Servlet 的生命周期由 Servlet 容器（Tomcat、Jetty）管理，主要分为三个阶段：

1. 初始化
2. 处理请求
3. 销毁

下面我们通过一个标准的流程图和详细的代码示例来解释这个过程。

Servlet 生命周期流程图

graph TD
    A[客户端请求] --> B{Servlet 是否已加载并初始化?};
    B -- 否 --> C[Servlet 容器加载 Servlet 类];
    C --> D[调用 init() 方法];
    D --> E[Servlet 准备就绪];
    B -- 是 --> E;
    E --> F[调用 service() 方法];
    F --> G[根据请求类型 (GET/POST) 调用 doGet() / doPost()];
    G --> H[生成响应];
    H --> I[响应返回给客户端];
    I --> F;
    J[Servlet 容器关闭/应用卸载] --> K[调用 destroy() 方法];
    K --> L[Servlet 被垃圾回收];

生命周期详解

初始化

这是 Servlet 生命周期的第一个阶段，并且只执行一次。

1. 触发时机：

   • 当 Servlet 容器（如 Tomcat）启动时，<load-on-startup> 配置为正数，或者在 web.xml 中配置了该 Servlet。
   • 当客户端第一次请求该 Servlet 时。
   • 当 Servlet 容器决定需要预加载该 Servlet 时。

2. 执行方法：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 容器会创建一个 Servlet 实例。
   • 然后调用该实例的 init(ServletConfig config) 方法。

3. init() 方法的特点：

   • 只执行一次：在整个 Servlet 生命周期中，init() 方法只被调用一次，这是执行一次性初始化任务（如建立数据库连接、加载配置文件等）的理想位置。
   • 线程安全：在 init() 方法执行期间，Servlet 容器不会处理对该 Servlet 的任何请求，你不需要担心线程安全问题。
   • 参数：该方法接收一个 ServletConfig 对象，其中包含了 Servlet 的配置信息，例如初始化参数（<init-param>）。

处理请求

这是 Servlet 生命周期中最重要的阶段，也是最频繁的阶段。

1. 触发时机：

   当客户端发送一个请求,且该请求的 URL 映射到了这个 Servlet 时。

   
   （图片来源网络，侵删）

2. 执行方法：

   • 容器会调用 Servlet 实例的 service(ServletRequest request, ServletResponse response) 方法。
   • 注意：我们通常不重写 service() 方法，容器会根据 HTTP 请求的 Method（GET, POST, PUT, DELETE 等）来调用相应的 doGet(), doPost(), doPut(), doDelete() 等方法。

3. service() 和 doGet()/doPost() 的特点：

   • 多线程：对于每一个新的请求，容器通常会在同一个 Servlet 实例上创建一个新的线程来处理，这意味着 doGet(), doPost() 等方法必须是线程安全的。
   • 如何保证线程安全：
     • 避免使用实例变量：不要在 Servlet 类中定义可变的成员变量（除非它们是只读的），如果必须共享数据，可以使用同步代码块（synchronized），但会降低性能。
     • 使用局部变量：在方法内部声明的变量是线程安全的，因为每个线程都有自己的栈空间，局部变量位于栈中，不会互相干扰，这是最推荐的做法。
     • 使用线程安全类：如果必须共享数据，可以使用 ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 等线程安全的集合类。
   • 高性能：由于只有一个实例，避免了重复创建和销毁对象的开销，使得 Servlet 非常高效。

销毁

这是 Servlet 生命周期的最后一个阶段，同样只执行一次。

1. 触发时机：

   当 Servlet 容器决定卸载该 Servlet 时（Web 应用被停止或容器关闭时）。

2. 执行方法：

   • 容器会调用 Servlet 实例的 destroy() 方法。

3. destroy() 方法的特点：

   • 只执行一次：在 destroy() 方法执行后，Servlet 实例将不再被使用，并且会被垃圾回收器回收。
   • 清理资源：这是进行资源清理工作的最佳位置，例如关闭数据库连接、停止后台线程、释放文件句柄等。
   • 最后的请求：在调用 destroy() 之前，容器会确保所有正在处理的请求都已结束或放弃，之后，容器将不再将新的请求传递给该 Servlet。

