Javaweb核心之servlet详解

待我称王封你为后i 2023-10-05 23:39 64阅读 0赞

## 1 Servlet ##

### 1.1 Servlet概述 ###

Servlet是SUN公司提供的一套规范，名称就叫Servlet规范，它也是JavaEE规范之一。我们可以像学习Java基础一样，通过API来学习Servlet。这里需要注意的是，在我们之前JDK的API中是没有Servlet规范的相关内容，需要使用JavaEE的API。目前在Oracle官网中的最新版本是[JavaEE8][]，该网址中介绍了JavaEE8的一些新特性。当然，我们可以通过访问[官方API][API]，学习和查阅里面的内容。

打开官方API网址，在左上部分找到javax.servlet包，在左下部分找到Servlet，如下图显示：

![在这里插入图片描述][912e816d47464f2dbb05b7d597d4ef0d.png]

通过阅读API，我们得到如下信息：

第一：Servlet是一个运行在web服务端的java小程序

第二：它可以用于接收和响应客户端的请求

第三：要想实现Servlet功能，可以实现Servlet接口，继承GenericServlet或者HttpServlet

第四：每次请求都会执行service方法

第五：Servlet还支持配置

![在这里插入图片描述][4c013ae1e2c14e24a26dc002f4ec2c81.png]

### 1.2 Servlet入门 ###

#### 1.2.1 Servlet编码步骤 ####

##### 1）编码步骤 #####

**第一步：前期准备-创建JavaWeb工程**

**第二步：编写一个普通类继承GenericServlet并重写service方法**

**第三步：在web.xml配置Servlet**

##### 2）测试 #####

**在Tomcat中部署项目**

**在浏览器访问Servlet**

![在这里插入图片描述][9204967c200f49899e2c0fa0245eada2.png]

#### 1.2.2 Servlet执行过程分析 ####

我们通过浏览器发送请求，请求首先到达Tomcat服务器，由服务器解析请求URL，然后在部署的应用列表中找到我们的应用。接下来，在我们的应用中找应用里的web.xml配置文件，在web.xml中找到FirstServlet的配置，找到后执行service方法，最后由FirstServlet响应客户浏览器。整个过程如下图所示：

![在这里插入图片描述][011dfce041e74f688f8a759bea6d1c29.png]

一句话总结执行过程：

浏览器——>Tomcat服务器——>我们的应用——>应用中的web.xml——>FirstServlet——>响应浏览器

#### 1.2.3 Servlet类视图 ####

在《Tomcat和Http协议》这天课程和刚才的入门案例中，我们都定义了自己的Servlet，实现的方式都是选择继承GenericServlet，在Servlet的API介绍中，它提出了我们除了继承GenericServlet外还可以继承HttpServlet，通过查阅servlet的类视图，我们看到GenericServlet还有一个子类HttpServlet。同时，在service方法中还有参数ServletRequest和ServletResponse，它们的关系如下图所示：

![在这里插入图片描述][e5160e289a734e64be8bb233818985f9.png]

#### 1.2.4 Servlet编写方式 ####

##### 1）编写方式说明 #####

我们在实现Servlet功能时，可以选择以下三种方式：

第一种：实现Servlet接口，接口中的方法必须全部实现。

使用此种方式，表示接口中的所有方法在需求方面都有重写的必要。此种方式支持最大程度的自定义。

第二种：继承GenericServlet，service方法必须重写，其他方可根据需求，选择性重写。

使用此种方式，表示只在接收和响应客户端请求这方面有重写的需求，而其他方法可根据实际需求选择性重写，使我们的开发Servlet变得简单。但是，此种方式是和HTTP协议无关的。

第三种：继承HttpServlet，它是javax.servlet.http包下的一个抽象类，是GenericServlet的子类。**如果我们选择继承HttpServlet时，只需要重写doGet和doPost方法，不要覆盖service方法。**

使用此种方式，表示我们的请求和响应需要和HTTP协议相关。也就是说，我们是通过HTTP协议来访问的。那么每次请求和响应都符合HTTP协议的规范。请求的方式就是HTTP协议所支持的方式（目前我们只知道GET和POST，而实际HTTP协议支持7种请求方式，GET POST PUT DELETE TRACE OPTIONS HEAD )。

##### 2）HttpServlet的使用细节 #####

**第一步：在入门案例的工程中创建一个Servlet继承HttpServlet**

注意：不要重写任何方法，如下图所示：

![在这里插入图片描述][9bf032ad169b4f27ab9a1d6f7a7ddda0.png]

