Javaweb之servlet常见面试题

• 什么是Servlet?
• 解释请求转发forward()方法和请求重定向sendRedirect()方法的区别?
• 什么是 Session?Session的工作原理?
  • 什么是 Session？
  • Session 的工作原理：
  • Session 的特点：
• 说一说HttpServletRequest、ServletContex 和 HttpSesssion三个对象的作用域?
• 解释下Servlet生命周期?
• JSP和Servlet有何区别?
• 比较一下Servlet和Filter?
• 什么是 cookie?session和cookie有何区别?
• 什么是URL编码和URL解码?
  • URL编码的原因：
  • URL编码的过程：
  • URL解码：
• Servlet是线程安全的吗?为什么?
• 什么是Servlet的异步处理?
• 什么是MVC架构模式?Servlet在其中有何作用?
  • MVC架构模式
  • Servlet在MVC中的作用
• 什么是Servlet的注解?
• 什么是ServletContext对象?
• 什么是Token?Token令牌机制原理?

什么是Servlet?

Servlet（Server Applet）是一种运行在服务器端的Java小程序，它是Java EE规范的一部分，用于扩展服务器的功能。Servlet运行于支持Java的应用服务器中，可以响应客户端的请求，并生成响应数据，如HTML页面、图片、文档等。

Servlet的主要特点包括：

1. 多线程：Servlet运行在服务器上，可以同时处理多个客户端的请求。每个请求由服务器分配一个单独的线程来处理。

2. 平台无关性：Servlet是用Java编写的，因此它具有Java的跨平台特性。可以在任何支持Java的服务器上运行。

3. 响应客户端请求：Servlet可以接收来自客户端的请求（如HTTP请求），并根据请求生成相应的响应。

4. 动态内容生成：Servlet可以动态地生成内容，如根据数据库查询结果生成HTML页面。

5. 与Web容器交互：Servlet运行在Web容器（如Tomcat、Jetty等）中，容器负责管理Servlet的生命周期，包括加载、实例化、服务和销毁。

Servlet的生命周期包括以下几个阶段：

• 加载和实例化：当客户端第一次发送请求到Servlet时，Web容器将加载Servlet类，并创建一个Servlet实例。

• 初始化：容器调用Servlet的init()方法进行初始化。这个方法只被调用一次。

• 请求处理：对于每个请求，容器将调用Servlet的service()方法。service()方法根据请求的类型（如GET、POST）调用相应的doGet()或doPost()方法。

• 销毁：当Servlet被卸载或者Web应用被卸载时，容器将调用Servlet的destroy()方法。

Servlet通过继承HttpServlet类来处理HTTP请求，这是处理Web请求的常用方式。通过重写doGet()和doPost()等方法，可以定义如何处理不同类型的HTTP请求。

Servlet是Java Web开发的基础，它为构建动态Web应用提供了强大的支持。随着Spring MVC等现代Web框架的出现，Servlet的使用变得更加简化，但Servlet依然是这些框架背后的核心技术之一。

解释请求转发forward()方法和请求重定向sendRedirect()方法的区别?

请求转发（forward()）和请求重定向（sendRedirect()）是Web开发中常用的两种服务器端跳转技术，它们在功能上有一定的相似性，但在实现机制和使用场景上有着明显的区别。以下是它们的主要区别：

总结来说，请求转发是在服务器内部进行的，客户端不会感知到跳转，而请求重定向涉及到客户端和服务器的两次交互，客户端浏览器的地址栏会更新。在实际开发中，选择使用哪一种技术通常取决于具体的需求和上下文环境。

什么是 Session?Session的工作原理?

什么是 Session？

在Web开发中，Session（会话）是一种服务器端的技术，用于存储用户的状态信息。它允许服务器在多个页面请求或访问期间跟踪和存储用户的数据。Session为每个用户创建一个唯一的会话ID，并在用户与服务器的整个交互过程中保持这个ID，从而使得服务器能够识别不同的用户，并为每个用户提供个性化的数据和设置。

Session 的工作原理：

1. 会话创建：

   • 当用户首次访问Web服务器时，服务器会为该用户创建一个新的Session。这个Session会生成一个唯一的会话ID（Session ID）。

2. 会话ID的传递：

   • 服务器将这个会话ID通过一种方式传递给客户端。通常，这个ID被存储在一个Cookie中，并发送给用户的浏览器。Cookie是一种存储在用户本地计算机上的小段数据，它可以在浏览器和服务器之间传递信息。

