JavaWeb系列：Servlet

Posted 2020-09-22

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Servlet简介

　　Servlet是Java Web的技术核心之一，而且也是另一技术核心Java Server Pages（JPS）的支撑基础。文章的主要部分将介绍Servlet的使用以及原理，还有Servlet的载体，这里选用Tomcat。

　　一个Servlet是一个Java 类，经由Servlet容器创建、调用、销毁，也就是说Servlet容器管理着Servlet的生命周期。它在服务器工作期间将驻留在内存中，响应客户端发来的对应请求。下面是一个Servlet应用的基础架构，其中屏蔽了很多细节，我们将渐渐深入解析。

　　①浏览器接受到用户输入指令，转而生成Http响应指令发送至Servlet容器；

　　②Servlet容器是一种特殊的Http服务器，将分析Http请求是否是静态数据，如果是则直接发送静态数据；

　　③如果对应的是某一Servlet的第一次调用，则交给Servlet容器创建Servlet，并将Request和Response交由Servlet处理；

　　④处理完结果Response返回至Servlet容器，Servlet容器包装Response之后返回Http响应；

　　⑤浏览器接收Http响应并根据结果请求更多内容和渲染画面，一次交互结束。

 Tomcat容器

　　Tomcat容器是一种大家比较熟悉的Servlet容器，解析Servlet容器的工作方式有利于大家理解Servlet。

　　Tomcat容器采用众多容器来管理，而底层是Servlet容器，Servlet容器又管理着Context容器，Context容器管理着的是Wrapper类。

　　Wrapper类是Servlet的包装类，也就是说真正管理Servlet的是Context容器，一个Context容器表示一个application，一个Context容器管理着很多Wrapper类（Servlet）。为了验证这一点，我们看以下Tomcat的一个启动类org.apache.catalina.startup.Tomcat源码：

public Context addWebapp(Host host, String url, String path) { 
        silence(url); 
  
        Context ctx = new StandardContext(); 
        ctx.setPath( url ); 
        ctx.setDocBase(path); 
        if (defaultRealm == null) { 
            initSimpleAuth(); 
        } 
        ctx.setRealm(defaultRealm); 
  
        ctx.addLifecycleListener(new DefaultWebXmlListener()); 
          
        ContextConfig ctxCfg = new ContextConfig(); 
        ctx.addLifecycleListener(ctxCfg); 
          
        // prevent it from looking ( if it finds one - it‘ll have dup error ) 
        ctxCfg.setDefaultWebXml("org/apache/catalin/startup/NO_DEFAULT_XML"); 
          
        if (host == null) { 
            getHost().addChild(ctx); 
        } else { 
            host.addChild(ctx); 
        } 
  
        return ctx; 
    } 

每当新增一个application，Tomcat容器会调用一次addWebapp（）函数，也就是每次都会创建一个新的StandardContext；

 public static Wrapper addServlet(Context ctx,  
                                      String servletName,  
                                      String servletClass) { 
        // will do class for name and set init params 
        Wrapper sw = ctx.createWrapper(); 
        sw.setServletClass(servletClass); 
        sw.setName(servletName); 
        ctx.addChild(sw); 
          
        return sw; 
    } 

Context可以添加Wrapper类，而Wrapper类接受的参数就可以明白它是一个Servlet的包装类。

Servlet层次结构

java.servlet

javax.servlet.http

掌握上述接口和类就可以熟练地进行servlet编程，下面我们重点描述其中几个，其余就进行功能描述：

　　①Servlet

　　所有Servlet都必须实现这一接口，主要用于容器配置Servlet，实现初始化，调用，销毁等功能，也就是servlet的生命周期管理函数；

　　void init(ServletConfig config) throws ServletException　　//初始化
　　ServletConfig getServletConfig()　　//获取servletConfig对象
　　void service(ServletRequest req,ServletResponse res)throws ServletException,IOException　　//当每次有一个对应的servlet请求时，容器会调用service方法
　　void destroy()　　//销毁servlet

　　②servletconfig和servletcontext

　　这两个类是用于配置servlet环境。

　　servletconfig是用于配置单独当前servlet环境，主要的功能是获取ServletContext；

　　String getInitParameter(String name)　　//获取初始化参数，使用者可制定servlet如何初始化
　　ServletContext getServletContext()　　//获取servletcontext，后面将介绍

　　servletcontext是用于配置context环境，还记得刚说过context管理着servlet的包装类？

　　void setAttribute(String name,Object object)　　//在context上下文中设置保存一个对象
　　Object getAttribute(String name)　　//获取保存的对象
　　Enumeration getInitParameterNames()　　//获取初始化参数
　　String getRealPath(String path)　　//获取对应path的物理路径
　　URL getResource(String path)throws MalformedURLException　　//获取对应path的相对路径
　　void log(String message,Throwable throwable)　　//当异常发生时记录日志

