Servlet

什么是Servlet

Servlet（Server Applet），全称Java Servlet，未有中文译文。是用Java编写的服务器端程序。

其主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容。狭义的Servlet是指Java语言实现的一个接口，广义的Servlet是指任何实现了这个Servlet接口的类，

一般情况下，人们将Servlet理解为后者。

Servlet运行于支持Java的应用服务器中。从实现上讲，Servlet可以响应任何类型的请求，但绝大多数情况下Servlet只用来扩展基于HTTP协议的Web服务器。
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Servlet API 包含以下4个Java包：

1.javax.servlet 其中包含定义servlet和servlet容器之间契约的类和接口。

2.javax.servlet.http 其中包含定义HTTP Servlet 和Servlet容器之间的关系。

3.javax.servlet.annotation 其中包含标注servlet，Filter,Listener的标注。它还为被标注元件定义元数据。

4.javax.servlet.descriptor，其中包含提供程序化登录Web应用程序的配置信息的类型。
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Servlet 的使用方法

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Servlet技术的核心是Servlet，它是所有Servlet类必须直接或者间接实现的一个接口。在编写实现Servlet的Servlet类时，直接实现它。在扩展实现这个这个接口的类时，间接实现它。

 

Servlet 的工作原理

Servlet接口定义了Servlet与servlet容器之间的契约。这个契约是：Servlet容器将Servlet类载入内存，并产生Servlet实例和调用它具体的方法。但是要注意的是，在一个应用程序中，每种Servlet类型只能有一个实例。

 

用户请求致使Servlet容器调用Servlet的Service（）方法，并传入一个ServletRequest对象和一个ServletResponse对象。ServletRequest对象和ServletResponse对象都是由Servlet容器（例如TomCat）封装好的，并不需要程序员去实现，程序员可以直接使用这两个对象。

ServletRequest中封装了当前的Http请求，因此，开发人员不必解析和操作原始的Http数据。ServletResponse表示当前用户的Http响应，程序员只需直接操作ServletResponse对象就能把响应轻松的发回给用户。

对于每一个应用程序，Servlet容器还会创建一个ServletContext对象。这个对象中封装了上下文（应用程序）的环境详情。每个应用程序只有一个ServletContext。每个Servlet对象也都有一个封装Servlet配置的ServletConfig对象。

Servlet 的生命周期
其中，init( ),service( ),destroy( )是Servlet生命周期的方法。代表了Servlet从“出生”到“工作”再到“死亡 ”的过程。Servlet容器（例如TomCat）会根据下面的规则来调用这三个方法：

1.init( ),当Servlet第一次被请求时，Servlet容器就会开始调用这个方法来初始化一个Servlet对象出来，但是这个方法在后续请求中不会在被Servlet容器调用，就像人只能“出生”一次一样。我们可以利用init（ ）方法来执行相应的初始化工作。调用这个方法时，Servlet容器会传入一个ServletConfig对象进来从而对Servlet对象进行初始化。

2.service( )方法，每当请求Servlet时，Servlet容器就会调用这个方法。就像人一样，需要不停的接受老板的指令并且“工作”。第一次请求时，Servlet容器会先调用init( )方法初始化一个Servlet对象出来，然后会调用它的service( )方法进行工作，但在后续的请求中，Servlet容器只会调用service方法了。

3.destory,当要销毁Servlet时，Servlet容器就会调用这个方法，就如人一样，到时期了就得死亡。在卸载应用程序或者关闭Servlet容器时，就会发生这种情况，一般在这个方法中会写一些清除代码。
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Servlet 的其它两个方法：
getServletInfo（ ），这个方法会返回Servlet的一段描述，可以返回一段字符串。

getServletConfig（ ），这个方法会返回由Servlet容器传给init（ ）方法的ServletConfig对象。
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ServletConfig接口
当Servlet容器初始化Servlet时，Servlet容器会给Servlet的init( )方式传入一个ServletConfig对象。

其中几个方法如下：

 

 

 