3. 存储会话数据：

   • 服务器会在内存或数据库中为这个Session ID关联一个数据结构，用于存储与该用户相关的所有信息，如用户偏好设置、购物车内容、登录状态等。

4. 会话数据的访问：

   • 当用户随后的请求到达服务器时，请求会包含之前存储的会话ID（通过Cookie）。服务器通过这个ID查找对应的Session数据，从而可以恢复用户的会话状态。

5. 会话的维护：

   • 服务器会定期检查Session的活动时间，以确定是否需要将其销毁。如果Session超过了设定的超时时间（如30分钟），服务器可能会自动终止这个Session，以释放资源。

6. 会话的销毁：

   • 用户也可以主动结束Session，通常是通过注销操作。在注销时，服务器会销毁与该用户相关的Session数据，并且清除客户端的会话ID。

Session 的特点：

• 用户识别：Session允许服务器识别不同的用户，并为每个用户提供个性化的服务。
• 数据持久性：即使在多个页面请求之间，Session也能保持用户的状态信息。
• 安全性：通过使用HTTPS和安全的Cookie设置，可以提高Session的安全性。
• 可配置性：开发者可以配置Session的超时时间、存储位置等。

Session是Web应用中管理用户状态的重要工具，它使得开发者能够为用户提供更加丰富和个性化的体验。然而，Session也带来了一些挑战，如服务器资源的消耗、跨域问题等，因此在设计Web应用时需要仔细考虑这些因素。

说一说HttpServletRequest、ServletContex 和 HttpSesssion三个对象的作用域?

解释下Servlet生命周期?

JSP和Servlet有何区别?

JSP（JavaServer Pages）和Servlet都是Java EE（现在称为Jakarta EE）规范的一部分，用于开发动态Web应用程序。它们在Web开发中扮演着重要的角色，但它们的设计目的和工作方式有所不同。以下是JSP和Servlet之间的主要区别：

总的来说，JSP更适合于创建包含动态内容的Web页面，而Servlet则更适合于处理业务逻辑和作为Web应用程序的控制器。在实际开发中，JSP和Servlet经常一起使用，以实现MVC（模型-视图-控制器）架构，其中JSP作为视图，Servlet作为控制器。

比较一下Servlet和Filter?

下面是Servlet和Filter的比较，以表格形式展示：

Servlet和Filter在Web应用中通常配合使用，Servlet负责处理具体的业务逻辑，而Filter则负责在请求到达Servlet之前或响应发送给客户端之后执行一些通用的处理任务。

什么是 cookie?session和cookie有何区别?

Cookie 和 Session 是两种常用的客户端和服务器端存储和跟踪用户状态的技术。以下是它们的区别

简而言之，Cookie 是存储在客户端的小块数据，而 Session 是存储在服务器端的数据。Cookie 通常用于存储非敏感信息，而 Session 用于存储敏感信息，如用户的登录状态。

什么是URL编码和URL解码?

URL编码（Percent-encoding），也称为URL转义，是一种编码机制，用于在URI（Uniform Resource Identifiers，统一资源标识符）中嵌入特定字符。由于URL中只允许包含一定范围内的字符，URL编码用于将非法字符转换为合法字符，以便能够在网络上安全传输。

URL编码的原因：

1. 字符限制：URL中只能包含字母数字字符、一些标点符号和特定的其他字符（如-, _, ., !, ~, *, +, ;, :等）。
2. 保留字符：某些字符在URL中有特殊含义，如:, /, ?, #, [, ]等，这些字符不能直接出现在URL的某些部分。
3. 非ASCII字符：URL需要支持国际化，因此需要编码非ASCII字符。

URL编码的过程：

• 将非允许的字符转换为百分号（%）后跟两位十六进制数，表示该字符的ASCII码值。
• 例如，空格字符（ASCII码为32）在URL编码中表示为%20。

URL解码：

URL解码是URL编码的逆过程，它将编码后的字符串转换回原始字符串。这是必要的，因为服务器需要理解客户端发送的原始数据。

示例：

• 假设有一个字符串“Hello World!”，其中包含空格和感叹号，这些字符在URL中是非法的。
• URL编码后，它将变为Hello%20World%21。
• URL解码将Hello%20World%21转换回“Hello World!”。

应用场景：

• 在HTML表单中，用户输入的数据经常需要通过URL传递，因此需要进行URL编码。
• 在RESTful API中，查询参数经常需要URL编码以确保数据的正确传输。

URL编码和解码是网络编程中常见的操作，确保了数据在互联网上的安全和正确传输。

Servlet是线程安全的吗?为什么?

