Servlet 技術全總結：原理、生命周期、API、線程安全、過濾器與監聽器

Servlet 技術全總結：原理、生命周期、API、線程安全、過濾器與監聽器

Servlet 是獨立於平台協議的服務端 Java 組件，作為瀏覽器請求與數據庫/應用之間的中間層。本文系統總結 Servlet 核心知識體系，適合面試複習與快速查閱。

Part 1：運行原理

• Web 服務器接收 HTTP 請求 → 靜態資源自行處理 → 動態請求交給 Servlet 容器
• 容器首次請求創建 Servlet 實例（單例），後續請求啟動新線程調用 service()
• 多線程模式節省內存，提高並發效率

Part 2：核心優勢

Part 3：基礎類結構

• HttpServlet 繼承 GenericServlet，子類至少重寫 doGet() 或 doPost()
• 兩方法均由 GenericServlet.service() 根據 HTTP 方法分發調用

Part 4：生命周期（由容器管理）

關鍵點：ServletConfig 提供初始化參數與 ServletContext 訪問；初始化失敗拋出 UnavailableException 會重試。

Part 5：核心 API 概覽

輸入/輸出流

• ServletInputStream：讀取請求二進制數據，readLine() 按行讀取
• ServletOutputStream：輸出二進制響應，print()/println() 重載多種類型

請求/響應接口體系

ServletRequest → HttpServletRequest (含 getParameter*, getAttribute*, getInputStream 等)
ServletResponse → HttpServletResponse (含 getWriter, getOutputStream, sendRedirect 等)

配置與上下文

• ServletConfig：單個 Servlet 配置（init-param、servlet-name、ServletContext）
• ServletContext：全局上下文（跨 Servlet 共享數據、獲取資源路徑、MIME 類型、日志記錄）

請求參數獲取

getParameter(name)           // 單值
getParameterValues(name)     // 多值（複選框、多選）
getParameterNames()          // 所有參數名 Enumeration
getParameterMap()            // 所有參數 Map

中文亂碼處理

• POST：request.setCharacterEncoding("UTF-8") 在讀取參數前調用
• GET：Tomcat 8+ 默認 UTF-8，舊版需配置 URIEncoding="UTF-8" 或 URL 編碼

請求轉發 vs 重定向

請求域屬性傳遞數據

request.setAttribute(name, obj)
request.getAttribute(name)
request.getAttributeNames()
request.removeAttribute(name)

Part 6：線程安全問題（高頻面試點）

根因：Servlet 默認單例多線程，成員變量、靜態變量、共享對象（Map、List、DataSource 等）存在競態條件。

解決方案

1. 局部變量代替成員變量：方法內定義，線程隔離（最推薦）
2. 同步控制：synchronized 塊鎖定共享資源，縮小鎖粒度，避免鎖住整個 doGet/doPost
3. 線程安全集合：Vector 替代 ArrayList、Hashtable/ConcurrentHashMap 替代 HashMap
4. 避免在 Servlet 創建線程：交由容器線程池或異步任務框架

Part 7：過濾器

核心接口：javax.servlet.Filter

init(FilterConfig)           // 初始化，獲取 init-param
doFilter(req, res, chain)    // 核心邏輯，chain.doFilter() 傳遞給下一個
destroy()                    // 銷毀釋放資源

應用場景：字符編碼過濾器

public class CharacterEncodingFilter implements Filter {
    private String encoding;
    public void init(FilterConfig config) { encoding = config.getInitParameter("encoding"); }
    public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, FilterChain chain) 
            throws IOException, ServletException {
        if (encoding != null) req.setCharacterEncoding(encoding);
        chain.doFilter(req, res);
    }
}

web.xml 配置與過濾鏈順序

<filter>
    <filter-name>encodingFilter</filter-name>
    <filter-class>com.example.CharacterEncodingFilter</filter-class>
    <init-param><param-name>encoding</param-name><param-value>UTF-8</param-value></init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>encodingFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

鏈執行順序：按 web.xml 聲明順序，進入時 A→B，返回時 B→A。

Part 8：監聽器（持續更新中）

實現對應接口、重寫方法、在 web.xml 中 <listener> 聲明即可生效。

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