JavaWeb学习之Servlet3.0新特性详解

Posted 2023-02-22 小明TI

• 异步处理支持：有了该特性，Servlet 线程不再需要一直阻塞，直到业务处理完毕才能再输出响应，最后才结束该 Servlet 线程。在接收到请求之后，Servlet 线程可以将耗时的操作委派给另一个线程来完成，自己在不生成响应的情况下返回至容器。针对业务处理较耗时的情况，这将大大减少服务器资源的占用，并且提高并发处理速度。
• 新增的注解支持：该版本新增了若干注解，用于简化 Servlet、过滤器（Filter）和监听器（Listener）的声明，这使得 web.xml 部署描述文件从该版本开始不再是必选的了。
• 可插性支持：熟悉 Struts2 的开发者一定会对其通过插件的方式与包括 Spring 在内的各种常用框架的整合特性记忆犹新。将相应的插件封装成 JAR 包并放在类路径下，Struts2 运行时便能自动加载这些插件。现在 Servlet 3.0 提供了类似的特性，开发者可以通过插件的方式很方便的扩充已有 Web 应用的功能，而不需要修改原有的应用。

异步处理支持
Servlet 3.0 之前，一个普通 Servlet 的主要工作流程大致如下：首先，Servlet 接收到请求之后，可能需要对请求携带的数据进行一些预处理；接着，调用业务接口的某些方法，以完成业务处理；最后，根据处理的结果提交响应，Servlet 线程结束。其中第二步的业务处理通常是最耗时的，这主要体现在数据库操作，以及其它的跨网络调用等，在此过程中，Servlet 线程一直处于阻塞状态，直到业务方法执行完毕。在处理业务的过程中，Servlet 资源一直被占用而得不到释放，对于并发较大的应用，这有可能造成性能的瓶颈。对此，在以前通常是采用私有解决方案来提前结束 Servlet 线程，并及时释放资源。
Servlet 3.0 针对这个问题做了开创性的工作，现在通过使用 Servlet 3.0 的异步处理支持，之前的 Servlet 处理流程可以调整为如下的过程：首先，Servlet 接收到请求之后，可能首先需要对请求携带的数据进行一些预处理；接着，Servlet 线程将请求转交给一个异步线程来执行业务处理，线程本身返回至容器，此时 Servlet 还没有生成响应数据，异步线程处理完业务以后，可以直接生成响应数据（异步线程拥有 ServletRequest 和 ServletResponse 对象的引用），或者将请求继续转发给其它 Servlet。如此一来， Servlet 线程不再是一直处于阻塞状态以等待业务逻辑的处理，而是启动异步线程之后可以立即返回。
异步处理特性可以应用于 Servlet 和过滤器两种组件，由于异步处理的工作模式和普通工作模式在实现上有着本质的区别，因此默认情况下，Servlet 和过滤器并没有开启异步处理特性，如果希望使用该特性，则必须按照如下的方式启用：
对于使用传统的部署描述文件 (web.xml) 配置 Servlet 和过滤器的情况，Servlet 3.0 为 和 标签增加了 子标签，该标签的默认取值为 false，要启用异步处理支持，则将其设为 true 即可。以 Servlet 为例，其配置方式如下所示：

DemoServlet
footmark.servlet.Demo Servlet
true

对于使用 Servlet 3.0 提供的 @WebServlet 和 @WebFilter 进行 Servlet 或过滤器配置的情况，这两个注解都提供了 asyncSupported 属性，默认该属性的取值为 false，要启用异步处理支持，只需将该属性设置为 true 即可。以 @WebFilter 为例，其配置方式如下所示：
@WebFilter(urlPatterns = “/demo”,asyncSupported = true)
public class DemoFilter implements Filter…
一个简单的模拟异步处理的 Servlet 示例如下：
@WebServlet(urlPatterns = “/demo”, asyncSupported = true)
public class AsyncDemoServlet extends HttpServlet
@Override
public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws IOException, ServletException
resp.setContentType(“text/html;charset=UTF-8”);
PrintWriter out = resp.getWriter();
out.println(“进入Servlet的时间：” + new Date() + “.”);
out.flush();

    //在子线程中执行业务调用，并由其负责输出响应，主线程退出
    AsyncContext ctx = req.startAsync();
    new Thread(new Executor(ctx)).start();

    out.println("结束Servlet的时间：" + new Date() + ".");
    out.flush();

public class Executor implements Runnable
private AsyncContext ctx = null;
public Executor(AsyncContext ctx)
this.ctx = ctx;

public void run()
    try 
        //等待十秒钟，以模拟业务方法的执行
        Thread.sleep(10000);
        PrintWriter out = ctx.getResponse().getWriter();
        out.println("业务处理完毕的时间：" + new Date() + ".");
        out.flush();
        ctx.complete();
     catch (Exception e) 
        e.printStackTrace();
    