代码示例

下面是一个完整的 Servlet 生命周期示例，通过打印日志来清晰地展示各个阶段的执行顺序。

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.IOException;
// 1. 实现 Servlet 接口
public class LifeCycleServlet implements Servlet {
    // ServletConfig 对象，由容器在 init() 时传入
    private ServletConfig servletConfig;
    // 2. init() 方法 - 初始化阶段
    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        System.out.println("---------- 1. init() 被调用 (只调用一次) ----------");
        this.servletConfig = config;
        // 在这里进行初始化工作，比如加载配置文件、建立数据库连接等
        String initParam = config.getInitParameter("databaseUrl");
        System.out.println("    初始化参数 databaseUrl: " + initParam);
    }
    // 3. getServletInfo() 方法 - 返回 Servlet 信息
    @Override
    public String getServletInfo() {
        return "这是一个演示 Servlet 生命周期的 Servlet";
    }
    // 4. service() 方法 - 处理请求 (通常不重写)
    @Override
    public void service(ServletRequest request, ServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("---------- 2. service() 被调用 (每次请求都调用) ----------");
        // 获取请求和响应对象
        HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse httpServletResponse = (HttpServletResponse) response;
        // 根据请求方法调用相应的 doXXX 方法
        String method = httpServletRequest.getMethod();
        if ("GET".equalsIgnoreCase(method)) {
            this.doGet(httpServletRequest, httpServletResponse);
        } else if ("POST".equalsIgnoreCase(method)) {
            this.doPost(httpServletRequest, httpServletResponse);
        }
    }
    // 5. doGet() 方法 - 处理 GET 请求
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("    --- doGet() 被调用 ---");
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        response.getWriter().println("<h1>这是一个 GET 请求的响应</h1>");
        response.getWriter().println("<p>Servlet 实例地址: " + this + "</p>");
    }
    // 6. doPost() 方法 - 处理 POST 请求
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("    --- doPost() 被调用 ---");
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        response.getWriter().println("<h1>这是一个 POST 请求的响应</h1>");
        response.getWriter().println("<p>Servlet 实例地址: " + this + "</p>");
    }
    // 7. destroy() 方法 - 销毁阶段
    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("---------- 3. destroy() 被调用 (只调用一次) ----------");
        // 在这里进行资源清理工作，比如关闭数据库连接
        System.out.println("    正在清理资源...");
    }
    // 8. getServletConfig() 方法
    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return this.servletConfig;
    }
}

对应的 web.xml 配置 (Servlet 3.0+ 注解方式更常用)：

<web-app>
    <servlet>
        <servlet-name>LifeCycleServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.example.LifeCycleServlet</servlet-class>
        <!-- 初始化参数 -->
        <init-param>
            <param-name>databaseUrl</param-name>
            <param-value>jdbc:mysql://localhost:3306/mydb</param-value>
        </init-param>
        <!-- 可选：在容器启动时加载该 Servlet -->
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>LifeCycleServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/lifecycle</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

执行顺序分析：

1. 启动 Tomcat：如果配置了 <load-on-startup>，你会看到控制台输出：

   ---------- 1. init() 被调用 (只调用一次) ----------
       初始化参数 databaseUrl: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb

2. 第一次访问 http://localhost:8080/your-app/lifecycle：

   • 如果没预加载,此时会先看到 init() 的输出。
   • 然后看到：

     ---------- 2. service() 被调用 (每次请求都调用) ----------
     --- doGet() 被调用 ---

3. 第二次访问 http://localhost:8080/your-app/lifecycle：

   • Servlet 实例已经存在，所以不会再次调用 init()。
   • 只会看到：

     ---------- 2. service() 被调用 (每次请求都调用) ----------
     --- doGet() 被调用 ---

   • 注意：两次请求输出的 Servlet 实例地址是相同的，证明了单例模式。

4. 关闭 Tomcat：你会看到控制台输出：

   ---------- 3. destroy() 被调用 (只调用一次) ----------
       正在清理资源...

理解这个单例、多线程的生命周期模型是掌握 Servlet 编程的核心。不要在 Servlet 中使用实例变量来存储请求相关的状态，这是最常见的并发错误来源。