Servlet梳理

Posted 2021-02-09 frankltf

Servlet 梳理

概述

• Web 技术成为当今主流的互联网 Web 应用技术之一，而 Servlet 是 Java Web 技术的核心基础。
• 要介绍 Servlet 必须要先把 Servlet 容器说清楚，Servlet 与 Servlet 容器的关系有点像枪和子弹的关系，枪是为子弹而生，而子弹又让枪有了杀伤力。
• Servlet 和Tomcat的关系就是Servlet 与 Servlet 容器的关系

Web 应用的初始化工作

• Web 应用的初始化工作是在 ContextConfig 的 configureStart 方法中实现的，应用的初始化主要是要解析 web.xml 文件，这个文件描述了一个 Web 应用的关键信息，也是一个 Web 应用的入口。
• Tomcat 如何找到web.xml文件
  • 首先会找 globalWebXml ，这个文件的搜索路径是在 engine 的工作目录下寻找以下两个文件中的任一个 org/apache/catalin/startup/NO_DEFAULT_XML 或 conf/web.xml。
  • 接着会找 hostWebXml ，这个文件可能会在 System.getProperty("catalina.base")/conf/${EngineName}/${HostName}/web.xml.default，
  • 接着寻找应用的配置文件 examples/WEB-INF/web.xml。web.xml 文件中的各个配置项将会被解析成相应的属性保存在 WebXml 对象中。
  • 如果当前应用支持 Servlet3.0，解析还将完成额外 9 项工作，这个额外的 9 项工作主要是为 Servlet3.0 新增的特性，包括 jar 包中的 META-INF/web-fragment.xml 的解析以及对 annotations 的支持。
  • 接下去将会将 WebXml 对象中的属性设置到 Context 容器中，这里包括创建 Servlet 对象、filter、listener 等等。这段代码在 WebXml 的 configureContext 方法中。

Servlet 如何工作(如何被调用)

• 当用户从浏览器向服务器发起一个请求，通常会包含如下信息：http://hostname: port /contextpath/servletpath，hostname 和 port 是用来与服务器建立 TCP 连接，而后面的 URL 才是用来选择服务器中那个子容器服务用户的请求。
• Tomcat7.0 中这种映射工作有专门一个类来完成的，这个就是 org.apache.tomcat.util.http.mapper，这个类保存了 Tomcat 的 Container 容器中的所有子容器的信息，当 org.apache.catalina.connector. Request(由org.apache.coyote.Request而来) 类在进入 Container 容器之前，mapper 将会根据这次请求的 hostnane 和 contextpath 将 host 和 context 容器设置到 Request 的 mappingData 属性中。所以当 Request 进入 Container 容器之前，它要访问那个子容器这时就已经确定了。

Servlet生命周期的各个阶段

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• Servlet运行在Servlet容器中，其生命周期由容器来管理。Servlet的生命周期通过javax.servlet.Servlet接口中的init()、service()和destroy()方法来表示。
• 加载和实例化
  • Servlet容器负责加载和实例化Servlet。当Servlet容器启动时，或者在容器检测到需要这个Servlet来响应第一个请求时，创建Servlet实例。当Servlet容器启动后，它必须要知道所需的Servlet类在什么位置，Servlet容器可以从本地文件系统、远程文件系统或者其他的网络服务中通过类加载器加载Servlet类，成功加载后，容器创建Servlet的实例。因为容器是通过Java的反射API来创建Servlet实例，调用的是Servlet的默认构造方法（即不带参数的构造方法），所以我们在编写Servlet类的时候，不应该提供带参数的构造方法。
• 初始化
  • 在Servlet实例化之后，容器将调用Servlet的init()方法初始化这个对象。初始化的目的是为了让Servlet对象在处理客户端请求前完成一些初始化的工作，如建立数据库的连接，获取配置信息等。对于每一个Servlet实例，init()方法只被调用一次。在初始化期间，Servlet实例可以使用容器为它准备的ServletConfig对象从Web应用程序的配置信息（在web.xml中配置）中获取初始化的参数信息。在初始化期间，如果发生错误，Servlet实例可以抛出ServletException异常或者UnavailableException异常来通知容器。ServletException异常用于指明一般的初始化失败，例如没有找到初始化参数；而UnavailableException异常用于通知容器该Servlet实例不可用。例如，数据库服务器没有启动，数据库连接无法建立，Servlet就可以抛出UnavailableException异常向容器指出它暂时或永久不可用。
• 请求处理
  • Servlet容器调用Servlet的service()方法对请求进行处理。要注意的是，在service()方法调用之前，init()方法必须成功执行。在service()方法中，Servlet实例通过ServletRequest对象得到客户端的相关信息和请求信息，在对请求进行处理后，调用ServletResponse对象的方法设置响应信息。在service()方法执行期间，如果发生错误，Servlet实例可以抛出ServletException异常或者UnavailableException异常。如果UnavailableException异常指示了该实例永久不可用，Servlet容器将调用实例的destroy()方法，释放该实例。此后对该实例的任何请求，都将收到容器发送的HTTP 404（请求的资源不可用）响应。如果UnavailableException异常指示了该实例暂时不可用，那么在暂时不可用的时间段内，对该实例的任何请求，都将收到容器发送的HTTP 503（服务器暂时忙，不能处理请求）响应。
• 服务终止
  • 当容器检测到一个Servlet实例应该从服务中被移除的时候，容器就会调用实例的destroy()方法，以便让该实例可以释放它所使用的资源，保存数据到持久存储设备中。当需要释放内存或者容器关闭时，容器就会调用Servlet实例的destroy()方法。在destroy()方法调用之后，容器会释放这个Servlet实例，该实例随后会被Java的垃圾收集器所回收。如果再次需要这个Servlet处理请求，Servlet容器会创建一个新的Servlet实例。
  • 在整个Servlet的生命周期过程中，创建Servlet实例、调用实例的init()和destroy()方法都只进行一次，当初始化完成后，Servlet容器会将该实例保存在内存中，通过调用它的service()方法，为接收到的请求服务。下面给出Servlet整个生命周期过程的UML序列图
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Tomcat如何创建Servlet

