導(dǎo)讀

本文來自stackoverflow的問答，討論了java Servlet的工作機(jī)制，如何進(jìn)行實(shí)例化、共享變量和多線程處理。

問題：Servlet是如何工作的？Servlet 如何實(shí)例化、共享變量、并進(jìn)行多線程處理？

假設(shè)我有一個(gè)運(yùn)行了大量 Servlet 的 web 服務(wù)器。通過 Servlet 之間傳輸信息得到 Servlet 上下文，并設(shè)置 session 變量。

現(xiàn)在，如果有兩名或更多使用者向這個(gè)服務(wù)發(fā)送請(qǐng)求，接下來 session 變量會(huì)發(fā)生什么變化？究竟是所有用戶都是用共同的變量？還是不同的用戶使用的變量都不一樣？如果是后者，服務(wù)器如何區(qū)分不同用戶？

另一個(gè)相似的問題，如果有 *n* 名用戶訪問一個(gè)特定的 Servlet，那么該 Servlet 是僅在第一個(gè)用戶首次訪問的時(shí)候?qū)嵗€是分別為每個(gè)用戶實(shí)例化？

回答（BalusC）：

ServletContext

當(dāng) Servlet 容器（比如 Apache Tomcat）啟動(dòng)后，會(huì)部署和加載所有 web 應(yīng)用。當(dāng)web 應(yīng)用被加載，Servlet 容器會(huì)創(chuàng)建一次 ServletContext，然后將其保存在服務(wù)器的內(nèi)存中。web 應(yīng)用的web.xml 被解析，找到其中所有 servlet、filter 和 Listener 或 @WebServlet、@WebFilter和 @WebListener 注解的內(nèi)容，創(chuàng)建一次并保存到服務(wù)器的內(nèi)存中。對(duì)于所有過濾器會(huì)立即調(diào)用init()。當(dāng) Servlet 容器停止，將卸載所有 web 應(yīng)用，調(diào)用所有初始化的 Servlet 和過濾器的destroy() 方法，最后回收 ServletContext 和所有 Servlet、Filter 與 Listener 實(shí)例。

當(dāng)問題中的 Servlet 配置的 load-on-startup 或者 @WebServlet(loadOnStartup) 設(shè)置了一個(gè)大于 0 的值，則同樣會(huì)在啟動(dòng)的時(shí)候立即調(diào)用 init() 方法。“load-on-startup”中的值表示那些 Servlet 會(huì)以相同順序初始化。如果配置的值相同，會(huì)遵循 web.xml 中指定的順序或 @WebServlet類加載的順序。另外，如果不設(shè)置 “load-on-startup” 值，init() 方法只在第一次 HTTP 請(qǐng)求命中問題中的 Servlet 時(shí)才被調(diào)用。

HttpServletRequest 與 HttpServletResponse

Servlet 容器附加在一個(gè) web 服務(wù)上，這個(gè) web 服務(wù)會(huì)在某個(gè)端口號(hào)上監(jiān)聽 HTTP 請(qǐng)求，在開發(fā)環(huán)境中這個(gè)端口通常為 8080，生產(chǎn)環(huán)境中通常為 80。當(dāng)客戶端（web 瀏覽器）發(fā)送了一個(gè) HTTP 請(qǐng)求，Servlet 容器會(huì)創(chuàng)建新的 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 對(duì)象，傳遞給已創(chuàng)建好并且請(qǐng)求的 URL 匹配 url-pattern 的 Filter 和 Servlet 實(shí)例中的方法，所有工作都在同一個(gè)線程中處理。

request 對(duì)象可以訪問所有該 HTTP 請(qǐng)求中的信息，例如 request header 和 request body。response 對(duì)象為你提供需要的控制和發(fā)送 HTTP 響應(yīng)方法，例如設(shè)置 header 和 body（通常會(huì)帶有 jsp 文件中的 HTML 內(nèi)容）。提交并完成HTTP 響應(yīng)后，將回收 request 和 response 對(duì)象。