Servlet 本身并不是线程安全的。Servlet 被认为是一个单实例多线程的模型，这意味着一个 Servlet 实例可能会被多个请求同时调用。如果 Servlet 实例中定义了非静态的成员变量（即实例变量），那么这些变量可能会被多个线程共享，从而可能导致线程安全问题。

以下是几个导致 Servlet 可能不是线程安全的原因：

1. 共享资源：如果 Servlet 中定义了可变的成员变量，并且这些变量在多个请求之间共享，那么当多个线程同时修改这些变量时，就可能发生数据不一致的问题。

2. 并发修改：如果多个线程同时对 Servlet 中的成员变量进行读写操作，而没有适当的同步控制，就可能导致竞态条件（race condition）。

3. 不可变对象：如果 Servlet 仅使用不可变对象或线程安全的类，并且不修改任何成员变量，那么它可以被认为是线程安全的。但是，一旦涉及到可变共享资源，就需要特别注意线程安全问题。

为了确保 Servlet 的线程安全，可以采取以下措施：

1. 局部变量：使用局部变量而不是成员变量来存储请求特定的数据，因为局部变量对于每个线程都是私有的。

2. 同步代码块：对于需要访问共享资源的代码段，使用 synchronized 关键字来确保同一时间只有一个线程可以执行该代码段。

3. 线程安全类：使用线程安全的类和数据结构，如 java.util.concurrent 包中的类。

4. 避免共享状态：尽可能避免在 Servlet 中定义可变的状态，如果必须使用状态，确保状态是不可变的或者正确同步。

5. 单例模式：如果 Servlet 实现了单例模式，确保其状态管理是线程安全的。

总之，Servlet 需要开发者注意线程安全问题，并采取适当的措施来确保在多线程环境下的正确执行。

什么是Servlet的异步处理?

Servlet的异步处理是指在Servlet中处理长时间运行的任务时，不阻塞Servlet容器的线程，而是将任务交给另一个线程去执行，从而提高应用的响应性和吞吐量。这种处理方式允许Servlet容器立即响应客户端的请求，而不是等待任务完成。

在Java EE 6及以后的版本中，Servlet 3.0规范引入了异步处理的支持，使得开发者可以更容易地实现异步处理。以下是Servlet异步处理的一些关键点：

1. 异步Context：AsyncContext对象是异步处理的核心，它允许开发者启动异步处理，并在将来的某个时刻恢复响应。

2. 启动异步处理：通过调用HttpServletRequest对象的startAsync()方法或者AsyncContext对象的start()方法来启动异步处理。

3. 异步Listener：可以为AsyncContext添加监听器（AsyncListener），以便在异步任务的不同阶段（如开始、完成、超时或错误）接收通知。

4. 非阻塞I/O：异步处理通常与非阻塞I/O操作结合使用，这样可以在等待I/O操作完成时释放容器线程，提高资源利用率。

5. 超时处理：可以为异步任务设置超时时间，如果任务在指定时间内没有完成，可以通过AsyncListener的onTimeout方法来处理超时情况。

6. 完成响应：当异步任务完成后，可以通过调用AsyncContext的dispatch()、complete()或dispatch()方法来发送响应给客户端。

7. 错误处理：如果在异步任务执行过程中发生异常，可以通过AsyncListener的onError方法来处理这些异常。

Servlet异步处理的一个典型用例是处理需要与外部系统进行长时间通信的任务，如数据库查询、文件上传下载、远程服务调用等。通过异步处理，这些任务可以在后台线程中执行，而不会阻塞处理请求的线程，从而提高应用的性能和用户体验。

下面是一个简单的Servlet异步处理示例：

@WebServlet("/asyncServlet")
public class AsyncServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 启动异步处理
        final AsyncContext asyncContext = request.startAsync();
        
        // 在新的线程中执行长时间运行的任务
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    // 执行长时间任务...
                    String result = "Async processing result";

                    // 任务完成后，发送响应
                    asyncContext.getResponse().getWriter().write(result);
                    asyncContext.complete();
                } catch (Exception e) {
                    asyncContext.dispatch();
                }
            }
        }).start();
    }
}

在这个示例中，doGet方法启动了异步处理，并在一个新线程中执行一个模拟的长时间任务。任务完成后，通过AsyncContext发送响应给客户端。这种方式可以避免在处理长时间任务时阻塞Servlet容器的线程。

什么是MVC架构模式?Servlet在其中有何作用?

