【J2EE核心开发学习笔记 005】Servlet开发

时间：2021-08-11 21:03:53

一、Servlet简介

Servlet是sun公司提供的一门用于开发动态web资源的技术。Java Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序，它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。Sun公司在其API中提供了一个servlet接口，用户若想用发一个动态web资源(即开发一个Java程序向浏览器输出数据)，需要完成以下2个步骤：
　　1、编写一个Java类，实现servlet接口。
　　2、把开发好的Java类部署到web服务器中。
按照一种约定俗成的称呼习惯，通常我们也把实现了servlet接口的java程序，称之为Servlet。

二、Servlet架构及运行过程。

(1) Servlet架构

使用 Servlet，我们可以收集来自网页表单的用户输入，呈现来自数据库或者其他源的记录，还可以动态创建网页。Servlet 在 Web 应用程序中的位置如下。

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(2) Servlet运行过程

Servlet程序是由WEB服务器调用，web服务器收到客户端的Servlet访问请求后：
　　①Web服务器首先检查是否已经装载并创建了该Servlet的实例对象。如果是，则直接执行第④步，否则，执行第②步。
　　②装载并创建该Servlet的一个实例对象。
　　③调用Servlet实例对象的init()方法。
　　④创建一个用于封装HTTP请求消息的HttpServletRequest对象和一个代表HTTP响应消息的HttpServletResponse对象，然后调用Servlet的service()方法并将请求和响应对象作为参数传递进去。
　　⑤WEB应用程序被停止或重新启动之前，Servlet引擎将卸载Servlet，并在卸载之前调用Servlet的destroy()方法。

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三、Servlet的生命周期

Servlet 生命周期可被定义为从创建直到毁灭的整个过程。以下是 Servlet 遵循的过程：

  • Servlet 通过调用 init () 方法进行初始化。
  • Servlet 调用 service() 方法来处理客户端的请求。
  • Servlet 通过调用 destroy() 方法终止（结束）。
  • 最后，Servlet 是由 JVM 的垃圾回收器进行垃圾回收的

init() 方法

init 方法被设计成只调用一次。它在第一次创建 Servlet 时被调用，在后续每次用户请求时不再调用。因此，它是用于一次性初始化。当用户调用一个 Servlet 时，就会创建一个 Servlet 实例，每一个用户请求都会产生一个新的线程，适当的时候移交给 doGet 或 doPost 方法。init() 方法简单地创建或加载一些数据，这些数据将被用于 Servlet 的整个生命周期。

service() 方法

service() 方法是执行实际任务的主要方法。Servlet 容器（即 Web 服务器）调用 service() 方法来处理来自客户端（浏览器）的请求，并把格式化的响应写回给客户端service() 方法检查 HTTP 请求类型（GET、POST、PUT、DELETE 等），并在适当的时候调用 doGet、doPost、doPut，doDelete 等方法。所以，我们不需要对 service() 方法做任何动作，只需要根据来自客户端的请求类型来重载 doGet() 或 doPost() 即可，doGet() 和 doPost() 方法是每次服务请求中最常用的方法。

doGet() 方法

GET 请求来自于一个 URL 的正常请求，或者来自于一个未指定 METHOD 的 HTML 表单，它由 doGet() 方法处理。

doPost() 方法

POST 请求来自于一个特别指定了 METHOD 为 POST 的 HTML 表单，它由 doPost() 方法处理。

destroy() 方法

destroy() 方法只会被调用一次，在 Servlet 生命周期结束时被调用。destroy() 方法可以让您的 Servlet 关闭数据库连接、停止后台线程、把 Cookie 列表或点击计数器写入到磁盘，并执行其他类似的清理活动。在调用 destroy() 方法之后，servlet 对象被标记为垃圾回收。

四、使用MyEclipse开发Servlet

在MyEclipse中新建一个web project工程，myeclipse会自动创建下图所示目录结构：

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4.1 Servlet接口实现类

Servlet接口SUN公司定义了两个默认实现类，分别为：GenericServlet、HttpServlet。

　　HttpServlet指能够处理HTTP请求的servlet，它在原有Servlet接口上添加了一些与HTTP协议处理方法，它比Servlet接口的功能更为强大。因此开发人员在编写Servlet时，通常应继承这个类，而避免直接去实现Servlet接口。
　　HttpServlet在实现Servlet接口时，覆写了service方法，该方法体内的代码会自动判断用户的请求方式，如为GET请求，则调用HttpServlet的doGet方法，如为Post请求，则调用doPost方法。因此，开发人员在编写Servlet时，通常只需要覆写doGet或doPost方法，而不要去覆写service方法。