HttpSession

當(dāng)用戶第一次訪問該 web 應(yīng)用時(shí)，會(huì)通過 request.getSession() 第一次獲得 HttpSession。之后 Servlet 容器將會(huì)創(chuàng)建 HttpSession，生成一個(gè)唯一的 ID（可以通過 session.getId() 獲取）并儲(chǔ)存在服務(wù)器內(nèi)存中。然后 Servlet 容器在該次 HTTP 響應(yīng)的 Set-Cookie 頭部設(shè)置一個(gè)Cookie，以 JSESSIONID 作為 Cookie 名字，那個(gè)唯一的 session ID 作為 Cookie 的值。

按照 HTTP cookie 規(guī)則（正常 web 瀏覽器和 web 服務(wù)端必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)），當(dāng) cookie 有效時(shí)，要求客戶端（瀏覽器）在后續(xù)請(qǐng)求的 Cookie 頭中返回這個(gè) cookie。使用瀏覽器內(nèi)置的 HTTP 流量監(jiān)控器，你可以查看它們（在 Chrome、Firefox23+、IE9+ 中按 F12，然后查看 Net/Network 標(biāo)簽）。Servlet 容器將會(huì)確定每個(gè)進(jìn)入的 HTTP 請(qǐng)求的 Cookie 頭中是否存在名為JSESSIONID 的 cookie，然后用它的值（session ID）從服務(wù)端內(nèi)存中找到關(guān)聯(lián)的 HttpSession。

你可以在 web.xml 中設(shè)置 session-timeout ，默認(rèn)值為 30 分鐘。超時(shí)到達(dá)之前 HttpSession 會(huì)一直存活。所以當(dāng)客戶端不再訪問該 web 應(yīng)用超過 30 分鐘后，Servlet 容器就會(huì)回收這個(gè) session。后續(xù)每個(gè)請(qǐng)求，即使指定 cookie 名稱也不能再訪問到相同的 session。Servlet 容器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 Cookie。

另一方面，客戶端上的 session cookie 有一個(gè)默認(rèn)存活時(shí)間，該事件和該瀏覽器實(shí)例運(yùn)行時(shí)間一樣長。所以，當(dāng)客戶端關(guān)閉該瀏覽器實(shí)例（所有標(biāo)簽和窗口）后，這個(gè) session 就會(huì)被客戶端回收。新瀏覽器實(shí)例不再發(fā)送與該 session 關(guān)聯(lián)的 cookie。一個(gè)新的 request.getSession() 將會(huì)返回新的 HttpSession 并設(shè)置一個(gè)擁有新 session ID 的 cookie。

概述

• ServletContext 與 web 應(yīng)用存活時(shí)間一樣長。它被所有 session 中的所有請(qǐng)求共享。
• 只要客戶端一直與相同瀏覽器實(shí)例的web應(yīng)用交互并且沒有超時(shí)，HttpSession就會(huì)存在。
• HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 的存活時(shí)間為客戶端發(fā)送完成到完整的響應(yīng)（web 頁面）到達(dá)的這段時(shí)間。不會(huì)被其他地方共享。
• 所有 Servlet、Filter 和 Listener 對(duì)象在 web 應(yīng)用運(yùn)行時(shí)都是活躍的。它們被所有 session 中的請(qǐng)求共享。
• 你設(shè)置在 HttpServletRequest、HttpServletResponse 和 HttpSession 中的所有屬性在問題中的對(duì)象存活時(shí)都會(huì)一直保持存活。

線程安全

即便如此，你最關(guān)心的可能是線程安全。你現(xiàn)在應(yīng)該學(xué)習(xí)到 Servlet 和 filter 被所有請(qǐng)求共享。那是 Java 的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得多個(gè)不同線程（讀取 HTTP 請(qǐng)求）可以使用同一個(gè)實(shí)例。否則為每個(gè)請(qǐng)求重新創(chuàng)建線程的開銷實(shí)在過于昂貴。

但你應(yīng)該也意識(shí)到永遠(yuǎn)不要將任何 request 或 session 域中的數(shù)據(jù)賦值給 servlet 或 filter 的實(shí)例變量。它將會(huì)被所有其他 session 中的所有請(qǐng)求共享。那是非線程安全的！下面的示例對(duì)這種情況進(jìn)行了展示：