MVC架构模式

MVC（Model-View-Controller）是一种常用的软件设计模式，用于实现用户界面与业务逻辑的分离。它将应用程序分为三个核心组件：

1. Model（模型）：

   • 代表应用程序的数据结构和业务逻辑。
   • 负责数据的存储、检索和处理。
   • 通常与数据库或其他数据源交互。

2. View（视图）：

   • 负责显示数据（即模型）给用户。
   • 可以是HTML页面、图像或其他类型的输出。
   • 视图应该与业务逻辑无关，只负责展示。

3. Controller（控制器）：

   • 接收用户的输入并调用模型和视图去完成用户请求。
   • 负责从模型获取数据并选择合适的视图来展示这些数据。
   • 控制器处理用户的输入，然后调用模型来处理业务逻辑，最后选择合适的视图来展示结果。

Servlet在MVC中的作用

Servlet是Java EE规范的一部分，它是一种运行在服务器端的小程序，用于处理客户端的请求并生成响应。在MVC架构中，Servlet通常扮演控制器（Controller）的角色：

1. 请求处理：

   • Servlet接收来自客户端（如浏览器）的HTTP请求。
   • 根据请求的类型（GET、POST等）和内容，Servlet决定调用哪些模型组件来处理业务逻辑。

2. 调用模型：

   • Servlet与模型组件交互，获取或更新数据。
   • 模型组件可以是JavaBean、服务类或直接与数据库交互的DAO（Data Access Object）。

3. 选择视图：

   • 根据模型处理的结果，Servlet决定使用哪个视图来展示数据。
   • Servlet可以设置请求属性或使用请求调度（RequestDispatcher）来转发请求到JSP页面或其他Servlet。

4. 响应生成：

   • Servlet生成响应并发送给客户端。
   • 响应可以是HTML页面、重定向到另一个URL，或者是JSON/XML数据。

5. 解耦视图和模型：

   • Servlet作为中间层，确保视图和模型之间的逻辑解耦。
   • 视图不直接处理业务逻辑，而是通过Servlet来获取必要的数据。

通过使用Servlet作为控制器，MVC架构模式使得Web应用程序的开发更加模块化，易于维护和扩展。每个组件都关注自己的职责，这有助于降低复杂性，并提高代码的可重用性。

什么是Servlet的注解?

Servlet注解是Java Servlet API提供的一种机制，它允许开发者通过在代码中添加特定的注解（annotations）来配置Servlet，而不需要在web.xml文件中进行传统的声明。这些注解提供了一种更简洁和灵活的方式来配置Servlet，使得代码更加模块化和易于管理。

以下是一些常用的Servlet注解及其用途：

1. @WebServlet：

   • 用于声明一个Servlet。它有三个主要属性：name（Servlet的名称），urlPatterns（用于指定这个Servlet将响应的URL模式），和loadOnStartup（指定Servlet的加载顺序）。

   @WebServlet(name = "myServlet", urlPatterns = {"/myServlet"}, loadOnStartup = 1)
   public class MyServlet extends HttpServlet {
       // Servlet的代码
   }
   

2. @WebInitParam：

   • 用于在@WebServlet注解中声明初始化参数。

   @WebServlet(name = "myServlet", urlPatterns = {"/myServlet"}, initParams = {@WebInitParam(name = "paramName", value = "paramValue")})
   public class MyServlet extends HttpServlet {
       // Servlet的代码
   }
   

3. @WebListener：

   • 用于声明一个监听器（Listener），用于监听ServletContext、HttpSession等的创建和销毁事件。

   @WebListener
   public class MyListener implements ServletContextListener {
       public void contextInitialized(ServletContextEvent sce) {
           // 代码逻辑
       }
   }
   

4. @HttpServlet：

   • 这是@WebServlet的一个别名，从Servlet 3.1开始引入，用于替代@WebServlet。

   @HttpServlet(urlPatterns = {"/myServlet"}, loadOnStartup = 1)
   public class MyServlet extends HttpServlet {
       // Servlet的代码
   }
   

5. @MultipartConfig：

   • 用于声明一个Servlet支持多部分请求（如文件上传），并配置相关的参数。

   @MultipartConfig
   public class MyServlet extends HttpServlet {
       // Servlet的代码
   }
   

6. @WebFilter：

   • 用于声明一个Filter，用于在请求到达Servlet之前或响应发送给客户端之后执行过滤任务。

   @WebFilter(filterName = "myFilter", urlPatterns = {"/*"})
   public class MyFilter implements Filter {
       // Filter的代码
   }
   

7. @WebInterceptor：

   • 用于声明一个Interceptor，用于在请求处理过程中的特定时机执行拦截操作。

   @WebInterceptor("/myServlet")
   public class MyInterceptor implements Interceptor {
       // Interceptor的代码
   }
   

使用注解配置Servlet和相关的组件，可以让开发者在不修改web.xml配置文件的情况下，通过代码来控制Servlet的行为和配置，使得部署和维护变得更加简单。Servlet 3.0及以上版本支持这些注解。

什么是ServletContext对象?