• A.先到缓存中寻找有没有这个对象
  如果没有： 1、会读取在webapps目录下所有的web应用中的web.xml文件，然后对 xml文件进行解析，并读取servlet注册信息。然后，将每个应用中注册的servlet类都进行加载，并通过 反射的方式实例化相应的对象（执行构造方法）
  2、tomcat会把对象存放到缓存中
  3、执行初始化方法init
  如果有该对象，直接获取到这个对象
  B. 执行服务方法
  C.返回响应的数据到客户端（浏览器）

HttpServletRequest和HttpServletResponse完成的一些功能

• request.getCookie()
  request.getHeader(String s)
  request.getContextPath()
  request.getSession()
  HttpSession session = request.getSession(boolean create)
  返回当前请求的会话
• HttpServletResponse完成一些的功能
  设http响应头
  设置Cookie
  输出返回数据

JAVA SERVLET API中forward() 与redirect()的区别

• forward是服务器请求资源，服务器直接访问目标地址的URL，把那个URL的响应内容读取过来，然后把这些内容再发给浏览器，其实客户端浏览器只发了一次请求，所以它的地址栏中还是原来的地址，session,request参数都可以获取。
• redirect就是服务端根据逻辑,发送一个状态码,告诉浏览器重新去请求那个地址，相当于客户端浏览器发送了两次请求。

什么情况下调用doGet()和doPost()？

• JSP页面中的form标签里的method属性为get时调用doGet()，为post时调用doPost()；超链接跳转页面时调用doGet()

什么是Servlet链(Servlet Chaining)

• Servlet链是把一个Servlet的输出发送给另一个Servlet的方法。第二个Servlet的输出可以发送给第三个Servlet，依次类推。链条上最后一个Servlet负责把响应发送给客户端。

Servlet安全性问题。

• 由于Servlet是单例的，当多个用户访问Servlet的时候，服务器会为每个用户创建一个线程。当多个用户并发访问Servlet共享资源的时候就会出现线程安全问题
• 如果一个变量需要多个用户共享，则应当在访问该变量的时候，加同步机制synchronized (对象){}
• 如果一个变量不需要共享，则直接在 doGet() 或者 doPost()定义.这样不会存在线程安全问题

开发servlet的三种方法

• 实现servlet接口
  该接口定义了5个方法
• 继承GenericServlet，通过GenericServlet去开发servlet，只需要重写service方法，相对来说要简单一些。
• 继承HttpServlet，通过HttpServlet去开发servlet，需要重写doGet、doPost方法，这是目前用的最多的一种方法。

doGet与doPost方法的两个参数是什么

• HttpServletRequest：封装与请求相关的信息
• HttpServletResponse：封装了与响应相关的信息

jsp与servlet 有什么区别

• jsp在本质上就是servlet，但是两者的创建方式不同，servlet都是java程序代码构成，用于流程控制和事务处理,而jsp由html和jsp标签构成，可以方便地编写动态网页。jsp和servlet主要有两方面不同：编译：jsp修改后就可立刻看到效果，不需要编译，而servlet需要编译。转换：jsp是动态网页开发技术是运行在服务端的脚本语言，而servlet是web服务器的编程技术，所以jsp运行时就是转换为servlet。