Servlet技术【第一篇】入门请不要放弃

Servlet概述、实现、细节、获取资源、ServletConfig、ServletContext

(一) Setvlet基本概述

(1) 什么是Servlet ?

Servlet(Server Applet)是JavaServlet的简称,称为小服务程序或服务连接器,用Java编写的服务器端程序,具有独立于平台和协议的特性,主要功能在于交互式地浏览和生成数据,生成动态Web内容是

JavaWeb中,我们将会接触到三大组件(Servlet、Filter、Listener),Servlet由服务器调用,处理服务器接收到的请求,即完成,接受请求数据 --> 处理请求 --> 完成响应,其本质就是一个实现了Servlet接口的java类

Servlet类由我们来写,但对象由服务器来创建,并且由服务器来调用相应的方法

(2) Servlet用来做什么?

网络中比较常见的一些功能,例如登录,注册,这样存在交互的功能,而Servlet就可以帮助我们处理这些请求,可以说Servlet是JavaWeb知识中重要的知识点之一

(二) 实现Servlet的方式

实现Servlet有三种方式:

  • 实现 javax.servlet.Servlet 接口;
  • 继承 javax.servlet.GenericServlet类;
  • 继承 javax.servlet.http.HttpServlet类;

实际开发中,我们通常会选择继承HttpServlet类来完成我们的Servlet,但认识Servlet接口这种方式也是很重要的,是我们入门知识中不可或缺的部分

(1) 创建我们的第一个Servelt

我们创建一个web项目,选择对应的参数,我们所装的jdk为1.8版本,可以选择到 JavaEE8的版本,对应versions也就是4.0,不过我们在这里选择市面上用的还是比较多的7版本

创建一个Demo类实现Servlet接口,然后我们快速生成这个接口中未实现的方法,我们先暂时忽略Servlet中其他四个方法,只关心service()方法,因为它是用来处理请求的方法,我们在该方法内给出一条输出语句

package cn.ideal.web.servlet;

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

public class ServeltDemo1 implements Servlet {
    //初始化方法
    @Override
    public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {
    }

    //Servlet配置方法
    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return null;
    }

    //提供服务方法
    @Override
    public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("理想二旬不止");
    }

    //Servlet信息方法
    @Override
    public String getServletInfo() {
        return null;
    }

    //销毁方法
    @Override
    public void destroy() {
    }
}

写完了一个最简单Servlet代码,但是如何在浏览器中可以访问到呢?我们就需要对web/WEB-INF下的web.xml进行配置,我们在<web-app></web-app>中加入以下代码(虽然后期有优化的方法,但是很推荐大家记忆下来)

<servlet>
        <!--给这个Servlet起一个名字,一般与类名相同-->
        <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
        <!--全类名-->
        <servlet-class>cn.ideal.web.servlet.ServeltDemo1</servlet-class>
    </servlet>

    <!--配置映射路径-->
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
        <!--外界访问的路径-->
        <url-pattern>/Demo1</url-pattern>
    </servlet-mapping>

现在我们根据我们在url-pattern中配置的路径来访问一下,在控制台中果然输出了,理想二旬不止这个字符串

(2) web.xml的作用

趁热打铁,我们来简单分析一下这个web.xml的因由,其实在web.xml中配置Servlet的目的,就是把在浏览器中的访问路径与对应Servlet绑到一起,上面的例子中就是把访问路径:“/Demo1” 与 “cn.ideal.web.servlet.ServeltDemo1” 绑定到了一起

1、<servlet></servlet> :指定ServletDemo1这个Servlet的名字为ServletDemo1,一般此处与对应类同名

2、<servlet-mapping></servlet=mapping> :设定访问的具体路径

而这两者又通过<servlet-name></servlet-name> 关联在一起

执行过程:

1、当服务器中接受到了浏览器的请求,解析URL路径,获取到Servlet的资源路径

2、寻找web.xml文件,找到 <url-pattern> 标签,寻找对应的全类名<servlet-class>

3、Tomcat将字节码文件加载进内存,并且创建对象,调用其中的方法

所以我们需要知道:Servlet中的大多数方法均不由我们来创建和调用,均由Tomcat完成

(三) Servlet 接口

(1) 生命周期简单概述

我将生命周期简单理解为这样几个过程:

生前——出生——服务——死亡——埋葬

1、生前:当Tomcat第一次访问Servlet,Tomcat会创建Servlet的实例

2、出生:Tomcat会调用init()方法初始化这个对象

3、服务: 客户端访问Servlet的时候,service()方法会被调用

4、死亡: 当Tomcat被关闭或者Servlet长时间不被使用,destroy()方法会被调用

5、埋葬: destroy()方法被调用后,Servlet就等待垃圾回收(不轻易),有需要则用init()方法重新初始化

(2) 生命周期详解

1、生前

服务器会在Servlet第一次被访问时,或者是在服务器启动时创建Servlet。如果服务器启动时就创建Servlet,那么还需要在web.xml文件中进行配置,也就是说默认情况下,Servlet是在第一次访问时由服务器创建的