 　　③HttpServlet

　　protected void doGet(HttpServletRequest req,HttpServletResponse resp)throws ServletException,IOException 
　　protected void doPost(HttpServletRequest req,HttpServletResponse resp)throws ServletException,IOException

　　④RequestDispatcher

　　RequestDispatcher是一个Web资源的包装器，可以用来把当前request传递到该资源，或者把新的资源包括到当前响应中。

　　void forward(ServletRequest request,ServletResponse response)throws ServletException,IOException    //把request转发至服务器中的另一资源
　　void include(ServletRequest request,ServletResponse response)throws ServletException,IOException    //把资源包含到响应中

　　⑤Cookie和HttpSession

　　Http是无状态协议，所以需要有一个“地方”用来保存某些状态信息，Cookie是保存在客户端的“地方”，而Session是服务端的“地方”。

　　Cookie和HttpSession是javaBean，被用来进行传输保存的对象，没什么好说的。

　　⑥HttpServletRequest和HttpServletResponse

　　HttpServletRequest

　　Cookie[] getCookies()    //获取浏览器的cookies
　　Enumeration getHeaders(String name)    //获取requset包含的请求头信息
　　HttpSession getSession(boolean create)      //create参数为true并没有session创建一个session，有session则获取之前创建的session　　
　　void setAttribute(String name,Object o)　　//设置attribute对象
　　Object getAttribute(String name)　　//获取request中设定的attribute对象
　　void setCharacterEncoding(String env)throws UnsupportedEncodingException　　//设置编码集
　　String getCharacterEncoding()　　//获取编码集
　　ServletInputStream getInputStream()　　//获取request输入字节流
　　BufferedReader getReader()throws IOException　　//获取request输入字符流
　　RequestDispatcher getRequestDispatcher(String path)　　//获取RequestDispatcher
　　String getParameter(String name)　　//获取浏览器设置的参数

　　HttpServletResponse

　　void addCookie(Cookie cookie)    //添加cookie
　　void addHeader(String name,String value)    //添加头信息
　　void setHeader(String name,String value)    //设置头信息
　　String encodeURL(String url)    //编码一个url使之追加sessionID，用于一些浏览器禁止cookie时使用，可和getSession(boolean create)配合使用
　　String getCharacterEncoding()    
　　void setCharacterEncoding(String charset)
　　ServletOutputStream getOutputStream()throws IOException    //获取输出字节流
　　PrintWriter getWriter()throws IOException    //获取输出字符流

　　⑦Filter和FilterChain

　　Filter过滤器可以用来过滤http请求和响应，使之调用特定servlet的service之前或之后执行特定的任务，如：

　　1) Authentication Filters
　　2) Logging and Auditing Filters
　　3) Image conversion Filters
　　4) Data compression Filters
　　5) Encryption Filters
　　6) Tokenizing Filters
　　7) Filters that trigger resource access events
　　8) XSL/T filters
　　9) Mime-type chain Filter 

<web-app>
<filter>
<filter-name>
Basic Filter
</filter-name>
<filter-class>
BasicFilter
</filter-class>
</filter>
/*********************************/
<filter-mapping>
<filter-name>
Basic Filter
</filter-name>
<servlet-name>
FilteredServlet
</servlet-name>
</filter-mapping>
/*********************************/
<servlet>
<servlet-name>
FilteredServlet
</servlet-name>
</servlet>
</web-app>

void init(FilterConfig filterConfig)throws ServletException    //初始化过滤器，其中config可以在web.xml这种配置文件中配置
void doFilter(ServletRequest request,ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException,ServletException   
//FilterChain是一条过滤器链，这个方法使之跳转到下一个Filter
void destroy()    //被容器调用，销毁这个filter

　　⑧其他

　　其他接口或者对象是Listener、event、exception等，在整个生命周期里可以设计监听对象，用专门的事件来进行通知，按接口来就可以了，没什么好讲。

 

参考书籍和文章：

　　　　java for the web with servlet，jsp and ejb

　　　　深入Java Web技术内幕

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