ServletContext对象是一个接口，它代表了一个Web应用程序的全局信息和配置。在Java的Servlet API中，ServletContext提供了一种方式来获取关于Web应用程序的环境信息，以及对它进行操作。这个对象是单例的，意味着在同一个Web应用程序的生命周期内，只有一个ServletContext实例。

以下是ServletContext对象的一些关键特性和用途：

1. 全局属性：

   • ServletContext可以存储属性，这些属性对于同一Web应用程序中的所有Servlet、Filter和Listener都是可见的。这些属性通常用于在不同的组件之间共享数据。

2. 资源访问：

   • 它提供了访问Web应用程序资源（如文件和目录）的方法。

3. 请求派发：

   • ServletContext可以派发请求到同一Web应用程序中的其他Servlet。这通过RequestDispatcher对象实现。

4. 初始化参数：

   • 它可以访问在Web应用程序的部署描述符（web.xml）中或通过注解指定的初始化参数。

5. MIME类型：

   • 它允许你获取和设置MIME类型。

6. 应用生命周期事件：

   • ServletContext监听器（实现了ServletContextListener接口的类）可以用来监听Web应用程序的启动和关闭事件。

7. 获取其他Servlet API对象：

   • 它提供了获取Servlet、Filter和Listener等其他Servlet API对象的方法。

8. 会话跟踪：

   • 它允许配置会话超时以及其他会话管理相关的设置。

9. 日志记录：

   • ServletContext提供了日志记录的方法，可以用来记录信息、警告和错误。

以下是如何在Servlet中获取ServletContext对象的一个简单示例：

@WebServlet("/MyServlet")
public class MyServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 获取ServletContext对象
        ServletContext context = getServletContext();
        
        // 使用ServletContext对象来获取一个属性
        String attributeValue = (String) context.getAttribute("myAttribute");
        
        // 可以进行其他操作...
    }
}

ServletContext是Web应用程序中的一个核心对象，它为开发者提供了管理Web应用程序环境和配置的接口。

什么是Token?Token令牌机制原理?

Token（令牌） 是计算机身份认证过程中的一个概念，用于代表用户的身份和权限。在网络通信和软件架构中，Token 通常是一个包含了特定用户信息和权限的字符串，它在用户登录后由服务器生成并返回给用户，用户后续的请求中携带这个Token来证明自己的身份。

Token令牌机制原理 可以概括为以下几个步骤：

1. 用户登录：
   用户通过用户名和密码等方式向系统发起登录请求。

2. 身份验证：
   系统验证用户的凭据（如用户名和密码）。如果验证成功，系统会创建一个Token。

3. Token生成：
   Token通常包含用户ID、过期时间、签发者等信息，并且会被加密和/或签名以确保安全性。这个Token会被发送给用户。

4. 存储Token：
   用户在本地存储Token，通常是在浏览器的Cookie或LocalStorage中。

5. 携带Token发起请求：
   用户在后续的每个请求中将Token放在HTTP头部或其他指定位置发送给服务器。

6. 服务器验证Token：
   服务器接收到请求后，会验证Token的有效性，包括检查Token的签名、过期时间等。

7. 授权访问：
   如果Token验证通过，服务器会根据Token中的信息提供相应的服务或数据。如果Token无效或过期，服务器会拒绝请求，并可能要求用户重新登录。

8. Token刷新：
   为了保持用户的登录状态，服务器可能提供Token刷新机制，即在Token接近过期时，用户可以请求一个新的Token而无需重新登录。

Token令牌机制的优点包括：

• 安全性：Token可以包含加密和签名，使得伪造Token变得困难。
• 无状态：服务器不需要存储会话信息，每次请求都可以独立验证Token。
• 可扩展性：Token机制适用于分布式系统和微服务架构，可以跨服务和域使用。
• 灵活性：Token可以自定义，适应不同的安全需求和业务逻辑。

常见的Token类型包括JWT（JSON Web Tokens），它是一种紧凑且自包含的方式，用于在各方之间安全地传输信息。JWT通常用于身份验证和信息交换。