**第二步：部署项目并测试访问**

当我们在地址栏输入ServletDemo2的访问URL时，出现了访问错误，状态码是405。提示信息是：方法不允许。

**第三步：分析原因**

得出HttpServlet的使用结论：

**我们继承了HttpServlet，需要重写里面的doGet和doPost方法来接收get方式和post方式的请求。**

为了实现代码的可重用性，我们只需要在doGet或者doPost方法中一个里面提供具体功能即可，而另外的那个方法只需要调用提供了功能的方法。

### 1.3 Servlet使用细节 ###

#### 1.3.1 Servlet的生命周期 ####

对象的生命周期，就是对象从生到死的过程，即：出生——活着——死亡。用更偏向 于开发的官方说法就是对象创建到销毁的过程。

出生：请求第一次到达Servlet时，对象就创建出来，并且初始化成功。只出生一次，就放到内存中。

活着：服务器提供服务的整个过程中，该对象一直存在，每次只是执行service方法。

死亡：当服务停止时，或者服务器宕机时，对象消亡。

通过分析Servlet的生命周期我们发现，它的实例化和初始化只会在请求第一次到达Servlet时执行，而销毁只会在Tomcat服务器停止时执行，由此我们得出一个结论，Servlet对象只会创建一次，销毁一次。所以，Servlet对象只有一个实例。如果一个对象实例在应用中是唯一的存在，那么我们就说它是单实例的，即运用了单例模式。

#### 1.3.2 Servlet的线程安全 ####

由于Servlet运用了单例模式，即整个应用中只有一个实例对象，所以我们需要分析这个唯一的实例中的类成员是否线程安全。接下来，我们来看下面的的示例：

/*
        Servlet线程安全
     */
    public class ServletDemo04 extends HttpServlet{
        
        //1.定义用户名成员变量
        //private String username = null;
    
        @Override
        protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            String username = null;
            //synchronized (this) {
        
                //2.获取用户名
                username = req.getParameter("username");
    
                try {
        
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
    
                //3.获取输出流对象
                PrintWriter pw = resp.getWriter();
    
                //4.响应给客户端浏览器
                pw.print("welcome:" + username);
    
                //5.关流
                pw.close();
            //}
        }
    
        @Override
        protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            doGet(req,resp);
        }
    }

启动两个浏览器，输入不同的参数，访问之后发现输出的结果都是一样，所以出现线程安全问题

![在这里插入图片描述][fd76beb114464baf93676c04572c8eca.png]

通过上面的测试我们发现，在Servlet中定义了类成员之后，多个浏览器都会共享类成员的数据。其实每一个浏览器端发送请求，就代表是一个线程，那么多个浏览器就是多个线程，所以测试的结果说明了多个线程会共享Servlet类成员中的数据，其中任何一个线程修改了数据，都会影响其他线程。因此，我们可以认为Servlet它不是线程安全的。

分析产生这个问题的根本原因，其实就是因为Servlet是单例，单例对象的类成员只会随类实例化时初始化一次，之后的操作都是改变，而不会重新初始化。

解决这个问题也非常简单，就是在Servlet中定义类成员要慎重。如果类成员是共用的，并且只会在初始化时赋值，其余时间都是获取的话，那么是没问题。如果类成员并非共用，或者每次使用都有可能对其赋值，那么就要考虑线程安全问题了，把它定义到doGet或者doPost方法里面去就可以了。

#### 1.3.3 Servlet的注意事项 ####

##### 1）映射Servlet的细节 #####

Servlet支持三种映射方式，以达到灵活配置的目的。

首先编写一个Servlet，代码如下：

public class ServletDemo5 extends HttpServlet {
        
    
        /**
         * doGet方法输出一句话
         * @param req
         * @param resp
         * @throws ServletException
         * @throws IOException
         */
        @Override
        protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            System.out.println("ServletDemo5接收到了请求");
        }
    
        /**
         * 调用doGet方法
         * @param req
         * @param resp
         * @throws ServletException
         * @throws IOException
         */
        @Override
        protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            doGet(req,resp);
        }
    }

**第一种：指名道姓的方式**

此种方式，只有和映射配置一模一样时，Servlet才会接收和响应来自客户端的请求。

例如：映射为：/servletDemo5

访问URL：http://localhost:8585/servlet\_demo/servletDemo5

![在这里插入图片描述][300aa6faeace4dbc89d1ca119f2cb5ba.png]

