Servlet学习之（一）Servlet是什么

一、Servlet是什么

Servlet是一个类，是一个用Java语言编写的、实现Servlet接口的类，一个与访问协议和平台无关的，运行在Servlet容器中的Java程序。

Servlet没有main方法，不能独立运行；它只有实例化、初始化、运行、销毁方法，被编译成与平台无关的字节码文件后，需要加载到Servlet容器中才能执行，并且由Servlet容器管理Servlet的整个生命周期，所以，也常常称Servlet是Servlet容器上运行的服务器小程序。

Servlet推出初期，主要是作为支持HTTP协议的WEB服务器上的一种动态网页技术；随着Servlet技术的不断发展，Servlet可以作为支持任何协议的、实现Java API的服务器上的服务程序。

Servlet运行在服务器上，它可以接受来自客户端的请求，并将处理结果返回给客户端，于是，在许多应用中，Servlet主要用于实现动态网页，亦或作为前端页面与后台数据库或者后台服务器程序之间的中间件。

二、Servlet容器

Servlet容器作为支撑Servlet运行的平台，是一个非常重要的部件。也可以把Servlet容器看成是一个装载着许多Servlet对象的容器，Servlet容器负责管理这些Servlet对象。

Servlet容器运行在JVM（Java虚拟机）之上，管理Servlet的实例化、初始化、实例对象的运行和销毁，并提供最基础的运行支撑，例如：Servlet容器负责接收请求、转发请求、发送响应、管理会话状态、实现数据共享等等。

Servlet容器至少支持通过HTTP协议访问Servlet，也可以支持其他协议，例如：HTTPS、FTP、POP、SMTP等。

Servlet与Servlet容器的关系如下图所示：

访问Servlet容器中Servlet的过程如下：

（1）客户发送访问请求至Servlet容器

（2）Servlet容器接收请求，解析，然后将请求发送给相应的Servlet处理

（3）Servlet执行，将处理结果返回给Servlet容器

（4）Servlet容器接收处理结果，将处理结果返回给客户

从以上访问Servlet的过程，可以看出，Servlet容器的作用如下：

（1）接收请求：当客户请求来到时，Servlet容器负责接收请求

（2）管理与调用Servlet：Servlet容器管理Servlet的加载、实例化、初始化、调用与垃圾回收，根据请求的Servlet地址，调用要访问的Servlet

（3）返回响应结果：将Servlet的执行结果返回给客户

Servlet运行在Servlet容器中，容器为Servlet提供运行时的平台支撑，于是，在Servlet中，只需要专注于业务逻辑功能实现，而无需考虑网络通讯、垃圾回收等功能，这些基本功能由Servlet容器提供。 

Servlet容器主要提供了如下功能：

（1）基本通信支持：Servlet容器提供了与WEB服务器之间的通信方法，使Servlet可以与WEB服务器轻松对话，并借助WEB服务器与客户端浏览器之间的通信机制，使Servlet容器无需自己建立Socket服务、监听通信端口、创建数据流对象等；Servlet容器定义了与WEB服务器之间的通信协议，所以，在Servlet中，无需考虑WEB服务器（例如：Tomcat）和自己的功能代码之间的API接口，只需要考虑如何在Servlet中实现业务逻辑功能（例如：处理一个订单）。

（2）管理Servlet生命周期：Servlet容器管理着Servlet的整个生命周期，负责查找、加载、实例化、初始化、调用Servlet方法，以及销毁，有了Servlet容器，就不需要考虑Servlet资源的管理。

（3）支持多线程：Servlet容器会自动为它所接收的每一个客户请求创建一个新的Java线程，以处理该请求；对于每一个客户请求，Servlet服务方法执行结束，则Servlet容器就会结束立即这个线程。

（4）声明方式实现安全：按照Servlet容器要求，使用web.xml部署描述文件或注解来配置和修改安全性，而不必将其硬编码写到Servlet类代码中。

（5）支持JSP动态页面：Servlet容器负责将JSP页面翻译成Java Servlet代码，按Servlet来管理JSP页面的运行。

根据Servlet应用模式，Servlet最常用的模式是通过Servlet容器运行在WEB服务器中，以执行请求和响应，请求与响应的典型范例是用动态网页技术实现动态网页，或者作为前端页面与后台数据库/后台服务器程序之间的中间件，于是，Servlet容器需要与WEB服务器或应用服务器结合，才能为WEB应用程序的访问提供服务。