一个Servlet类型,服务器只创建一个实例对象:例如我们第一次访问<http://localhost:8080/Demo1>,服务器通过/Demo1就找到了cn.ideal.web.servlet.ServeltDemo1 ,服务器就会判断这个类型的Servlet是否创建过,若没有才通过反射来创建ServletDmoe1的实例,否则就直接使用已经存在的实例

2、出生

在Servlet被创建后,服务器会立即调用Servlet的void init(ServletConfig)方法,而且一个Servlet的一生,这个方法只会被调用一次,我们可以把一些对Servlet的初始化工作放到方法中!

3、服务

当服务器每次接收到请求时,都会去调用Servlet的service()方法来处理请求。service()方法是会被调用多次的,服务器接收到一次请求,就会调用service() 方法一次,也正因为如此,所以我们才需要把处理请求的代码写到service()方法中!

4、死亡及埋葬

当服务器关闭时Servlet也需要被销毁了,但是销毁之前,服务器会先调用Servlet中的destroy()方法,我们可以把一些释放资源的代码放到此处

(3) Servlet接口的三个类型

在这五个方法中,我们可以在参数中看到三个我们没有接触过的类型

public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {}

public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {}

也就是这个三个类型:ServletConfig、ServletRequest、ServletResponse

A:ServletConfig

ServletConfig是服务器创建的一个对象,然后传递到Servlet的init()方法中

下述方法中我们简单使用一下第一个 getServletName() 就可以了,后面的方法等我们学写了Context以及其他知识才能更好的理解

//获取Servlet在web.xml文件中的配置名称,即<servlet-name>指定的名称
String getServletName()

//用来获取ServletContext对象
ServletContext getServletContext()

//用来获取在web.xml中配置的初始化参数,通过参数名来获取参数值;
String getInitParameter(String name)

//用来获取在web.xml中配置的所有初始化参数名称
Enumeration getInitParameterNames()

B:ServletRequest & ServletResponse

这两个类型出现在Servlet的service()方法中,分别代表着请求响应对象,并且两者的实例也都是由服务器创建的

但是我们想要做一个web应用,归根结底要和HTTP相挂钩,如果我们希望在service() 方法中使用HTTP相关的功能,可以把 ServletRequest 和 ServletResponse 强转成 HttpServletRequest 和HttpServletResponse

HttpServletRequest方法:

//获取指定请求参数的值;
String getParameter(String paramName)

//获取请求方法,例如GET或POST
String getMethod()

//获取指定请求头的值;
String getHeader(String name)

//设置请求体的编码!
/*
    GET没有请求体,所以这个方法只只对POST请求有效当调用
    这个方法必须在调用getParameter()方法之前调用!
    使用request.setCharacterEncoding(“utf-8”)之后,再通过getParameter()方法获取参数
    时,参数值都已经通过了转码,即转换成了UTF-8编码
*/
void setCharacterEncoding(String encoding)

HttpServletResponse方法:

//获取字符响应流,使用该流可以向客户端输出响应信息。
PrintWriter getWriter()
Eg:response.getWriter().print(“<h1>Just for test</h1>”);

//获取字节响应流,例如可实现向客户端响应一张图片
ServletOutputStream getOutputStream()

//用来设置字符响应流的编码
void setCharacterEncoding(String encoding)

//向客户端添加响应头信息
void setHeader(String name, String value)
Eg:setHeader(“Refresh”, “3;url=http://www.xxx.com”) 表示三秒后自动刷新到该网址

//该方法是setHeader(“content-type”, “xxx”)的简便方法,即用来添加名为content-type响应头的方法
/*
    content-type响应头用来设置响应数据的MIME类型,例如要向客户端响应jpg的图片,那么
    可以setContentType(“image/jepg”),如果响应数据为文本类型,那么还要台同时设置编
    码,例如setContentType(“text/html;chartset=utf-8”)表示响应数据类型为文本类型
    中的html类型,并且该方法会调用setCharacterEncoding(“utf-8”)方法;
*/
void setContentType(String contentType)

//向客户端发送状态码,以及错误消息
void sendError(int code, String errorMsg)

(四) GenericServlet 类

A:通过查看这个类的源码可以知道,该类中只有

public abstract void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

一个方法需要实现,其他的方法已经均在源码中有了定义

B:GenericServlet的init()方法

还需要提一提的两个方法就是

public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        this.config = config;
        this.init();
    }

public void init() throws ServletException {
}

GenericServlet 类实现了Servlet的init(ServletConfig)方法,把参数config赋给了本类的成员config,然后再调用本类自己的无参的init()方法