**第二种：/开头+通配符的方式**

此种方式，只要符合目录结构即可，不用考虑结尾是什么。

例如：映射为：/servlet/\*

访问URL：http://localhost:8585/servlet/itheima

http://localhost:8585/servlet/itcast.do

这两个URL都可以。因为用的\*，表示/servlet/后面的内容是什么都可以。

![在这里插入图片描述][c74eae9c1f474938b57b54710adc5ea6.png]

**第三种：通配符+固定格式结尾**

此种方式，只要符合固定结尾格式即可，其前面的访问URI无须关心（注意协议，主机和端口必须正确）

例如：映射为：\*.do

访问URL：http://localhost:8585/servlet/itcast.do

http://localhost:8585/itheima.do

这两个URL都可以方法。因为都是以.do作为结尾，而前面用\*号通配符配置的映射，所有无须关心。

![在这里插入图片描述][f00edae1739840b382f5a65ad8155014.png]

通过测试我们发现，Servlet支持多种配置方式，但是由此也引出了一个问题，当有两个及以上的Servlet映射都符合请求URL时，由谁来响应呢？注意：HTTP协议的特征是一请求一响应的规则。那么有一个请求，必然有且只有一个响应。所以，我们接下来明确一下，多种映射规则的优先级。

先说结论：指名道姓的方式优先级最高，带有通配符的映射方式，有/的比没/的优先级高

所以，我们前面讲解的三种映射方式的优先级为：第一种>第二种>第三种。

演示代码如下：

public class ServletDemo6 extends HttpServlet {
        
    
        /**
         * doGet方法输出一句话
         * @param req
         * @param resp
         * @throws ServletException
         * @throws IOException
         */
        @Override
        protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            System.out.println("ServletDemo6接收到了请求");
        }
    
        /**
         * 调用doGet方法
         * @param req
         * @param resp
         * @throws ServletException
         * @throws IOException
         */
        @Override
        protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            doGet(req,resp);
        }
    }

<servlet>
        <servlet-name>servletDemo6</servlet-name>
        <servlet-class>com.itheima.web.servlet.ServletDemo6</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>servletDemo6</servlet-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </servlet-mapping>

运行结果如下：

![在这里插入图片描述][6bb05b7cb1b84a62938edaebe2148e87.png]

##### 2）多路径映射Servlet #####

上一小节我们讲解了Servlet的多种映射方式，这一小节我们来介绍一下，一个Servlet的多种路径配置的支持。

它其实就是给一个Servlet配置多个访问映射，从而可以根据不同请求URL实现不同的功能。

首先，创建一个Servlet：

public class ServletDemo7 extends HttpServlet {
        
    
        /**
         * 根据不同的请求URL，做不同的处理规则
         * @param req
         * @param resp
         * @throws ServletException
         * @throws IOException
         */
        @Override
        protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            //1.获取当前请求的URI
            String uri = req.getRequestURI();
            uri = uri.substring(uri.lastIndexOf("/"),uri.length());
            //2.判断是1号请求还是2号请求
            if("/servletDemo7".equals(uri)){
        
                System.out.println("ServletDemo7执行1号请求的业务逻辑：商品单价7折显示");
            }else if("/demo7".equals(uri)){
        
                System.out.println("ServletDemo7执行2号请求的业务逻辑：商品单价8折显示");
            }else {
        
                System.out.println("ServletDemo7执行基本业务逻辑：商品单价原价显示");
            }
        }
    
        /**
         * 调用doGet方法
         * @param req
         * @param resp
         * @throws ServletException
         * @throws IOException
         */
        @Override
        protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
            doGet(req,resp);
        }
    }

接下来，在web.xml配置Servlet：

<servlet>
        <servlet-name>servletDemo7</servlet-name>
        <servlet-class>com.itheima.web.servlet.ServletDemo7</servlet-class>
    </servlet>
    
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>servletDemo7</servlet-name>
        <url-pattern>/demo7</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>servletDemo7</servlet-name>
        <url-pattern>/servletDemo7</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>servletDemo7</servlet-name>
        <url-pattern>/servlet/*</url-pattern>
    </servlet-mapping>

最后，启动服务测试运行结果：

![在这里插入图片描述][995d86efef384db1a5541d82e29b473b.png]

