Servlet3.0新特性(从注解配置到websocket编程)

     Servlet3.0的出现是servlet史上最大的变革,其中的许多新特性大大的简化了web应用的开发,为广大劳苦的程序员减轻了压力,提高了web开发的效率。主要新特性有以下几个:

  • 引入注解配置
  • 支持web模块化开发
  • 程序异步处理
  • 改进文件上传API
  • 非阻塞式IO读取流
  • Websocket实时通信

一、注解配置      Servlet3.0新规范顺应了时代的潮流,使用注解配置,取代混乱的web.xml全局配置。在这之前我们在创建servlet,filter,listener时,都是在web.xml中配置。

//创建一个servlet需要在web.xml中配置如下内容
<servlet>
        <servlet-name>myFirstServlet</servlet-name>
        <servlet-class>Test.myServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>myFirstServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/aaa</url-pattern>
    </servlet-mapping>
//我们只使用一行代码完成servlet的配置
@WebServlet(name = "myFirstServlet",urlPatterns = {"/aaaa"})

public class myServlet extends HttpServlet {

    @Override
    public void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

        RequestDispatcher rd =  req.getRequestDispatcher("/default.jsp");
        rd.forward(req,resp);
    }
}

关于filter和listener的注解配置方法和上述形式一样,在3.0新规范中主要提供了以下一些注解用于配置:

  • Websocket :用于配置socket
  • WebInitParam :用于配置初始化参数,往往和servlet和filter结合使用
  • WebListener :用于配置Listener
  • WebFilter :用于配置Filter
  • MultipartConfig :用于文件上传(后面会详细介绍)
  • 还有一些,暂时没有涉及,就不列举了

二、Servlet3.0 Web模块化开发      在这之前我们对于web应用中的各个Servlet,Filter,Listener都是需要在web.xml中进行配置,如果只是本项目中的各个点的配置,那倒还好,但是如果我们引入框架,是不是每个框架中的各种配置也是需要在我们的web.xml中配置?这无疑会导致我们唯一的web.xml中内容混乱。Servlet3.0新规范提出了模块化开发,也就是每个Servlet,Filter,Listener都可以有属于自己的配置文件,功能和web.xml一样,它只负责配置当前的servlet。然后我们只需要将配置文件和自己写的Servlet等内容打包成jar,引入到具体项目中即可。(就像我们想要使用了某个功能,引入了从网上下载的jar包到项目中)下面我们看如何使用,由于Servlet,Filter,Listener的配置类似,此处以Servlet为例作为演示:      首先我们写一个servlet类:

public class MyServlet extends HttpServlet {
    
    @Override
    public void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException{
        RequestDispatcher rd = req.getRequestDispatcher("/default.jsp");
        rd.forward(req,resp);
    }
}

然后我们创建一个web-fragment.xml文件,这就是属于此Servlet自己的配置文件,功能类似于Web.xml,只是这个是私有的。键入以下内容:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-fragment 
    xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" version="3.0"
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee
    http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-fragment_3_0.xsd"
    metadata-complete="false">
    
    <servlet>
        <servlet-name>myServlet</servlet-name>
        <servlet-class>Test.MyServlet</servlet-class>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>myServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/index</url-pattern>
    </servlet-mapping> 
</web-fragment>

我们可以对比看出,web.xml文件和web-fragment.xml文件除了头部的不一样,一个是web-app,一个是web-fragment,别处几乎一样。我们创建的这个servlet主要负责拦截URL为index的请求,并转向default.jsp页面。

接下来我们看如何打包jar,然后再次为我们项目使用。第一步,无论你是用javac命令还是用IDE编译,首先我们需要将此.java文件编译成class文件。在你的电脑的任意位置创建一个空文件夹,将编译后的class文件及其包复制进去,因为我们MyServlet在Test包下,此处我就是将Test文件夹复制进去(你们需要根据自己建立的文件进行操作)

然后创建一个空文件夹,命名为META-INF,一定要这样命名,因为等我们把jar包引入到项目中之后,一旦web应用启动时,就会去我们引入的jar包的此文件夹下查找web-fragment.xml文件并加载,如果没有找到就不会加载,我们的配置也就不会生效。此时我们文件夹中的内容如下:

将刚刚写完的web-fragment.xml文件复制到META-INF下,然后我们将这两个文件夹压缩成zip格式,然后修改zip为jar即可(因为jar和zip的区别就在于jar中多了一个META-INF文件夹,如果我们已经手动添加了,那他们这两种格式就是一样了)

此处我们使用手动添加META-INF文件夹,然后压缩zip格式的形式来完成打包jar的工作,你也可以使用jdk自带jar命令来完成打包操作,效果是一样的。然后我们将此jar包复制到任意web应用的WEB-INF/lib下,这就是web应用的所有外部引入包所存放的地方。然后我们启动web容器:

结果如上,当我们请求index,拦截器拦截并调向default.jsp页面。这样我们就完成了通过引入外部的jar包而不需要做任何配置,使用了其功能。可能此例并没有很好的展示了这种模块化开发的优势,等到我们学到框架的时候就可以很直观的感受到这种方式的简洁,易于携带。

三、异步处理      在传统的servlet开发中,如果servlet调用了一个耗时很长的逻辑处理方法,那么此servlet必须待在原地等待方法调用结束,这是很低效的一种形式。servlet3.0提出了异步处理的概念,也就是释放了主程序,大大提高了运行效率。      Servlet3.0中异步处理主要是通过接口AsyncContext来实现的,我们可以通过HttpServletRequest对象来过去该接口的实现对象。

AsyncContext getAsyncContext();

在使用异步处理之前,我们还需要配置指定当前的servlet是支持异步处理。有两种方法,第一种是在web.xml中配置

<async-supported>true</async-supported>

或者使用webservlet指定属性asyncSupported=true。下面用一个实例演示如何使用servlet的异步处理机制:

