Servlet
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。
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的运行过程
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。
三、Servlet调用图
四：实现Servlet的方式（由我们自己来写！）
实现Servlet有三种方式：
l 实现javax.servlet.Servlet接口；
l 继承javax.servlet.GenericServlet类；
l 继承javax.servlet.http.HttpServlet类；
通常我们会去继承HttpServlet类来完成我们的Servlet，但学习Servlet还要从javax.servlet.Servlet接口开始学习。
Servlet.java
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public interface Servlet [c1] { public void init(ServletConfig config) throws ServletException; public ServletConfig getServletConfig(); public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException; public String getServletInfo(); public void destroy(); } |
3 创建helloservlet应用
我们开始第一个Servlet应用吧！首先在webapps目录下创建helloservlet目录，它就是我们的应用目录了，然后在helloservlet目录中创建准备JavaWeb应用所需内容：
l 创建/helloservlet/WEB-INF目录；
l 创建/helloservlet/WEB-INF/classes目录；
l 创建/helloservlet/WEB-INF/lib目录；
l 创建/helloservlet/WEB-INF/web.xml文件；
接下来我们开始准备完成Servlet，完成Servlet需要分为两步：
l 编写Servlet类；
l 在web.xml文件中配置Servlet；
HelloServlet.java
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public class HelloServlet implements Servlet { public void init(ServletConfig config) throws ServletException {} public ServletConfig getServletConfig() {return null;} public void destroy() {} public String getServletInfo() {return null;}
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException { System.out.println("hello servlet!"); } } |
我们暂时忽略Servlet中其他四个方法，只关心service()方法，因为它是用来处理请求的方法。我们在该方法内给出一条输出语句！
web.xml（下面内容需要背下来）
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<servlet> <servlet-name>hello</servlet-name> <servlet-class>cn.itcast.servlet.HelloServlet</servlet-class> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>hello</servlet-name> <url-pattern>/helloworld</url-pattern> </servlet-mapping> |
在web.xml中配置Servlet的目的其实只有一个，就是把访问路径与一个Servlet绑定到一起，上面配置是把访问路径：“/helloworld”与“cn.itcast.servlet.HelloServlet”绑定到一起。
l <servlet>：指定HelloServlet这个Servlet的名称为hello；
l <servlet-mapping>：指定/helloworld访问路径所以访问的Servlet名为hello。
<servlet>和<servlet-mapping>通过<servlet-name>这个元素关联在一起了！
接下来，我们编译HelloServlet，注意，编译HelloServlet时需要导入servlet-api.jar，因为Servlet.class等类都在servlet-api.jar中。
javac -classpath F:/tomcat6/lib/servlet-api.jar -d . HelloServlet.java
然后把HelloServlet.class放到/helloworld/WEB-INF/classes/目录下，然后启动Tomcat，在浏览器中访问：http://localhost:8080/helloservlet/helloworld即可在控制台上看到输出！
l /helloservlet/WEB-INF/classes/cn/itcast/servlet/HelloServlet.class；
[c1]Servlet中的方法大多数不由我们来调用，而是由Tomcat来调用。并且Servlet的对象也不由我们来创建，由Tomcat来创建！
五： Servlet的生命周期
所谓xxx的生命周期，就是说xxx的出生、服务，以及死亡。Servlet生命周期也是如此！与Servlet的生命周期相关的方法有：
l void init(ServletConfig)；
l void service(ServletRequest,ServletResponse)；
l void destroy()；
1.1 Servlet的出生
服务器会在Servlet第一次被访问时创建Servlet，或者是在服务器启动时创建Servlet。如果服务器启动时就创建Servlet，那么还需要在web.xml文件中配置。也就是说默认情况下，Servlet是在第一次被访问时由服务器创建的。
而且一个Servlet类型，服务器只创建一个实例对象，例如在我们首次访问http://localhost:8080/helloservlet/helloworld时，服务器通过“/helloworld”找到了绑定的Servlet名称为cn.itcast.servlet.HelloServlet，然后服务器查看这个类型的Servlet是否已经创建过，如果没有创建过，那么服务器才会通过反射来创建HelloServlet的实例。当我们再次访问http://localhost:8080/helloservlet/helloworld时，服务器就不会再次创建HelloServlet实例了，而是直接使用上次创建的实例。