4.2 通过MyEclipse创建和编写Servlet

选中bobo.servlet.study包，右键→New→Servlet，如下图所示：

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这样，我们就通过MyEclipse帮我们创建好一个名字为ServletDemo1的Servlet，创建好的ServletDemo01里面会有如下代码：

package bobo.servlet.study;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class ServletDemo1 extends HttpServlet {

/**
 * The doGet method of the servlet. <br>
 *
 * This method is called when a form has its tag value method equals to get.
 * 
 * @param request the request send by the client to the server
 * @param response the response send by the server to the client
 * @throws ServletException if an error occurred
 * @throws IOException if an error occurred
 */
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {

response.setContentType("text/html");
PrintWriter out = response.getWriter();
out.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">");
out.println("<HTML>");
out.println("  <HEAD><TITLE>A Servlet</TITLE></HEAD>");
out.println("  <BODY>");
out.print("    This is ");
out.print(this.getClass());
out.println(", using the GET method");
out.println("  </BODY>");
out.println("</HTML>");
out.flush();
out.close();
}

/**
 * The doPost method of the servlet. <br>
 *
 * This method is called when a form has its tag value method equals to post.
 * 
 * @param request the request send by the client to the server
 * @param response the response send by the server to the client
 * @throws ServletException if an error occurred
 * @throws IOException if an error occurred
 */
public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {

response.setContentType("text/html");
PrintWriter out = response.getWriter();
out.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">");
out.println("<HTML>");
out.println("  <HEAD><TITLE>A Servlet</TITLE></HEAD>");
out.println("  <BODY>");
out.print("    This is ");
out.print(this.getClass());
out.println(", using the POST method");
out.println("  </BODY>");
out.println("</HTML>");
out.flush();
out.close();
}

}
这些代码都是MyEclipse自动生成的，而web.xml文件中也多了<servlet></servlet>和<servlet-mapping></servlet-mapping>两对标签，这两对标签是配置ServletDemo1的，如下图所示：

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这里我们需要注意，由于客户端是通过URL地址访问web服务器中的资源，所以Servlet程序若想被外界访问，必须把servlet程序映射到一个URL地址上，这个工作在web.xml文件中使用<servlet>元素和<servlet-mapping>元素完成。<servlet>元素用于注册Servlet，它包含有两个主要的子元素：<servlet-name>和<servlet-class>，分别用于设置Servlet的注册名称和Servlet的完整类名。 一个<servlet-mapping>元素用于映射一个已注册的Servlet的一个对外访问路径，它包含有两个子元素：<servlet-name>和<url-pattern>，分别用于指定Servlet的注册名称和Servlet的对外访问路径。

(1) 同一个Servlet可以被映射到多个URL上，即多个<servlet-mapping>元素的<servlet-name>子元素的设置值可以是同一个Servlet的注册名。

(2) 我们也可以在 <url-pattern>正则表达式</url-pattern>中使用正则表达式，匹配的原则就是"谁长得更像就找谁"

(3) 如果某个Servlet的映射路径仅仅为一个正斜杠（/），那么这个Servlet就成为当前Web应用程序的缺省Servlet。凡是在web.xml文件中找不到匹配的<servlet-mapping>元素的URL，它们的访问请求都将交给缺省Servlet处理，也就是说，缺省Servlet用于处理所有其他Servlet都不处理的访问请求。

(4) 当然在Servlet中存在线程安全问题，即当多个客户端并发访问同一个Servlet时，web服务器会为每一个客户端的访问请求创建一个线程，并在这个线程上调用Servlet的service方法，因此service方法内如果访问了同一个资源的话，就有可能引发线程安全问题。我们可以尝试给Servlet对象加一把锁，保证任何时候都只有一个线程在访问该Servlet对象里面的资源，这样就不存在线程安全问题了，这种做法虽然解决了线程安全问题，但是编写Servlet却万万不能用这种方式处理线程安全问题，假如有10000个人同时访问这个Servlet，那么这10000个人必须按先后顺序排队轮流访问。