##### 3）启动时创建Servlet #####

我们前面讲解了Servlet的生命周期，Servlet的创建默认情况下是请求第一次到达Servlet时创建的。但是我们都知道，Servlet是单例的，也就是说在应用中只有唯一的一个实例，所以在Tomcat启动加载应用的时候就创建也是一个很好的选择。那么两者有什么区别呢？

*  第一种：应用加载时创建Servlet，它的优势是在服务器启动时，就把需要的对象都创建完成了，从而在使用的时候减少了创建对象的时间，提高了首次执行的效率。它的弊端也同样明显，因为在应用加载时就创建了Servlet对象，因此，导致内存中充斥着大量用不上的Servlet对象，造成了内存的浪费。
 *  第二种：请求第一次访问是创建Servlet，它的优势就是减少了对服务器内存的浪费，因为那些一直没有被访问过的Servlet对象都没有创建，因此也提高了服务器的启动时间。而它的弊端就是，如果有一些要在应用加载时就做的初始化操作，它都没法完成，从而要考虑其他技术实现。

通过上面的描述，相信同学们都能分析得出何时采用第一种方式，何时采用第二种方式。就是当需要在应用加载就要完成一些工作时，就需要选择第一种方式。当有很多Servlet的使用时机并不确定是，就选择第二种方式。

在web.xml中是支持对Servlet的创建时机进行配置的，配置的方式如下：我们就以ServletDemo3为例。

<servlet>
        <servlet-name>servletDemo3</servlet-name>
        <servlet-class>com.itheima.web.servlet.ServletDemo3</servlet-class>
        
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>servletDemo3</servlet-name>
        <url-pattern>/servletDemo3</url-pattern>
    </servlet-mapping>

![在这里插入图片描述][ee78ef4080ce4080bde6c8aadee4bb23.png]

##### 4）默认Servlet #####

默认Servlet是由服务器提供的一个Servlet，它配置在Tomcat的conf目录下的web.xml中。如下图所示：  
![在这里插入图片描述][745cd831df8e4fcd81b1369b8affb2a6.png]

它的映射路径是**`<url-pattern>/<url-pattern>`**，我们在发送请求时，首先会在我们应用中的web.xml中查找映射配置，找到就执行，这块没有问题。但是当找不到对应的Servlet路径时，就去找默认的Servlet，由默认Servlet处理。所以，一切都是Servlet。

#### 1.4 Servlet关系总图 ####

![在这里插入图片描述][e96d49a4560c400d968342bcc6785a6a.png]

[JavaEE8]: https://www.oracle.com/technetwork/java/javaee/documentation/ee8-release-notes-3894362.html
[API]: https://javaee.github.io/javaee-spec/javadocs/
[912e816d47464f2dbb05b7d597d4ef0d.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/912e816d47464f2dbb05b7d597d4ef0d.png
[4c013ae1e2c14e24a26dc002f4ec2c81.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/4c013ae1e2c14e24a26dc002f4ec2c81.png
[9204967c200f49899e2c0fa0245eada2.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/9204967c200f49899e2c0fa0245eada2.png
[011dfce041e74f688f8a759bea6d1c29.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/011dfce041e74f688f8a759bea6d1c29.png
[e5160e289a734e64be8bb233818985f9.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e5160e289a734e64be8bb233818985f9.png
[9bf032ad169b4f27ab9a1d6f7a7ddda0.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/9bf032ad169b4f27ab9a1d6f7a7ddda0.png
[fd76beb114464baf93676c04572c8eca.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/fd76beb114464baf93676c04572c8eca.png
[300aa6faeace4dbc89d1ca119f2cb5ba.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/300aa6faeace4dbc89d1ca119f2cb5ba.png
[c74eae9c1f474938b57b54710adc5ea6.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/c74eae9c1f474938b57b54710adc5ea6.png
[f00edae1739840b382f5a65ad8155014.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/f00edae1739840b382f5a65ad8155014.png
[6bb05b7cb1b84a62938edaebe2148e87.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/6bb05b7cb1b84a62938edaebe2148e87.png
[995d86efef384db1a5541d82e29b473b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/995d86efef384db1a5541d82e29b473b.png
[ee78ef4080ce4080bde6c8aadee4bb23.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ee78ef4080ce4080bde6c8aadee4bb23.png
[745cd831df8e4fcd81b1369b8affb2a6.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/745cd831df8e4fcd81b1369b8affb2a6.png
[e96d49a4560c400d968342bcc6785a6a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e96d49a4560c400d968342bcc6785a6a.png