@WebServlet(name = "myservlet",urlPatterns = "/index",asyncSupported = true)
public class MyServlet extends HttpServlet {
    @Override
    public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException{

        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter writer =  resp.getWriter();
        writer.println("servlet 开始:"+new Date()+"<br />");
        writer.flush();

        AsyncContext asy = req.startAsync();
        asy.setTimeout(4000);
        asy.start(new MyInfo(asy));

        writer.println("servlet 结束:"+new Date()+"<br />");
        writer.flush();
    }
}

我们可以看到,这个servlet非常简单,截取URL为index的请求,首先打印启动时间,然后通过request的startAsync方法创建AsyncContext 对象,设置过期时间,启动异步处理。这个线程类代码如下:

public class MyInfo extends Thread {

    private AsyncContext asyncContext;

    public MyInfo(AsyncContext as){
        this.asyncContext = as;
    }
    @Override
    public void run(){
        try {
            Thread.sleep(3000);
            PrintWriter pw = asyncContext.getResponse().getWriter();
            pw.println("hello walker:"+new Date()+"<br />");
            asyncContext.complete();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

一个构造方法接受AsyncContext 对象,run方法中,先打印一句话然后结束异步调用。我们看看结果:

通过时间我们可以看到servlet开始和结束几乎同时,而我们的异步处理却相差三秒钟,正是我们sleep的三秒钟。虽然我们实现了在servlet中异步调用别的线程来处理一些逻辑,但是我们还是不能完全控制整个异步处理中的各个过程,比如何时开始,何时结束等。Servlet3.0中的AsyncListener接口提供了以下几个方法帮助我们监控整个过程:

  • onStartAsync(AsyncEvent event) :当异步调用开始时触发
  • onComplete(AsyncEvent event) :当异步完成时触发
  • onError(AsyncEvent event) :当异步调用出错的时候触发
  • onTimeout(AsyncEvent event):当异步调用超时时候触发

想要实现监控异步调用,首先需要编写一个类继承自AsyncListener然后实现如上四个方法,之后这个类就是一个可以监控异步调用的监听器。

public class MyAsyncListener implements AsyncListener {

    public void onComplete(AsyncEvent var1) throws IOException{
        System.out.println("异步调用结束了。。。");
    }

    public void onTimeout(AsyncEvent var1) throws IOException{
        System.out.println("异步调用超时了。。。");
    }

    public void onError(AsyncEvent var1) throws IOException{
        System.out.println("异步调用出错了。。。");
    }

    public void onStartAsync(AsyncEvent var1) throws IOException{
        System.out.println("异步调用开始了。。。");
    }
}

在我们的Servlet主程序中使用以下语句绑定此异步监听器:

asy.addListener(new MyAsyncListener());

此时异步处理的四个结点的动态,我们都是实时掌控的。但是需要注意一点的是:虽然理论上我们是可以监听四个状态的,但是其实异步开始这个事件我们是没法监听的,也就是异步开始的方法永远不会被触发,原因是在注册AsyncContext 的时候,已经开始了异步,然而我们却在注册之后才绑定监听器,自然是不能监听到异步开始这个事件的。

四、文件上传API      对于传统的文件上传,我们是需要借助于外部工具的,例如:common-fileupload等。自从servlet3.0新规范以来,改进了文件上传API。

<body>
    <h1>这是index页面</h1>
    <form method="post" action="/submit" enctype="multipart/form-data">
          姓名:<input type="text" name="name" /><br /><br />
          头像:<input type="file" name="mFile" /><br /><br />
          <input type="submit" value="提交" />
    </form>
  </body>

我们知道,在html中上传文件的表单用type="file"来指定,这是一点,还有一点就是from标签的enctype属性,他指定了表单参数的编码方式,主要有以下三种:

  • application/form-data :这是enctype的默认值,指定了这个值就表名表单只会提交所有input标签中的value值,对于我们的文件,提交的就是文件名。
  • multipart/form-data:这种方式是将参数以二进制存储,上传文件的内容也会被封装成二进制流提交。
  • text/plain:这种方式主要用于发送邮件

对于需要上传文件功能的我们自然选择第二个参数值,正如上述代码展示的一样。下面我们写一个servlet用于处理上传的信息。

@WebServlet(name = "myServlet",urlPatterns = {"/submit"})
@MultipartConfig   //处理文件上传的servlet需要配置此注解
public class FileUpload extends HttpServlet {

    public void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException{
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter writer = resp.getWriter();
        Part part = req.getPart("mFile");
        writer.println("文件类型:"+part.getContentType()+"<br />");
        writer.println("文件名:"+part.getName()+"<br />");
        part.write("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\photo.jpg");
    }
}

在servlet3.0中采用Part接口来处理文件上传,可以通过HtppServletRequest的以下两个方法来获取此接口对象:

Part getPart(String name);
Collection<Part> getParts();

一个part对应于我们一个文件上传域,也就是一个input类型为file的元素。part中有以下一些方法:

    String getContentType();   //返回文件类型,如image/png

    String getName();          //返回文件名

    String getSubmittedFileName();

    long getSize();          //返回文件的大小

    void write(String var1) throws IOException;   //将文件写入到服务器磁盘

    void delete() throws IOException;          //删除此文件

    String getHeader(String var1);            //获取指定文件名的值

    Collection<String> getHeaders(String var1); //获取指定文件名的所有的值

    Collection<String> getHeaderNames();   //获取所有Header 的name集合

在上面的程序中,我们使用了其中一些方法。打印了文件类型,文件名,最后将文件保存到本地桌面上。下面是运行的结果截图:

综上就是关于文件上传API的基本使用情况,还有一些内容留待下篇。。

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