ServletContext对象
ServletContext对象表示Servlet应用程序。每个Web应用程序都只有一个ServletContext对象。在将一个应用程序同时部署到多个容器的分布式环境中，每台Java虚拟机上的Web应用都会有一个ServletContext对象。

通过在ServletConfig中调用getServletContext方法，也可以获得ServletContext对象。

那么为什么要存在一个ServletContext对象呢？存在肯定是有它的道理，因为有了ServletContext对象，就可以共享从应用程序中的所有资料处访问到的信息，并且可以动态注册Web对象。前者将对象保存在ServletContext中的一个内部Map中。保存在ServletContext中的对象被称作属性。

ServletContext中的下列方法负责处理属性：

 

Object getAttribute(String var1);

Enumeration<String> getAttributeNames();

void setAttribute(String var1, Object var2);

void removeAttribute(String var1);

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HttpServlet抽象类
HttpServlet抽象类是继承于GenericServlet抽象类而来的。使用HttpServlet抽象类时，还需要借助分别代表Servlet请求和Servlet响应的HttpServletRequest和HttpServletResponse对象。

HttpServletRequest接口扩展于javax.servlet.ServletRequest接口，HttpServletResponse接口扩展于javax.servlet.servletResponse接口。

 

public interface HttpServletRequest extends ServletRequest
public interface HttpServletResponse extends ServletResponse
HttpServlet抽象类覆盖了GenericServlet抽象类中的Service( )方法，并且添加了一个自己独有的Service(HttpServletRequest request，HttpServletResponse方法。

让我们来具体的看一看HttpServlet抽象类是如何实现自己的service方法吧：

首先来看GenericServlet抽象类中是如何定义service方法的：

 

public abstract void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;
我们看到是一个抽象方法，也就是HttpServlet要自己去实现这个service方法，我们在看看HttpServlet是怎么覆盖这个service方法的：

 

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);
}
我们发现，HttpServlet中的service方法把接收到的ServletRequsest类型的对象转换成了HttpServletRequest类型的对象，把ServletResponse类型的对象转换成了HttpServletResponse类型的对象。之所以能够这样强制的转换，是因为在调用Servlet的Service方法时，Servlet容器总会传入一个HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，预备使用HTTP。因此，转换类型当然不会出错了。

转换之后，service方法把两个转换后的对象传入了另一个service方法，那么我们再来看看这个方法是如何实现的：

 

protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
String method = req.getMethod();
long lastModified;
if (method.equals("GET")) {
lastModified = this.getLastModified(req);
if (lastModified == -1L) {
this.doGet(req, resp);
} else {
long ifModifiedSince = req.getDateHeader("If-Modified-Since");
if (ifModifiedSince < lastModified) {
this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
this.doGet(req, resp);
} else {
resp.setStatus(304);
}
}
} else if (method.equals("HEAD")) {
lastModified = this.getLastModified(req);
this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
this.doHead(req, resp);
} else if (method.equals("POST")) {
this.doPost(req, resp);
} else if (method.equals("PUT")) {
this.doPut(req, resp);
} else if (method.equals("DELETE")) {
this.doDelete(req, resp);
} else if (method.equals("OPTIONS")) {
this.doOptions(req, resp);
} else if (method.equals("TRACE")) {
this.doTrace(req, resp);
} else {
String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
Object[] errArgs = new Object[]{method};
errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
resp.sendError(501, errMsg);
}

}

 

我们发现，这个service方法的参数是HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，刚好接收了上一个service方法传过来的两个对象。

 

接下来我们再看看service方法是如何工作的，我们会发现在service方法中还是没有任何的服务逻辑，但是却在解析HttpServletRequest中的方法参数，并调用以下方法之一：doGet,doPost,doHead,doPut,doTrace,doOptions和doDelete。这7种方法中，每一种方法都表示一个Http方法。doGet和doPost是最常用的。所以，如果我们需要实现具体的服务逻辑，不再需要覆盖service方法了，只需要覆盖doGet或者doPost就好了。

总之，HttpServlet有两个特性是GenericServlet所不具备的：

1.不用覆盖service方法，而是覆盖doGet或者doPost方法。在少数情况，还会覆盖其他的5个方法。

2.使用的是HttpServletRequest和HttpServletResponse对象。

 