除此之外，Servlet 3.0 还为异步处理提供了一个监听器，使用 AsyncListener 接口表示。它可以监控如下四种事件：
异步线程开始时，调用 AsyncListener 的 onStartAsync(AsyncEvent event) 方法；
异步线程出错时，调用 AsyncListener 的 onError(AsyncEvent event) 方法；
异步线程执行超时，则调用 AsyncListener 的 onTimeout(AsyncEvent event) 方法；
异步执行完毕时，调用 AsyncListener 的 onComplete(AsyncEvent event) 方法；
要注册一个 AsyncListener，只需将准备好的 AsyncListener 对象传递给 AsyncContext 对象的 addListener() 方法即可，如下所示：
AsyncContext ctx = req.startAsync();
ctx.addListener(new AsyncListener()
public void onComplete(AsyncEvent asyncEvent) throws IOException
// 做一些清理工作或者其他

…
);
新增的注解支持
Servlet 3.0 的部署描述文件 web.xml 的顶层标签 有一个 metadata-complete 属性，该属性指定当前的部署描述文件是否是完全的。如果设置为 true，则容器在部署时将只依赖部署描述文件，忽略所有的注解（同时也会跳过 web-fragment.xml 的扫描，亦即禁用可插性支持，具体请看后文关于 可插性支持的讲解）；如果不配置该属性，或者将其设置为 false，则表示启用注解支持（和可插性支持）。
@WebServlet
@WebServlet 用于将一个类声明为 Servlet，该注解将会在部署时被容器处理，容器将根据具体的属性配置将相应的类部署为 Servlet。该注解具有下表给出的一些常用属性（以下所有属性均为可选属性，但是 vlaue 或者 urlPatterns 通常是必需的，且二者不能共存，如果同时指定，通常是忽略 value 的取值）：
表 1. @WebServlet 主要属性列表
属性名 类型 描述
name String 指定 Servlet 的 name 属性，等价于 。如果没有显式指定，则该 Servlet 的取值即为类的全限定名。
value String[] 该属性等价于 urlPatterns 属性。两个属性不能同时使用。
urlPatterns String[] 指定一组 Servlet 的 URL 匹配模式。等价于 标签。
loadOnStartup int 指定 Servlet 的加载顺序，等价于 标签。
initParams WebInitParam[] 指定一组 Servlet 初始化参数，等价于 标签。
asyncSupported boolean 声明 Servlet 是否支持异步操作模式，等价于 标签。
description String 该 Servlet 的描述信息，等价于 标签。
displayName String 该 Servlet 的显示名，通常配合工具使用，等价于 标签。
下面是一个简单的示例：
@WebServlet(urlPatterns = “/simple”, asyncSupported = true,
loadOnStartup = -1, name = “SimpleServlet”, displayName = “ss”,
initParams = @WebInitParam(name = “username”, value = “tom”)
)
public class SimpleServlet extends HttpServlet …
如此配置之后，就可以不必在 web.xml 中配置相应的 和 元素了，容器会在部署时根据指定的属性将该类发布为 Servlet。它的等价的 web.xml 配置形式如下：

ss
SimpleServlet
footmark.servlet.SimpleServlet
-1
true

username
tom



SimpleServlet
/simple

@WebInitParam
该注解通常不单独使用，而是配合 @WebServlet 或者 @WebFilter 使用。它的作用是为 Servlet 或者过滤器指定初始化参数，这等价于 web.xml 中 和 的 子标签。@WebInitParam 具有下表给出的一些常用属性：
表 2. @WebInitParam 的常用属性
属性名 类型 是否可选 描述
name String 否 指定参数的名字，等价于 。
value String 否 指定参数的值，等价于 。
description String 是 关于参数的描述，等价于 。
@WebFilter
@WebFilter 用于将一个类声明为过滤器，该注解将会在部署时被容器处理，容器将根据具体的属性配置将相应的类部署为过滤器。该注解具有下表给出的一些常用属性 ( 以下所有属性均为可选属性，但是 value、urlPatterns、servletNames 三者必需至少包含一个，且 value 和 urlPatterns 不能共存，如果同时指定，通常忽略 value 的取值 )：
表 3. @WebFilter 的常用属性
属性名 类型 描述
filterName String 指定过滤器的 name 属性，等价于
value String[] 该属性等价于 urlPatterns 属性。但是两者不应该同时使用。
urlPatterns String[] 指定一组过滤器的 URL 匹配模式。等价于 标签。
servletNames String[] 指定过滤器将应用于哪些 Servlet。取值是 @WebServlet 中的 name 属性的取值，或者是 web.xml 中 的取值。
dispatcherTypes DispatcherType 指定过滤器的转发模式。具体取值包括：
ASYNC、ERROR、FORWARD、INCLUDE、REQUEST。
initParams WebInitParam[] 指定一组过滤器初始化参数，等价于 标签。
asyncSupported boolean 声明过滤器是否支持异步操作模式，等价于 标签。
description String 该过滤器的描述信息，等价于 标签。
displayName String 该过滤器的显示名，通常配合工具使用，等价于 标签。
下面是一个简单的示例：
@WebFilter(servletNames = “SimpleServlet”,filterName=”SimpleFilter”)
public class LessThanSixFilter implements Filter…
如此配置之后，就可以不必在 web.xml 中配置相应的 和 元素了，容器会在部署时根据指定的属性将该类发布为过滤器。它等价的 web.xml 中的配置形式为：