在Servlet被创建后，服务器会马上调用Servlet的void init(ServletConfig)方法。请记住， Servlet出生后马上就会调用init()方法，而且一个Servlet的一生。这个方法只会被调用一次。这好比小孩子出生后马上就要去剪脐带一样，而且剪脐带一生只有一次。
我们可以把一些对Servlet的初始化工作放到init方法中！
1.2 Servlet服务
当服务器每次接收到请求时，都会去调用Servlet的service()方法来处理请求。服务器接收到一次请求，就会调用service() 方法一次，所以service()方法是会被调用多次的。正因为如此，所以我们才需要把处理请求的代码写到service()方法中！
1.3 Servlet的离去
Servlet是不会轻易离去的，通常都是在服务器关闭时Servlet才会离去！在服务器被关闭时，服务器会去销毁Servlet，在销毁Servlet之前服务器会先去调用Servlet的destroy()方法，我们可以把Servlet的临终遗言放到destroy()方法中，例如对某些资源的释放等代码放到destroy()方法中。
1.4 测试生命周期方法
修改HelloServlet如下，然后再去访问http://localhost:8080/helloservlet/helloworld
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public class HelloServlet implements Servlet { public void init(ServletConfig config) throws ServletException { System.out.println("Servlet被创建了！"); } public ServletConfig getServletConfig() {return null;} public void destroy() { System.out.println("Servlet要离去了！"); } public String getServletInfo() {return null;}
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException { System.out.println("hello servlet!"); } } |
在首次访问HelloServlet时，init方法会被执行，而且也会执行service方法。再次访问时，只会执行service方法，不再执行init方法。在关闭Tomcat时会调用destroy方法。
2 Servlet接口相关类型
在Servlet接口中还存在三个我们不熟悉的类型：
l ServletRequest：service() 方法的参数，它表示请求对象，它封装了所有与请求相关的数据，它是由服务器创建的；
l ServletResponse：service()方法的参数，它表示响应对象，在service()方法中完成对客户端的响应需要使用这个对象；
l ServletConfig：init()方法的参数，它表示Servlet配置对象，它对应Servlet的配置信息，那对应web.xml文件中的<servlet>元素。
2.1 ServletRequest和ServletResponse（第五天会详细讲解这两个对象）
ServletRequest和ServletResponse是Servlet#service() 方法的两个参数，一个是请求对象，一个是响应对象，可以从ServletRequest对象中获取请求数据，可以使用ServletResponse对象完成响应。你以后会发现，这两个对象就像是一对恩爱的夫妻，永远不分离，总是成对出现。
ServletRequest和ServletResponse的实例由服务器创建，然后传递给service()方法。如果在service() 方法中希望使用HTTP相关的功能，那么可以把ServletRequest和ServletResponse强转成HttpServletRequest和HttpServletResponse。这也说明我们经常需要在service()方法中对ServletRequest和ServletResponse进行强转，这是很心烦的事情。不过后面会有一个类来帮我们解决这一问题的。
HttpServletRequest方法：
l String getParameter(String paramName)：获取指定请求参数的值；
l String getMethod()：获取请求方法，例如GET或POST；
l String getHeader(String name)：获取指定请求头的值；
l void setCharacterEncoding(String encoding)：设置请求体的编码！因为GET请求没有请求体，所以这个方法只只对POST请求有效。当调用request.setCharacterEncoding(“utf-8”)之后，再通过getParameter()方法获取参数值时，那么参数值都已经通过了转码，即转换成了UTF-8编码。所以，这个方法必须在调用getParameter()方法之前调用！
HttpServletResponse方法：
l PrintWriter getWriter()：获取字符响应流，使用该流可以向客户端输出响应信息。例如response.getWriter().print(“<h1>Hello JavaWeb!</h1>”)；
l ServletOutputStream getOutputStream()：获取字节响应流，当需要向客户端响应字节数据时，需要使用这个流，例如要向客户端响应图片；
l void setCharacterEncoding(String encoding)：用来设置字符响应流的编码，例如在调用setCharacterEncoding(“utf-8”);之后，再response.getWriter()获取字符响应流对象，这时的响应流的编码为utf-8，使用response.getWriter()输出的中文都会转换成utf-8编码后发送给客户端；
l void setHeader(String name, String value)：向客户端添加响应头信息，例如setHeader(“Refresh”, “3;url=http://www.itcast.cn”)，表示3秒后自动刷新到http://www.itcast.cn；
l void setContentType(String contentType)：该方法是setHeader(“content-type”, “xxx”)的简便方法，即用来添加名为content-type响应头的方法。content-type响应头用来设置响应数据的MIME类型，例如要向客户端响应jpg的图片，那么可以setContentType(“image/jepg”)，如果响应数据为文本类型，那么还要台同时设置编码，例如setContentType(“text/html;chartset=utf-8”)表示响应数据类型为文本类型中的html类型，并且该方法会调用setCharacterEncoding(“utf-8”)方法；
l void sendError(int code, String errorMsg)：向客户端发送状态码，以及错误消息。例如给客户端发送404：response(404, “您要查找的资源不存在！”)。