这个方法是 GenericServlet 自己的方法,而不是从Servlet继承下来的。当我们自定义Servlet时,如果想完成初始化作用就不要再重复 init(ServletConfig) 方法了,而是应该去重写init()方法。因为在 GenericServlet中的 init(ServletConfig) 方法中保存了 ServletConfig 对象,如果覆盖了保存 ServletConfig 的代码,那么就不能再使用 ServletConfig 了

C:实现了ServletConfig接口

GenericServlet还实现了ServletConfig接口,所以可以直接调用getInitParameter()、getServletContext()等ServletConfig的方法。

但是这个类我们仍然不是我们要讲的重点,我们接着看一下下一个类

(五) HttpServlet 类

(1) 概述

在上面我们实现 Servlet 接口,需要实现5个方法,十分麻烦,而HttpServlet类已经实现了Servlet接口的所有方法,编写Servlet时,只需要继承HttpServlet,重写你需要的方法即可,并且它提供了对HTTP请求的特殊支持,更加强大

(2) service()方法

在 HttpServlet 的 service(ServletRequest,ServletResponse)方法中会把 ServletRequestServletResponse 强转成 HttpServletRequestHttpServletResponse

//HttpServlet 源码节选
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
        HttpServletRequest request;
        HttpServletResponse response;
        try {
            request = (HttpServletRequest)req;
            response = (HttpServletResponse)res;
        } catch (ClassCastException var6) {
            throw new ServletException("non-HTTP request or response");
        }

        this.service(request, response);
    }

强转过后,然后调用 HttpServlet 类中提供的 service(HttpServletRequest,HttpServletResponse)方法,这是这个类本身的方法,而不是继承而来的,这说明我们在使用的时候,只需要覆盖 service(HttpServletRequest,HttpServletResponse) 就可以了,不需要再进行强转这个两个对象了

注意:其实还有更一步简化的步骤,也不必使用 service(HttpServletRequest,HttpServletResponse)

(3) doGet() 和 doPost()

在HttpServlet的service(HttpServletRequest,HttpServletResponse) 方法会去判断这个请求是GET还是POST,如果是GET请求,就去调用类中的doGet()方法,如果是POST请求,就去调用doPost()方法,这说明我们在子类中去覆盖doGet()或doPost()方法就可以了

(六) Servlet细节

(1) 线程安全问题

Servlet只会被服务器创建一个实例对象,很多情况下,一个Servlet需要处理多个请求,显然,Servlet虽然效率高,但也不是线程安全的

所以我们不应该在Servlet中轻易创建成员变量,因为可能会存在多个线程同时对这个成员变量进行不同的操作

结论:不要在Servlet中创建成员!创建局部变量即可,可以创建无状态成员量,或者状态只为可读的成员

(2) 服务器启动时就创建Servlet

之前我们将生命周期的时候有说过,Servlet是在第一次访问时由服务器创建的,但我们可以通过在web.xml中对Servlet进行配置,使服务器启动时就创建Servlet

<servlet>
    <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
    <servlet-class>cn.ideal.web.ServletDemo1</servlet-class>
     <!--在<servlet>中配置<load-on-startup>,其中给出一个非负整数!-->
    <load-on-startup>0</load-on-startup>
</servlet>

它的作用是确定服务器启动时创建Servlet的顺序

(3) 一个Servlet可以绑定多个URL

<servlet-mapping>
    <servlet-name>Servlet</servlet-name>
    <url-pattern>/AServlet</url-pattern>
    <url-pattern>/BServlet</url-pattern>
</servlet-mapping>  

这样配置后无论访问/AServlet还是/BServlet,访问的都是AServlet

(4) 通配符匹配问题

<url-pattern>中可以使用通配符,也就是 “ * ” ,它可以匹配任何前缀或者后缀

<!--路径匹配-->
<url-pattern>/servlet/*<url-patter>:/servlet/a、/servlet/b,都匹配/servlet/*;

<!--扩展名匹配-->
<url-pattern>*.xx</url-pattern>:/abc/de.xx、/a.xx,都匹配*.xx;

<!--什么都匹配-->
<url-pattern>/*<url-pattern>:匹配所有URL;

通配符要么为前缀,要么为后缀,不能出现在URL中间位置,并且一个URL中最多只能出现一个通配符,如果存在更具体的地址,会优先访问具体的地址

(七) ServletContext

(1) 概述

服务器会为每个web应用创建一个 ServletContext 对象,可以说它就代表着这个web站点,并且这个对象,在Tomcat启动时就创建,在Tomcat关闭时才会销毁

(2) 功能

所有Servlet都共享着一个ServletContext对象,所以ServletContext对象的作用是在整个Web应用的动态资源之间共享数据,也就是说不同的Servlet之间可以通过ServletContext进行通讯,从而共享数据

