是为了让Servlet对象在处理客户端请求前完成 **一些初始化的工作**，如 *建立数据库的连接，获取配置信息等*。

在初始化期间，Servlet实例可以使用容器为它准备的 **ServletConfig** 对象从Web应用程序的配置信息（在 **web.xml** 中用`<load-on-statup> ...... </load-on-statup>`对Servlet进行预先初始化。）中获取 **初始化的参数信息**。

在初始化期间，如果发生错误，Servlet实例可以抛出 **ServletException** 异常或者 **UnavailableException** 异常来通知容器。ServletException异常用于指明一般的 **初始化失败**，例如没有找到初始化参数；而UnavailableException异常用于通知容器 **该Servlet实例不可用**。例如，数据库服务器没有启动，数据库连接无法建立，Servlet就可以抛出UnavailableException异常向容器指出它暂时或永久不可用。

## 请求处理 ##

Servlet 被初始化以后，就处于能响应请求的就绪状态。Servlet容器调用Servlet的 **service()方法** 对请求进行处理，这个方法可以调用其他方法来处理请求。要注意的是，在service()方法调用之前，init()方法必须成功执行。

在service()方法中，Servlet实例通过ServletRequest对象得到客户端的相关信息和请求信息，在对请求进行处理后，调用ServletResponse对象的方法设置响应信息。

Service方法会在服务器被访问时调用，Servlet对象的生命周期中 **service() 方法可能被多次调用**，由于web-server启动后，服务器中公开的部分资源将处于网络中，当网络中的不同主机（客户端）并发访问服务器中的同一资源，服务器将开设 **多个线程** 处理不同的请求，多线程同时处理同一对象时，有可能出现 **数据并发访问** 的错误。  
另外注意，多线程难免同时处理同一变量时（如：对同一文件进行写操作），且有 **读写操作** 时，必须考虑是否加上 **同步**，同步添加时，**不要添加范围过大**，有可能使程序变为纯粹的单线程，大大削弱了系统性能；只需要做到多个线程安全的访问相同的对象就可以了。

在service()方法执行期间，如果发生错误，Servlet实例可以抛 出 **ServletException** 异常或者 **UnavailableException** 异常。如果UnavailableException异常指示了该实例 **永久不可用**，Servlet容器将调用实例的destroy()方法，释放该实例。此后对该实例的任何请求，都将收到容器发送的 **HTTP 404**（请求的资源不可用）响应。如果UnavailableException异常指示了该实例 **暂时不可用**，那么在暂时不可用的时间段内，对该实例的任何请求，都将收到容器发送的 **HTTP 503**（服务器暂时忙，不能处理请求）响应。

## 服务终止 ##

当服务器不再需要Servlet实例或重新装入时，会调用 **destroy() 方**法，使用这个方法，Servlet可以释放掉所有在init方法申请的资源。一个Servlet实例一旦终止，就不允许再次被调用，只能等待被卸载。  
Servlet一旦终止，Servlet实例即可被 **垃圾回收**，处于“卸载”状态。如果再次需要这个Servlet处理请求，Servlet容器会创建一个新的Servlet实例。如果Servlet容器被关闭，Servlet也会被卸载。

一个Servlet实例只能初始化一次，但可以创建多个相同的Servlet实例。如相同的Servlet可以在根据不同的配置参数连接不同的数据库时创建多个实例。

在整个Servlet的生命周期过程中，**创建Servlet实例**、**调用实例的init()** 和 **destroy()方法** 都 **只进行一次**，当初始化完成后，Servlet容器会将该实例保存在内存中，通过调用它的service()方法，为接收到的请求服务。

参考文章：  
[https://www.cnblogs.com/fifiyong/p/6390805.html][https_www.cnblogs.com_fifiyong_p_6390805.html]  
[https://www.cnblogs.com/lgk8023/p/6427977.html][https_www.cnblogs.com_lgk8023_p_6427977.html]

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[https_www.cnblogs.com_lgk8023_p_6427977.html]: https://www.cnblogs.com/lgk8023/p/6427977.html