2.1 ServletConfig
ServletConfig对象对应web.xml文件中的<servlet>元素。例如你想获取当前Servlet在web.xml文件中的配置名，那么可以使用servletConfig.getServletName()方法获取！
ServletConfig对象是由服务器创建的，然后传递给Servlet的init()方法，你可以在init()方法中使用它！
l String getServletName()：获取Servlet在web.xml文件中的配置名称，即<servlet-name>指定的名称；
l ServletContext getServletContext()：用来获取ServletContext对象，ServletContext会在后面讲解；
l String getInitParameter(String name)：用来获取在web.xml中配置的初始化参数，通过参数名来获取参数值；
l Enumeration getInitParameterNames()：用来获取在web.xml中配置的所有初始化参数名称；
在<servlet>元素中还可以配置初始化参数：
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<servlet> <servlet-name>One</servlet-name> <servlet-class>cn.itcast.servlet.OneServlet</servlet-class> <init-param> <param-name>paramName1</param-name> <param-value>paramValue1</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>paramName2</param-name> <param-value>paramValue2</param-value> </init-param> [崔1] </servlet> |
在OneServlet中，可以使用ServletConfig对象的getInitParameter()方法来获取初始化参数，例如：
String value1 = servletConfig.getInitParameter(“paramName1”);//获取到paramValue1
[崔1]配置了两个初始化参数
六：Servlet的线程安全问题
- 不要在Servlet中创建成员！创建局部变量即可！
- 可以创建无状态成员！
- 可以创建有状态的成员，但状态必须为只读的！
因为一个类型的Servlet只有一个实例对象，那么就有可能会现时出一个Servlet同时处理多个请求，那么Servlet是否为线程安全的呢？答案是：“不是线程安全的”。这说明Servlet的工作效率很高，但也存在线程安全问题！
所以我们不应该在Servlet中便宜创建成员变量，因为可能会存在一个线程对这个成员变量进行写操作，另一个线程对这个成员变量进行读操作。
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。例如下面的代码：
不存在线程安全问题的代码：
1 package gacl.servlet.study;
2
3 import java.io.IOException;
4
5 import javax.servlet.ServletException;
6 import javax.servlet.http.HttpServlet;
7 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
8 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
9
10 public class ServletDemo3 extends HttpServlet {
11
12
13 public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
14 throws ServletException, IOException {
15
16 /**
17 * 当多线程并发访问这个方法里面的代码时，会存在线程安全问题吗
18 * i变量被多个线程并发访问，但是没有线程安全问题，因为i是doGet方法里面的局部变量，
19 * 当有多个线程并发访问doGet方法时，每一个线程里面都有自己的i变量，
20 * 各个线程操作的都是自己的i变量，所以不存在线程安全问题
21 * 多线程并发访问某一个方法的时候，如果在方法内部定义了一些资源(变量，集合等)
22 * 那么每一个线程都有这些东西，所以就不存在线程安全问题了
23 */
24 int i=1;
25 i++;
26 response.getWriter().write(i);
27 }
28
29 public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
30 throws ServletException, IOException {
31 doGet(request, response);
32 }
33
34 }
存在线程安全问题的代码：
1 package gacl.servlet.study;
2
3 import java.io.IOException;
4
5 import javax.servlet.ServletException;
6 import javax.servlet.http.HttpServlet;
7 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
8 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
9
10 public class ServletDemo3 extends HttpServlet {
11
12 int i=1;
13 public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
14 throws ServletException, IOException {
15
16 i++;
17 try {
18 Thread.sleep(1000*4);
19 } catch (InterruptedException e) {
20 e.printStackTrace();
21 }
22 response.getWriter().write(i+"");
23 }
24
25 public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
26 throws ServletException, IOException {
27 doGet(request, response);
28 }
29
30 }
把i定义成全局变量，当多个线程并发访问变量i时，就会存在线程安全问题了，如下图所示：同时开启两个浏览器模拟并发访问同一个Servlet，本来正常来说，第一个浏览器应该看到2，而第二个浏览器应该看到3的，结果两个浏览器都看到了3，这就不正常。