然后发布程序到Tomcat上，我们就可以通过浏览器访问ServletDemo1这个Servlet，如下图所示：

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五、Servlet开发相关

5.1 通过ServletConfig获取Servlet的初始化参数

我们可以在Servlet的配置文件web.xml中，可以使用一个或多个<init-param>标签为servlet配置一些初始化参数。例如

  <servlet>
    <servlet-name>ServletConfigDemo1</servlet-name>
    <servlet-class>bobo.servlet.study.ServletConfigDemo1</servlet-class>
    <!-- 配置ServletConfigDemo1的初始化参数 -->
    <init-param>
    <param-name>name</param-name>
    <param-value>DaveBobo</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
    <param-name>password</param-name>
    <param-value>123</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
    <param-name>charset</param-name>
    <param-value>UTF-8</param-value>
    </init-param>
  </servlet>
当servlet配置了初始化参数后，web容器在创建servlet实例对象时，会自动将这些初始化参数封装到ServletConfig对象中，并在调用servlet的init方法时，将ServletConfig对象传递给servlet。进而，我们通过ServletConfig对象就可以得到当前servlet的初始化参数信息。比如 

package bobo.servlet.study;

import java.io.IOException;
import java.util.Enumeration;

import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class ServletConfigDemo1 extends HttpServlet {

    private ServletConfig config;//定义ServletConfig对象来接收配置的初始化参数
    
    /**
     * 当servlet配置了初始化参数后，web容器在创建servlet实例对象时，
     * 会自动将这些初始化参数封装到ServletConfig对象中，并在调用servlet的init方法时，
     * 将ServletConfig对象传递给servlet。进而，程序员通过ServletConfig对象就可以
     * 得到当前servlet的初始化参数信息。
     */    
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException{
        this.config = config;
    }
    
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        //获取在web.xml中配置的初始化参数
        String    paramVal = this.config.getInitParameter("name");
        response.getWriter().print(paramVal);
        response.getWriter().print("<hr/>");
        
        //获取所有的初始化参数
        Enumeration<String> e = config.getInitParameterNames();
        while(e.hasMoreElements()){
            String name = e.nextElement();
            String value = config.getInitParameter(name);
            response.getWriter().print(name +"=" + value + "<br/>");
        }
    }
    
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
          throws ServletException, IOException {
        this.doGet(request, response);
    }
}
我们运行结果可以看到

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5.2 ServletContext对象开发应用

(1) 多个Servlet通过ServletContext对象实现数据共享

WEB容器在启动时，它会为每个WEB应用程序都创建一个对应的ServletContext对象，它代表当前web应用。ServletConfig对象中维护了ServletContext对象的引用，开发人员在编写servlet时，可以通过ServletConfig.getServletContext方法获得ServletContext对象。由于一个WEB应用中的所有Servlet共享同一个ServletContext对象，因此Servlet对象之间可以通过ServletContext对象来实现通讯。ServletContext对象通常也被称之为context域对象。

例如：ServletContextDemo1和ServletContextDemo2通过ServletContext对象实现数据共享

package bobo.servlet.study;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

import javax.servlet.ServletContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class ServletContextDemo1 extends HttpServlet {

public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {

String data = "DaveBobo";
/**
 * ServletConfig对象中维护了ServletContext对象的引用，开发人员在编写servlet时，
 * 可以通过ServletConfig.getServletContext方法获得ServletContext对象。
 */
ServletContext context = this.getServletConfig().getServletContext();//获得ServletContext对象
context.setAttribute("data", data);//将data存储到ServletContext对象中
}

public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
doGet(request,response);
}

}
package bobo.servlet.study;import java.io.IOException;import javax.servlet.ServletContext;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;public class ServletContextDemo2 extends HttpServlet {public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException {ServletContext context = this.getServletContext();String data = (String) context.getAttribute("data");//从ServletContext对象中取出数据response.getWriter().print("data="+data);}public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException {doGet(request, response);}}
先运行ServletContextDemo1，将数据data存储到ServletContext对象中，然后运行ServletContextDemo2就可以从ServletContext对象中取出数据了，这样就实现了数据共享，如下图所示：

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(2) 获取WEB应用的初始化参数

在web.xml文件中使用<context-param>标签配置WEB应用的初始化参数，如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app version="3.0" 
xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" 
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee 
http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd">
  <display-name></display-name>
  <!-- 配置WEB应用的初始化参数 -->
  <context-param>
  <param-name>url</param-name>
  <param-value>jdbc:mysql://localhost:3306/test</param-value>
  </context-param>
  <servlet>
    <description>This is the description of my J2EE component</description>
    <display-name>This is the display name of my J2EE component</display-name>
    <servlet-name>ServletContextDemo3</servlet-name>
    <servlet-class>bobo.servlet.study.ServletContextDemo3</servlet-class>
  </servlet>

