深入理解 Servlet 生命周期：从初始化到销毁的完整指南

2026-02-08 05:37:22 0条评论 3次阅读 0人点赞

作为一名 Java 开发者，你是否曾经想过，当你部署一个 Web 应用到服务器（如 Tomcat）后，那些简单的 .class 文件是如何变成能够处理成千上万次并发请求的强大组件的？答案就在于 Servlet 的生命周期机制。

Servlet 是 Java Web 开发的基石，尽管现在的 Spring Boot 等框架屏蔽了底层细节，但理解 Servlet 的生命周期对于编写高性能、线程安全的 Web 应用依然至关重要。在这篇文章中，我们将深入探讨 Servlet 是如何由容器管理、初始化、处理请求以及最终销毁的全过程。我们会通过实际代码和详细解析，帮助你彻底掌握这一核心概念。

> 注意： 随着技术的演进，从 Jakarta EE 9 开始，API 包名已经从 INLINECODE00e5aa2e 更改为 INLINECODE21b404d4。为了确保你项目的现代化兼容性，本文中的所有示例都将使用新的 jakarta.* 包名。

Servlet 生命周期的核心阶段

Servlet 的生命周期并不复杂，它由 Servlet 容器（如 Apache Tomcat、Jetty）全权管理。我们可以将其生命周期主要划分为四个清晰的阶段。让我们通过这张流程图来直观地了解各个状态的流转：

!State-of-sevlet-life-cycle

  • 加载与实例化
  • 初始化
  • 请求处理
  • 销毁

接下来，我们将逐一拆解这些阶段，看看在底层到底发生了什么。

1. 加载与实例化：生命的起点

类加载机制

当容器启动（如果是负载启动情况下）或者当第一个请求到达时（延迟加载），Servlet 容器会负责加载 Servlet 类。这就像 JVM 加载普通的 Java 类一样，容器会使用类加载器将 Servlet 的 .class 文件读入内存。

创建实例

加载完成后，容器会调用 Servlet 的无参构造函数来创建一个实例。

> 实战建议： 你可能会想在这里做一些复杂的初始化操作。但请注意，构造函数中并没有 Servlet 的上下文环境（比如 INLINECODEc7ce54c0 还不可用）。因此，最佳实践是保持构造函数简洁，主要的初始化逻辑应留给我们即将讨论的 INLINECODE5918b0e9 方法。

加载时机配置

我们通常在 web.xml 中配置 Servlet 的加载策略：

  • 延迟加载（默认）： 当第一个请求到达时才加载和实例化。这可以节省启动时的资源，但第一次请求的响应时间会稍长。
  • 启动时加载： 通过配置 标签，让容器在 Web 应用启动时就完成 Servlet 的加载。这适用于初始化耗时的关键服务。

2. 初始化：准备工作

一旦 Servlet 实例化完成，容器并不是立即让它投入工作，而是先调用 init() 方法。

init() 方法详解

INLINECODEf2fe8430 方法在 Servlet 的整个生命周期中仅被调用一次。这是 Servlet 准备“上岗”前的整备阶段。容器会传入一个 INLINECODE55783d90 对象，其中包含了在 web.xml 或注解中配置的初始化参数。

#### 代码示例：基础初始化

import jakarta.servlet.*;
import java.io.IOException;

public class MyInitializationServlet extends GenericServlet {

    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        // 必须先调用父类的 init 方法，否则后续获取 ServletConfig 会报空指针
        super.init(config); 
        
        String dbUrl = config.getInitParameter("dbUrl");
        System.out.println("Servlet 正在初始化... 连接数据库: " + dbUrl);
        
        // 这里可以进行建立连接池、加载配置文件等重量级操作
    }

    @Override
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
        // 处理逻辑
    }
}

为什么优先使用无参 init()？

虽然我们必须实现 INLINECODE28b897d0，但现代开发中通常建议覆盖无参的 INLINECODE235dba8e 方法来做初始化。

  • 原因： 如果你覆盖了带参数的 INLINECODEd58abd70，必须记得调用 INLINECODEc36fce28，否则后续调用 getServletConfig() 时会返回 null。
  • 最佳实践： 容器在调用带参数的 INLINECODEfa5ff1c8 后，会自动调用无参的 INLINECODE97f3fdd2。我们只需覆盖无参版本，既安全又代码整洁。

#### 代码示例：推荐的无参 init 方式

import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import jakarta.servlet.ServletException;

public class CleanInitServlet extends HttpServlet {

    @Override
    public void init() throws ServletException {
        super.init();
        // 在这里编写你的初始化代码，安全且无需担心 ServletConfig 的传递问题
        System.out.println("初始化完成，准备服务...");
    }
}

3. 请求处理：核心业务逻辑

当初始化完成后，Servlet 就进入了“就绪”状态。此时，如果有客户端请求到来，容器会分配一个线程来调用 service() 方法。

service() 方法的分发机制

INLINECODE3ad7e17f 方法是处理请求的核心。对于继承自 INLINECODE263d54b1 的 Servlet，容器会根据 HTTP 请求的类型（GET, POST, PUT, DELETE 等），将请求分发给对应的 INLINECODEae392790、INLINECODEf318cfc6 等方法。

