Java中的Servlet：实例、会话与多线程——深度解析

为什么Servlet至今仍让人困惑，以及如何应对？

如果你曾经在Stack Overflow上寻找过关于“Servlet是如何工作的？”这个问题的答案，那么你很可能遇到过那个拥有数千次浏览的经典帖子。那里反复被提出的问题是：“会创建多少个Servlet实例？如何在请求之间共享数据？为什么我的变量表现得像个疯子？”

老实说：Servlet并不是什么高深莫测的技术，但其中确实有不少陷阱。尤其是当涉及到多线程和共享变量的时候。在本文中，我们不仅仅是复述文档。我们将采用一个真实的例子，对其进行深入剖析，并展示如何避免踩坑。开始吧！

Servlet如何进入内存：实例化与生命周期

让我们从简单的问题开始：会创建多少个Servlet实例？答案是：一个。是的，你没听错。Servlet容器（如Tomcat、Jetty等）为整个应用程序只创建一个Servlet实例。这个实例会一直存在，直到应用程序被卸载。

典型的生命周期如下所示：

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• init() — 在Servlet加载时调用一次。在这里初始化数据库连接、配置等。
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• service() — 为每个传入的请求调用。这里进行实际的请求处理。
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• destroy() — 在Servlet卸载前调用。清理资源。
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关键点在于：service()（以及它的派生方法doGet、doPost）会在每个请求的独立线程中执行。也就是说，同一个Servlet实例同时处理数百个请求。而有趣的事情就从这里开始。

示例：一个Servlet，多个线程

@WebServlet("/counter")\npublic class CounterServlet extends HttpServlet {\n    private int counter = 0;  // 共享变量！\n\n    @Override\n    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) \n            throws ServletException, IOException {\n        counter++;\n        resp.getWriter().write("Counter: " + counter);\n    }\n}

如果你运行这段代码并发送10个并行请求，你不会按顺序得到从1到10的数字。相反，你会看到类似这样的结果：2, 5, 3, 8, 1... 或者counter可能会跳过某些值。为什么？因为counter++不是一个原子操作。两个线程可能读取到相同的值，各自递增后再写回，从而导致一次递增丢失。

结论：Servlet实例的字段是共享变量。它们对所有线程可见。如果你不同步对它们的访问，就会发生竞态条件。

会话：如何不混淆用户

现在想象一下：你想要存储每个用户独有的数据（购物车、登录信息、设置等）。为此，Java Servlets提供了HttpSession。会话会为每个新用户创建，并一直存在，直到用户关闭浏览器或超时。

会话是非共享内存。每个用户获得自己独立的会话实例。但在会话内部，你可以存储任何对象，这些对象仅对该用户可用。

示例：使用会话

@WebServlet("/session-demo")\npublic class SessionServlet extends HttpServlet {\n    @Override\n    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) \n            throws ServletException, IOException {\n        HttpSession session = req.getSession();\n        Integer visitCount = (Integer) session.getAttribute("visitCount");\n        if (visitCount == null) {\n            visitCount = 0;\n