  <servlet-mapping>
    <servlet-name>ServletContextDemo3</servlet-name>
    <url-pattern>/servlet/ServletContextDemo3</url-pattern>
  </servlet-mapping>
  <welcome-file-list>
    <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
  </welcome-file-list>
</web-app>
获取Web应用的初始化参数，代码如下： 

package bobo.servlet.study;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.ServletContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class ServletContextDemo3 extends HttpServlet {

public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
ServletContext context = this.getServletContext();
//获取整个web站点的初始化参数
String contextInitParam = context.getInitParameter("url");
response.getWriter().print(contextInitParam);
}

public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
doGet(request, response);
}

}
运行结果

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(3) 用servletContext实现请求转发

ServletContextDemo4.java

package bobo.servlet.study;

import java.io.IOException;
import javax.servlet.RequestDispatcher;
import javax.servlet.ServletContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class ServletContextDemo4 extends HttpServlet {

    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        String data = "<h1><font color='red'>DaveBobo</font></h1>";
        response.getOutputStream().write(data.getBytes());
        ServletContext context = this.getServletContext();//获取ServletContext对象
        RequestDispatcher rd = context.getRequestDispatcher("/servlet/ServletContextDemo5");//获取请求转发对象(RequestDispatcher)
        rd.forward(request, response);//调用forward方法实现请求转发
    }

    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
    }
}

ServletContextDemo5.java

package bobo.servlet.study;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class ServletContextDemo5 extends HttpServlet {

public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
response.getOutputStream().write("servletDemo5".getBytes());
}

public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
this.doGet(request, response);
}

}

访问的是ServletContextDemo4，浏览器显示的却是ServletContextDemo5的内容，这就是使用ServletContext实现了请求转发

(4) 利用ServletContext对象读取资源文件

项目目录结构如下：

【J2EE核心开发学习笔记 005】Servlet开发

使用servletContext读取资源文件

package bobo.servlet.study;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.text.MessageFormat;
import java.util.Properties;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * 使用servletContext读取资源文件
 * 
 * @author DaveBobo
 * 
 */
public class ServletContextDemo6 extends HttpServlet {

    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException { 
        /**
         * response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");目的是控制浏览器用UTF-8进行解码；
         * 这样就不会出现中文乱码了
         */
        response.setHeader("content-type","text/html;charset=UTF-8");
        readSrcDirPropCfgFile(response);//读取src目录下的properties配置文件
    }

    /**
     * 通过ServletContext对象读取src目录下的properties配置文件
     * @param response
     * @throws IOException
     */
    private void readSrcDirPropCfgFile(HttpServletResponse response) throws IOException {
        /**
         * 通过ServletContext对象读取src目录下的db.properties配置文件
         */
        InputStream in = this.getServletContext().getResourceAsStream("/WEB-INF/classes/db.properties");
        Properties prop = new Properties();
        prop.load(in);
        String driver = prop.getProperty("driver");
        String url = prop.getProperty("url");
        String username = prop.getProperty("username");
        String password = prop.getProperty("password");
        response.getWriter().println("读取src目录下的db.properties配置文件：<br/>");
        response.getWriter().println(
                MessageFormat.format(
                        "driver={0},url={1},username={2},password={3}", 
                        driver,url, username, password));
    }

    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        this.doGet(request, response);
    }

}
运行结果

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另外我们也可以使用类装载器来读取资源文件这里就不介绍了。

(5) 在客户端缓存Servlet的输出

对于不经常变化的数据，在servlet中可以为其设置合理的缓存时间值，以避免浏览器频繁向服务器发送请求，提升服务器的性能。例如：

package bobo.servlet.study;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class ServletContextDemo5 extends HttpServlet {

public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
 /**
  * 设置数据合理的缓存时间值，以避免浏览器频繁向服务器发送请求，提升服务器的性能
  * 这里是将数据的缓存时间设置为1天
  */
    response.setDateHeader("expires",System.currentTimeMillis() + 24 * 3600 * 1000);
response.getOutputStream().write("servletDemo5".getBytes());
}

public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
this.doGet(request, response);
}

}
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