 

HttpServletRequest接口

HttpServletRequest表示Http环境中的Servlet请求。它扩展于javax.servlet.ServletRequest接口，并添加了几个方法。

 

 

String getContextPath();//返回请求上下文的请求URI部分
Cookie[] getCookies();//返回一个cookie对象数组
String getHeader(String var1);//返回指定HTTP标题的值
String getMethod();//返回生成这个请求HTTP的方法名称
String getQueryString();//返回请求URL中的查询字符串
HttpSession getSession();//返回与这个请求相关的会话对象
HttpServletRequest内封装的请求
因为Request代表请求，所以我们可以通过该对象分别获得HTTP请求的请求行，请求头和请求体。

关于HTTP具体的详细解释，可以参考我的另一篇博文：JavaWeb——HTTP。

 

 

通过request获得请求行

假设查询字符串为：username=zhangsan&password=123

获得客户端的请求方式：String getMethod()

获得请求的资源：

String getRequestURI()

StringBuffer getRequestURL()

String getContextPath() ---web应用的名称

String getQueryString() ---- get提交url地址后的参数字符串

 

通过request获得请求头
long getDateHeader(String name)

String getHeader(String name)

Enumeration getHeaderNames()

Enumeration getHeaders(String name)

int getIntHeader(String name)

referer头的作用：执行该此访问的的来源，做防盗链

 

通过request获得请求体
请求体中的内容是通过post提交的请求参数，格式是：

username=zhangsan&password=123&hobby=football&hobby=basketball

key ---------------------- value

username [zhangsan]

password [123]

hobby [football，basketball]

以上面参数为例，通过一下方法获得请求参数：

String getParameter(String name)

String[] getParameterValues(String name)

Enumeration getParameterNames()

Map<String,String[]> getParameterMap()

注意：get请求方式的请求参数 上述的方法一样可以获得。

 

 

Request乱码问题的解决方法
在前面我们讲过，在service中使用的编码解码方式默认为：ISO-8859-1编码，但此编码并不支持中文，因此会出现乱码问题，所以我们需要手动修改编码方式为UTF-8编码，才能解决中文乱码问题，下面是发生乱码的具体细节：

 

 

解决post提交方式的乱码：request.setCharacterEncoding("UTF-8");

解决get提交的方式的乱码：

parameter = newString(parameter.getbytes("iso8859-1"),"utf-8");

 

HttpServletResponse接口

在Service API中，定义了一个HttpServletResponse接口，它继承自ServletResponse接口，专门用来封装HTTP响应消息。 由于HTTP请求消息分为状态行，响应消息头，响应消息体三部分，因此，在HttpServletResponse接口中定义了向客户端发送响应状态码，响应消息头，响应消息体的方法。

 

 

HttpServletResponse内封装的响应

 

 

 

通过Response设置响应

 

 

void addCookie(Cookie var1);//给这个响应添加一个cookie
void addHeader(String var1, String var2);//给这个请求添加一个响应头
void sendRedirect(String var1) throws IOException;//发送一条响应码，讲浏览器跳转到指定的位置
void setStatus(int var1);//设置响应行的状态码
addHeader(String name, String value)

addIntHeader(String name, int value)

addDateHeader(String name, long date)

setHeader(String name, String value)

setDateHeader(String name, long date)

setIntHeader(String name, int value)

其中，add表示添加，而set表示设置

 

PrintWriter getWriter()

获得字符流，通过字符流的write(String s)方法可以将字符串设置到response 缓冲区中，随后Tomcat会将response缓冲区中的内容组装成Http响应返回给浏览器端。

ServletOutputStream getOutputStream()

获得字节流，通过该字节流的write(byte[] bytes)可以向response缓冲区中写入字节，再由Tomcat服务器将字节内容组成Http响应返回给浏览器。

 

 

注意：虽然response对象的getOutSream（）和getWriter（）方法都可以发送响应消息体，但是他们之间相互排斥，不可以同时使用，否则会发生异常。

 

 

