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2. Servlet 起步与生命周期

本节目标

上一章我们学会了如何用浏览器“点菜”（发送 HTTP 请求）。

现在，我们要进入后厨，学习如何用 Java 代码接单并做菜。本节将带你手写第一个 Servlet，并深入理解它从出生到销毁的全过程（面试必问）。

🚀 第一步：什么是 Servlet？

Servlet (Server Applet) 也就是“运行在服务器端的小程序”。

如果把 Web 服务器（Tomcat）比作一家餐厅，那么 Servlet 就是服务员。它的核心职责只有三件事：

  1. 接单 (Request)：接收浏览器发来的请求数据（用户填的表单、JSON）。
  2. 干活 (Service)：调用业务逻辑（找厨师做菜、查数据库）。
  3. 上菜 (Response)：把结果（HTML 页面、JSON 数据）端给浏览器。

👩‍💻 第二步：第一个 Hello World

拒绝纸上谈兵，我们直接动手写一个能运行的 Servlet。

1. 编写 Java 类

在项目中创建一个类 HelloServlet，继承 HttpServlet，并打上注解。

src/main/java/com/example/servlet/HelloServlet.java
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package com.example.servlet;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

// ✅ 关键点：@WebServlet 注解告诉 Tomcat，只要有人访问 /hello，就找我！
@WebServlet("/hello") 
public class HelloServlet extends HttpServlet {

    // 浏览器发来 GET 请求时，Tomcat 会自动调用这个方法
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws ServletException, IOException {

        // 1. 设置响应格式 (告诉浏览器：我给你的是 HTML，编码是 UTF-8)
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");

        // 2. 获取输出流 (相当于拿到了通向浏览器的管道)
        PrintWriter out = resp.getWriter();

        // 3. 写入数据
        out.println("<h1>Hello, Servlet!</h1>");
        out.println("<p>这是我的第一个 Java Web 程序。</p>");
        out.println("<p>服务器时间：" + new java.util.Date() + "</p>");
    }
}

2. 运行与验证

启动 Tomcat，打开浏览器访问：http://localhost:8080/hello

所见即所得

如果你在页面上看到了 Hello, Servlet! 和当前时间，恭喜你，你已经打通了从“浏览器 -> Tomcat -> Java代码”的完整链路！

🧬 第三步：生命周期 (核心考点)

Servlet 不是普通的 Java 类，你不需要自己 new HelloServlet()。它的生老病死全权由 Web 容器（Tomcat） 管理。

Servlet 的生命周期主要包含四个阶段：加载与实例化 -> 初始化 -> 服务 -> 销毁。

graph TD
    start((开始)) --> request["浏览器发送请求 /hello"]
    request --> check{"内存中已有实例?"}

    %% 第一次访问
    check -- No (第一次访问) --> construct["1. 构造方法 (实例化)"]
    construct --> init["2. 初始化 init()<br/>(只执行一次)"]
    init --> service

    %% 后续访问
    check -- Yes (后续请求) --> service["3. 服务 service()<br/>(多线程处理)"]

    service --> dispatch{"请求类型?"}
    dispatch -- GET --> doget[doGet]
    dispatch -- POST --> dopost[doPost]

    doget --> response[返回响应]
    dopost --> response

    %% 销毁
    response -.-> close[服务器关闭/应用卸载]
    close --> destroy["4. 销毁 destroy()<br/>(释放资源)"]
    destroy --> stop((结束))

    style init fill:#e1f5fe,stroke:#01579b
    style service fill:#fff9c4,stroke:#fbc02d
    style destroy fill:#ffebee,stroke:#b71c1c

阶段详解表

阶段 方法 说明 执行次数
1. 实例化 Constructor Tomcat 通过反射 new 出 Servlet 对象。默认是懒加载（第一次被访问时才创建）。 1次
2. 初始化 init() 实例创建后立刻调用。通常用于加载资源（如读取配置文件、建立数据库连接池）。 1次
3. 服务 service() 每次请求都会调用。它会自动判断请求是 GET 还是 POST，然后分发给 doGet 或 doPost。 N次
4. 销毁 destroy() 当服务器关闭或项目被移除时调用。用于释放资源（如保存数据、断开连接）。 1次

高频面试题：Servlet 是线程安全的吗？

不是！Servlet 是单例的 (Singleton)。
这意味着全网用户访问 /hello 时，都在共用同一个 HelloServlet 对象。
❌ 禁忌：千万不要在 Servlet 类中定义成员变量来存储用户数据（比如 private String username;）。否则，张三存进去的名字，可能会被李四读出来！

⚙️ 第四步：配置方式的演变 XML-->注解

在 Servlet 3.0 之前（十几年前），我们需要在 web.xml 文件中配置 Servlet。虽然现在很少用了，但看懂老项目是必要的技能。

这是现在的标准写法，简洁明了。

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@WebServlet(
    name = "MyServlet",
    urlPatterns = {"/hello", "/hi"}, // 一个 Servlet 可以对应多个路径
    loadOnStartup = 1 // 可选：服务器启动时就创建，不用等第一次请求
)
public class HelloServlet extends HttpServlet { ... }

需要在 src/main/webapp/WEB-INF/web.xml 中写两段配置，非常繁琐。

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<web-app>
    <servlet>
        <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.example.servlet.HelloServlet</servlet-class>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

🧪 第五步：随堂实验

练习：验证生命周期

请修改你的 HelloServlet，重写 init() 和 destroy() 方法，并在所有方法（包括构造方法）中加入 System.out.println("xxx 方法执行了");。

操作步骤：

  1. 启动服务器：观察控制台日志。
  2. 首次访问：打开浏览器访问 /hello（观察控制台）。
  3. 多次刷新：刷新浏览器 3 次（观察控制台，哪行语句重复了？）。
  4. 关闭服务：停止 Tomcat 服务器（观察控制台）。

预期结果：

  • init 只出现一次。
  • 每次刷新，doGet 都会出现。
  • 关闭时，destroy 出现。

📝 总结与展望

Servlet 是 Java Web 的基石。无论后续学习多么高级的框架（Spring MVC, Spring Boot），它们底层本质上都是一个封装好的 Servlet（DispatcherServlet）。

  • Request/Response 对象怎么用？
  • 如何处理中文乱码？
  • 如何获取请求参数？

这些实战技巧，我们将在下一节逐一攻克。

下一节：Request 请求对象详解