!Life-Cycle-of-Servlet

#### 代码示例：处理 GET 和 POST 请求

让我们看一个完整的例子，展示如何区分和处理不同的请求类型：

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

@WebServlet("/user")
public class UserServlet extends HttpServlet {

    // 处理 GET 请求：通常用于获取数据
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws ServletException, IOException {
        
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        try (PrintWriter out = resp.getWriter()) {
            out.println("
用户信息页面
");
            out.println("
这是一个 GET 请求，通常用于查询数据。
");
        }
    }

    // 处理 POST 请求：通常用于提交数据
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws ServletException, IOException {
        
        // 设置请求体编码，防止中文乱码
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        String username = req.getParameter("username");
        
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        try (PrintWriter out = resp.getWriter()) {
            out.println("
注册成功
");
            out.println("
欢迎, " + username + "!
");
        }
    }
}

线程安全警告

这是一个极其重要的概念：Servlet 默认是单实例多线程的。

这意味着容器通常只会创建一个 Servlet 实例，但多个并发请求会由多个线程同时调用这个实例的 service() 方法。

  • 不要在 Servlet 中使用实例变量存储请求相关的状态。
  • 错误示例：
    •     // 危险！不要这样做
    private String username; // 实例变量会被多线程共享
    
    public void doPost(...) {
        this.username = req.getParameter("username"); // 线程 A 可能还没写完，线程 B 就改了它
    }
  • 正确做法： 使用局部变量（方法内部变量），因为局部变量存在于栈帧中，是线程私有的。

4. 销毁：优雅的退出

当 Web 应用被停止、重新部署或者服务器关闭时，容器会调用 destroy() 方法。这是 Servlet 生命周期的终点。

destroy() 方法的作用

这个方法也仅调用一次。它的主要任务是释放资源。比如：

  • 关闭数据库连接池。
  • 停止后台线程。
  • 将内存中的数据持久化到磁盘。

#### 代码示例：资源清理

import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class DatabaseServlet extends HttpServlet {
    private Connection conn;

    @Override
    public void init() throws ServletException {
        try {
            // 模拟获取数据库连接
            conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/mydb", "user", "pass");
            System.out.println("数据库连接已建立");
        } catch (SQLException e) {
            throw new ServletException("数据库连接失败", e);
        }
    }

    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("Servlet 正在销毁，正在关闭资源...");
        if (conn != null) {
            try {
                conn.close(); // 释放数据库连接
                System.out.println("数据库连接已安全关闭。");
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

综合实战案例

为了将所有知识点串联起来，让我们看一个稍微复杂的场景：一个简单的计数器 Servlet，它统计访问次数，并演示线程同步问题及其解决方案。

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

@WebServlet("/counter")
public class VisitorCounterServlet extends HttpServlet {
    
    // 共享资源：访问计数
    private int count = 0;

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
            throws ServletException, IOException {
        
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        // 线程同步操作：因为 count++ 不是原子操作
        // 如果不加锁，高并发下计数会不准确
        synchronized(this) { 
            count++;
            try (PrintWriter out = resp.getWriter()) {
                out.println("");
                out.println("
你是第 " + count + " 位访客。
");
                out.println("");
            }
        }
    }

    @Override
    public void init() throws ServletException {
        System.out.println("计数器 Servlet 已启动...");
    }

    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("服务器关闭，最终访问次数为: " + count);
    }
}

常见问题与最佳实践

在实际开发中，我们总结了一些经验，希望能帮助你避开坑点：

  • 构造函数 vs init()： 正如前文所述，尽量利用 INLINECODE417d541a 方法进行初始化。构造函数无法访问 INLINECODEd6a027bf，也无法抛出有意义的 ServletException。
  • 性能优化： 对于静态数据或初始化代价高昂的对象（如配置文件、连接池），应该在 INLINECODE775ddd06 中加载并缓存它们，而不是在每次 INLINECODE18ed6f84 调用时重新加载。
  • 避免阻塞： 不要在 service() 方法中执行长时间的任务（如大文件IO、复杂的计算）。这会阻塞容器分配给该请求的线程，导致服务器吞吐量下降。对于耗时任务，应将其提交给后台线程池或使用异步 Servlet。
  • 异常处理： 在 service() 方法中，应捕获特定异常并给出有意义的 HTTP 错误码（如 400, 500），而不是将堆栈信息直接暴露给用户，这不仅体验差，还存在安全风险。

总结

回顾一下，Servlet 的生命周期是一个严谨而优雅的过程：

  • 加载和实例化：容器根据配置创建 Servlet 对象。
  • 初始化：调用 init()，仅一次，用于准备资源。
  • 服务：调用 INLINECODE344c75ac -> INLINECODE429f7ce0/doPost()，多次调用，处理并发业务。需时刻警惕线程安全问题。
  • 销毁：调用 destroy()，仅一次，用于释放资源。

掌握这些底层原理，不仅能让你在使用 Spring MVC 或 Spring Boot 时更加游刃有余，也能在排查 Web 层面的性能瓶颈和内存泄漏问题时，直击要害。希望这篇文章能帮助你建立起扎实的 Servlet 知识体系！

准备好去尝试编写属于你的第一个 Servlet 了吗？不妨动手写一个简单的登录功能，来感受一下生命周期的流转吧。

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