Response的乱码问题

原因：response缓冲区的默认编码是iso8859-1，此码表中没有中文。所以需要更改response的编码方式：

 

 

 

通过更改response的编码方式为UTF-8，任然无法解决乱码问题，因为发送端服务端虽然改变了编码方式为UTF-8，但是接收端浏览器端仍然使用GB2312编码方式解码，还是无法还原正常的中文，因此还需要告知浏览器端使用UTF-8编码去解码。

 

上面通过调用两个方式分别改变服务端对于Response的编码方式以及浏览器的解码方式为同样的UTF-8编码来解决编码方式不一样发生乱码的问题。

response.setContentType("text/html;charset=UTF-8")这个方法包含了上面的两个方法的调用，因此在实际的开发中，只需要调用一个response.setContentType("text/html;charset=UTF-8")方法即可。

 

 

 

Response的工作流程

 

Servlet的工作流程

 

编写第一个Servlet
首先，我们来写一个简单的用户名，密码的登录界面的html文件：

<form action="/form" method="get">

该html文件在最后点击提交按钮时，把表单所有数据通过Get方式发送到/form虚拟路径下：

 

 

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
</head>
<body>
<form action="/form" method="get">
<span>用户名</span><input type="text" name="username"><br>
<span>密码</span><input type="password" name="password"><br>
<input type="submit" name="submit">
</form>

</body>
</html>
访问一下我们刚才写的这个简单的登录界面：

 

 

接下来，我们就开始写一个Servlet用来接收处理表单发送过来的请求，这个Servlet的名称就叫做FormServlet：

 

public class FormServlet extends HttpServlet {
private static final long serialVersionUID = -4186928407001085733L;

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {

}

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
//设置响应的编码格式为UTF-8编码，否则发生中文乱码现象
response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
//1.获得请求方式
String method = request.getMethod();
//2.获得请求的资源相关的内容
String requestURI = request.getRequestURI();//获得请求URI
StringBuffer requestURL = request.getRequestURL();
String webName = request.getContextPath();//获得应用路径（应用名称）
String querryString = request.getQueryString();//获得查询字符串

response.getWriter().write("<h1>下面是获得的字符串</h1>");
response.getWriter().write("<h1>method(HTTP方法):<h1>");
response.getWriter().write("<h1>"+method+"</h1><br>");
response.getWriter().write("<h1>requestURi(请求URI）:</h1>");
response.getWriter().write("<h1>" + requestURI + "</h1><br>");
response.getWriter().write("<h1>webname(应用名称):</h1>");
response.getWriter().write("<h1>" + webName + "</h1><br>");
response.getWriter().write("<h1>querrystring(查询字符串):</h1>");
response.getWriter().write("<h1>" + querryString + "</h1>");


}
}

该Servlet的作用是，接收form登录表单发送过来的HTTP请求，并解析出请求中封装的一些参数，然后在回写到response响应当中去，最后在浏览器端显示。

最后一步，我们在XML中配置好这个Servlet的映射关系：

 

</servlet-mapping>
<servlet>
<servlet-name>FormServlet</servlet-name>
<servlet-class>com.javaee.util.FormServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>FormServlet</servlet-name>
<url-pattern>/form</url-pattern>
</servlet-mapping>
接下来，启动tomcat，在浏览器中输入登录表单的地址：

填入用户名为：root，密码为：123,最后点击提交：

 

提交之后，表单数据将会发送到相应的Servlet进行处理，此时，浏览器的地址变成如下所示：

 

我们会发现，在地址栏中，多了后面的“?username=root&password=123&提交=提交”字符串，这其实就是我们开始填写的参数，以Get的方法发送过去，所以查询字符串会直接加在链接后面，如果采用的是Post方式则不会出现在链接中，因此，登录表单为了安全性大多采用Post方式提交。

我们来看看Servlet给我们返回了什么东西：

 

正如我们在Servlet中写的那样，Servlet把HTTP请求中的部分参数给解析出来了。

因此，可以再翻到上面的Servlet重新去理解一遍Servlet的工作原理，可能会有更清晰的认识。
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