SimpleFilter
xxx


SimpleFilter
SimpleServlet

@WebListener
该注解用于将类声明为监听器，被 @WebListener 标注的类必须实现以下至少一个接口：
ServletContextListener
ServletContextAttributeListener
ServletRequestListener
ServletRequestAttributeListener
HttpSessionListener
HttpSessionAttributeListener
该注解使用非常简单，其属性如下：
表 4. @WebListener 的常用属性
属性名 类型 是否可选 描述
value String 是 该监听器的描述信息。
一个简单示例如下：
@WebListener(“This is only a demo listener”)
public class SimpleListener implements ServletContextListener…
如此，则不需要在 web.xml 中配置 标签了。它等价的 web.xml 中的配置形式如下：

footmark.servlet.SimpleListener

@MultipartConfig
该注解主要是为了辅助 Servlet 3.0 中 HttpServletRequest 提供的对上传文件的支持。该注解标注在 Servlet 上面，以表示该 Servlet 希望处理的请求的 MIME 类型是 multipart/form-data。另外，它还提供了若干属性用于简化对上传文件的处理。具体如下：
表 5. @MultipartConfig 的常用属性
属性名 类型 是否可选 描述
fileSizeThreshold int 是 当数据量大于该值时，内容将被写入文件。
location String 是 存放生成的文件地址。
maxFileSize long 是 允许上传的文件最大值。默认值为 -1，表示没有限制。
maxRequestSize long 是 针对该 multipart/form-data 请求的最大数量，默认值为 -1，表示没有限制。
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可插性支持
如果说 3.0 版本新增的注解支持是为了简化 Servlet/ 过滤器 / 监听器的声明，从而使得 web.xml 变为可选配置， 那么新增的可插性 (pluggability) 支持则将 Servlet 配置的灵活性提升到了新的高度。熟悉 Struts2 的开发者都知道，Struts2 通过插件的形式提供了对包括 Spring 在内的各种开发框架的支持，开发者甚至可以自己为 Struts2 开发插件，而 Servlet 的可插性支持正是基于这样的理念而产生的。使用该特性，现在我们可以在不修改已有 Web 应用的前提下，只需将按照一定格式打成的 JAR 包放到 WEB-INF/lib 目录下，即可实现新功能的扩充，不需要额外的配置。
Servlet 3.0 引入了称之为“Web 模块部署描述符片段”的 web-fragment.xml 部署描述文件，该文件必须存放在 JAR 文件的 META-INF 目录下，该部署描述文件可以包含一切可以在 web.xml 中定义的内容。JAR 包通常放在 WEB-INF/lib 目录下，除此之外，所有该模块使用的资源，包括 class 文件、配置文件等，只需要能够被容器的类加载器链加载的路径上，比如 classes 目录等。
现在，为一个 Web 应用增加一个 Servlet 配置有如下三种方式 ( 过滤器、监听器与 Servlet 三者的配置都是等价的，故在此以 Servlet 配置为例进行讲述，过滤器和监听器具有与之非常类似的特性 )：
编写一个类继承自 HttpServlet，将该类放在 classes 目录下的对应包结构中，修改 web.xml，在其中增加一个 Servlet 声明。这是最原始的方式；
编写一个类继承自 HttpServlet，并且在该类上使用 @WebServlet 注解将该类声明为 Servlet，将该类放在 classes 目录下的对应包结构中，无需修改 web.xml 文件。
编写一个类继承自 HttpServlet，将该类打成 JAR 包，并且在 JAR 包的 META-INF 目录下放置一个 web-fragment.xml 文件，该文件中声明了相应的 Servlet 配置。web-fragment.xml 文件示例如下：