Servlet容器可以在WEB服务器内部实现，也可以作为WEB服务器的附加构件提供，还可以实现在有WEB使能的应用服务器上，为Servlet的访问提供运行支撑。

WEB服务器启动时，Servlet容器也会随之启动。

三、WEB服务器

WEB服务器也称WWW(WORLD WIDE WEB)服务器，是安装并运行着WEB服务器软件的计算机，主要用于提供网上信息访问服务。WEB服务器不仅能够存储信息，还能接收来自客户机WEB浏览器的资源请求，处理请求，并返回处理结果。

常见的WEB服务器软件有WebLogic、Tomcat、IIS等。

WEB服务器软件是指驻留在WEB服务器上的服务程序。当WEB浏览器（客户端）连接到WEB服务器并请求资源时，服务器将接收并处理请求，并将处理结果发送回浏览器，发送给浏览器的信息还有资源的大小、文件类型等，即：告诉客户端浏览器如何查看资源。

WEB服务器与客户端浏览器之间，通过HTTP（超文本传输协议）进行通信。

客户端WEB浏览器访问WEB服务器上资源的过程大致可以分为四个步骤：创建连接、客户端请求、服务器应答、关闭连接。

（1）创建连接：客户端WEB浏览器与WEB服务器之间通过Socket三次握手，建立TCP连接。

（2）客户端请求：WEB浏览器在TCP连接基础上，使用应用层HTTP协议向WEB服务器发送资源访问请求。

（3）服务器应答：WEB服务器接收到请求后，调用资源，实施任务处理，然后使用HTTP协议把任务处理的结果发送回WEB浏览器，WEB浏览器负责显示响应结果。

（4）关闭连接：当WEB服务器应答完成后，WEB服务器主动断开与WEB浏览器之间TCP连接。

Servlet常常也可以作为WEB服务器上的应用资源，提供客户端访问。

Servlet作为一种可驻留在WEB服务器上运行的Java服务器程序，下图说明了Servlet在WEB应用程序中的位置。

若WEB服务器要支持Servlet的运行，就需要与Servlet容器相结合，为客户端提供Servlet的访问服务。许多WEB服务器内含了Servlet容器，例如：Tomcat、Jetty、JBoss、WebLogic既是WEB服务器软件，也是Servlet容器，即：它们包含了Servlet容器。

四、Servlet容器与WEB服务器共同处理客户请求

当客户端通过WEB浏览器请求访问WEB服务器上的Servlet时，Servlet容器作为WEB服务器中的一个组件，需要与WEB服务器一起共同处理一个客户请求，处理过程如下：

（1）客户端WEB浏览器与WEB服务器之间通过Socket建立TCP连接，并使用HTTP协议向WEB服务器发送Servlet访问请求

（2）WEB服务器负责接收来自客户端浏览器的HTTP请求

（3）WEB服务器将接收到的请求，转发给Servlet容器

（4）如果客户端要访问的Servlet不在Servlet容器中，则检索Servlet，并加载到容器的地址空间中

（5）Servlet容器调用Servlet的构造器和初始化init()方法，创建Servlet实例，并进行初始化（实例化与初始化方法，仅在第一次加载Servlet时，调用一次，即：创建一个Servlet实例）

（6）Servlet容器调用Servlet的service()方法处理HTTP请求，并将处理结果返回给WEB服务器，同时，将Servlet实例暂时保留在Servlet容器的地址空间中，可以继续响应客户端的HTTP请求

（7）WEB服务器将Servlet的处理结果发送回客户端浏览器

（8）WEB服务器完成响应，主动断开与WEB浏览器之间TCP连接

五、使用Servlet的优点

1、运行效率高

Servlet在Servlet容器中是单进程运行的（即：单例模式），即使多次访问同一个Servlet，Servlet容器也只需在第一次访问时，加载一次Servlet实例到容器的地址空间中；对于以后的每次访问，Servlet容器会自动为它所接收的每个Servlet请求创建一个新线程处理请求，响应结束后，Servlet容器会立即结束线程。

只有在Servlet发生改变时，才会重新加载Servlet，而且加载一个修改后的Servlet无需重新启动服务器，以提高Servlet运行效率。

2、标准的API接口

SUN公司为Servlet的开发提供了一套标准的Servlet API，以保证Servlet开发的一致性，这一套标准API最大的优点是与网络协议无关，其次，可扩展性强，简单易用，可以通过继承机制，快速地增强功能。

在Servlet API中，没有