(3) 获取ServletContext对象

GenericServlet类有getServletContext()方法,所以可以直接使用this.getServletContext()来获取

public class MyServlet implements Servlet {
    public void init(ServletConfig config) {
        ServletContext context = config.getServletContext();
    }
}
public class MyServlet extends HttpServlet {
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        ServletContext context = this.getServletContext();
    }
}

(4) 域对象的功能

所有域对象都有存取数据的功能,可以将这种存储数据的方式看做,Map的方式

我们来看几个常见的用来操作数据的方法

存储

//用来存储一个对象,也可以称之为存储一个域属性
void setAttribute(String name, Object value)

Eg:servletContext.setAttribute(“xxx”, “XXX”)
//在ServletContext中保存了一个域属性,域属性名称为xxx,域属性的值为XXX

获取

//用来获取ServletContext中的数据
Object getAttribute(String name)
//获取名为xx的域属性
Eg:String value = (String)servletContext.getAttribute(“xxx”);


//获取所有域属性的名称;
Enumeration getAttributeNames()

移除

//用来移除ServletContext中的域属性
void removeAttribute(String name)

访问量统计的小案例

package cn.ideal.web.servlet;

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

public class ServletDemo2 extends GenericServlet {
    @Override
    public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
        //获取ServletContext对象
        ServletContext servletContext = this.getServletContext();
        //获取ServletContext对象中的count属性
        Integer count = (Integer) servletContext.getAttribute("count");
        if (count == null) {
            //如果在ServletContext中不存在count属性,name设置为count的值为1,表示第一次访问
            count = 1;
        } else {
            //如果在Servlet中存在count属性,说明以前被访问过,name让count在原来的基础上加1
            count++;
        }
        servletResponse.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        //向客户端响应本页面被访问的次数
        servletResponse.getWriter().print("<h1>本页面一共访问" + count + "次</h1>");
        //保存count的值到ServletContext对象中
        servletContext.setAttribute("count", count);
    }
}

(八) 获取资源相关方法

(1) 获取路径

使用ServletContext对象可以用来获取Web应用下的资源,例如在一个web应用的根目录下创建aaa.txt文件,WEB-INF目录下创建bbb.txt文件,如果我们想要通过Servlet获取这两者的路径就可以这样来写

//获取aaa.txt的路径
String realPath = servletContext.getRealPath(“/aaa.txt”)

//获取bbb.txt的路径
String realPath = servletContext.getRealPath(“/WEB-INF/b.txt”)

获取单个文件路径是这样,我们还有一种方式,可以获取到指定目录下所有的资源路径,例如获取/WEB-INF下的所有资源路径

Set set = context.getResourcePaths("/WEB-INF");
System.out.println(set);

(2) 获取资源流

不仅我们可以使用ServletContext获取路径,我们还可以获取资源流,以上面假设的两个文件为例

//获取aaa.txt
InputStream in = servletContext.getResourceAsStream(“/aaa.txt”);

//获取bbb.txt
InputStream in = servletContext.getResourceAsStream(“/WEB-INF/b.txt”);

(3) 获取类路径下资源

InputStream in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("xxx.txt");
System.out.println(IOUtils.toString(in));

(九) 使用注解,不再配置web.xml

每创建一个Servlet我们就需要在web.xml中配置,但是如果我们的Servlet版本在3.0以上,就可以选择不创建web.xml,而使用注解来解决,十分简单方便

例如我们创建一个Servlet,配置web.xml如下

<servlet>
    <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
    <servlet-class>cn.ideal.web.servlet.ServletDemo2</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
    <url-pattern>/Demo2</url-pattern>
</servlet-mapping>
//在类名的上方写入这样一句代码,引号内为外部访问路径
@WebServlet("/Demo2")

是不是很简单方便,我们看一下其中的原理:

//WebServlet 源码节选
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WebServlet {
    String name() default "";

    String[] value() default {};

    String[] urlPatterns() default {};

    int loadOnStartup() default -1;

这个注解可以看到,@Target({ElementType.TYPE})作用范围为类上,@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)保留在运行期,name()方法反而在这里没有那么重要,因为在web.xml中,name主要起一个关联的作用,其中我们最重要的就是这个String[] urlPatterns() default {};配置一个地址,它的定义为一个数组,当然配置一个也是可以的,即urlPatterns = "/Demo2"而其中value所代表的最重要的值,其实也就代表这个地址,所以可以写为 Value = "/Demo2" ,而 Value又可以省略,所以可以写成 "/Demo2"

结尾:

如果内容中有什么不足,或者错误的地方,欢迎大家给我留言提出意见, 蟹蟹大家 !^_^

原文发布于微信公众号 - 理想二旬不止(ideal-20)

原文发表时间:2019-08-25

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