Java Servlet详解

骑猪看日落 2023-10-09 23:49 14阅读 0赞

### 一、Java Servlet 的概述 ###

Java Servlet 最早是由 Sun 公司提出的一种 Web 应用程序开发技术，它通过在服务器上运行 Java 类来响应客户端请求，并将结果返回给客户端。Java Servlet 通常与 JSP（Java Server Pages）一起使用，共同构成了 Java Web 开发的核心。

Java Servlet 的主要作用是处理 HTTP 请求和响应，它可以接收来自客户端的请求，生成动态的内容，并将响应发送回客户端。因为 Java Servlet 是基于 Java 编程语言的，所以它可以在不同的平台上运行，而且具有很好的可移植性和安全性。

Java Servlet 的核心 API 是 javax.servlet 包和 javax.servlet.http 包，其中 javax.servlet 包定义了 Servlet 类的接口和常量，而 javax.servlet.http 包则扩展了 javax.servlet 包，提供了一组用于处理 HTTP 请求和响应的 API。

### 二、Java Servlet 的生命周期 ###

Java Servlet 的生命周期是指 Servlet 实例从创建到销毁期间所经历的一系列过程。Java Servlet 的生命周期可以分为以下三个阶段：

1.  初始化阶段

初始化阶段是 Servlet 实例被创建之后立即执行的阶段，它只会执行一次。在这个阶段中，Servlet 容器会实例化 Servlet 类，并调用其 init() 方法来完成初始化工作。init()方法可以接收一个 ServletConfig 对象作为参数，用于获取 Servlet 的配置信息。

1.  服务阶段

服务阶段是指当客户端向服务器发送请求时，Servlet 容器会创建一个线程来处理该请求，并调用 Servlet 的 service() 方法来生成响应。在这个阶段中，service() 方法可能会被多次调用，每次调用都表示接收到一个新的请求。

1.  销毁阶段

销毁阶段是指 Servlet 容器将销毁 Servlet 实例之前所执行的一系列操作，它只会执行一次。在这个阶段中，Servlet 容器会调用 Servlet 的 destroy() 方法来释放 Servlet 占用的资源，例如关闭数据库连接、取消注册监听器等。

### 三、Java Servlet 的配置和映射 ###

Java Servlet 的配置和映射是指将 Servlet 配置信息与 Web 应用程序的 URL 映射关联起来，使得客户端能够通过 URL 访问到 Servlet。Servlet 配置包括 Servlet 名称、Servlet 类名、Servlet 参数等。

在 Java Web 应用程序中，可以使用以下两种方式来配置 Servlet：

1.  通过 web.xml 文件配置 Servlet

web.xml 是 Web 应用程序的配置文件，它位于 WEB-INF 目录下。可以通过在 web.xml 文件中添加 、 等元素来配置 Servlet。例如：

<servlet>
      <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
      <servlet-class>com.example.MyServlet</servlet-class>
    </servlet>
    
    <servlet-mapping>
      <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
      <url-pattern>/myservlet</url-pattern>
    </servlet-mapping>

上述代码表示将一个名为 MyServlet 的 Servlet 类映射到 URL /myservlet 上。

1.  使用注解配置 Servlet

注解是从 JDK 5 开始引入的一种语法，它可以用于在 Java 类、方法或字段上添加额外的元数据信息。可以使用注解来代替 web.xml 文件来配置 Servlet。例如：

@WebServlet(name = "MyServlet", urlPatterns = "/myservlet")
    public class MyServlet extends HttpServlet {
        
      //...
    }

上述代码使用 @WebServlet 注解来配置一个名为 MyServlet 的 Servlet 类，将其映射到 URL /myservlet 上。

### 四、Java Servlet 中的 HTTP 请求和响应 ###

Java Servlet 中最常见的操作就是处理 HTTP 请求和响应。HTTP 请求由客户端发送到服务器，包含了请求方法、请求 URL、请求头部、请求正文等信息；HTTP 响应则是服务器对客户端请求的回应，包含了状态码、响应头部、响应正文等信息。

在 Java Servlet 中，处理 HTTP 请求和响应的核心类是 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse。HttpServletRequest 封装了客户端请求的相关信息，例如请求方法、URL、参数、头部等；HttpServletResponse 封装了服务器响应的相关信息，例如状态码、头部、输出流等。

以下是一些常用的 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 方法：

1.  HttpServletRequest 方法

*  getParameter(String name)：获取指定名称的请求参数。
 *  getParameterMap()：获取所有请求参数的集合。
 *  getHeader(String name)：获取指定名称的请求头部。
 *  getHeaderNames()：获取所有请求头部的名称集合。
 *  getRequestURI()：获取请求 URI 的路径部分。
 *  getQueryString()：获取请求 URI 的查询字符串部分。
 *  getMethod()：获取请求的 HTTP 方法。
 *  getSession()：获取或创建会话对象。

1.  HttpServletResponse 方法

*  setStatus(int sc)：设置响应的状态码。
 *  setHeader(String name, String value)：设置指定名称的响应头部。
 *  getOutputStream()：获取响应的输出流。
 *  sendRedirect(String location)：将请求重定向到指定 URL。
 *  sendError(int sc, String msg)：发送错误响应给客户端。

### 五、Java Servlet 中的会话管理 ###

在 Web 应用程序中，会话（Session）是指一组与用户交互相关的信息，例如用户身份、购物车内容等。Java Servlet 中提供了 HttpSession 接口来管理会话信息。HttpSession 接口的实现通常是通过 Cookie 或 URL 重写来实现的，具有自动失效和超时功能，可以使用以下方法：

*  getId()：获取会话 ID。
 *  setAttribute(String name, Object value)：设置会话属性。
 *  getAttribute(String name)：获取会话属性。
 *  removeAttribute(String name)：删除会话属性。
 *  invalidate()：使会话失效。

### 六、Java Servlet 中的过滤器和监听器 ###

Java Servlet 中的过滤器（Filter）和监听器（Listener）是两个非常重要的组件，它们可以用于统一处理、拦截和监控 Servlet 的生命周期事件。下面分别介绍一下过滤器和监听器的相关知识。

1.  过滤器

过滤器是一个 Java 类，用于拦截 Servlet 请求和响应，对其进行加工、转换或过滤。在 Java Servlet 中，过滤器使用 javax.servlet.Filter 接口进行定义，具有 init()、doFilter() 和 destroy() 方法。其中 init() 方法在过滤器被初始化时被调用，doFilter() 方法用于处理请求和响应，destroy() 方法在过滤器被销毁时被调用。以下是一个简单的过滤器示例：

public class MyFilter implements Filter {
        
      public void init(FilterConfig config) throws ServletException {
        
        //...
      }
    
      public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
          throws IOException, ServletException {
        
        //处理请求和响应
        chain.doFilter(request, response);
      }
    
      public void destroy() {
        
        //...
      }
    }

上述代码定义了一个名为 MyFilter 的过滤器，当请求被拦截时，doFilter() 方法会执行一些额外的操作，并将请求和响应传递给下一个过滤器或 Servlet。

在 Java Servlet 中，可以通过 web.xml 文件或使用注解来配置过滤器。例如：

<filter>
      <filter-name>MyFilter</filter-name>
      <filter-class>com.example.MyFilter</filter-class>
    </filter>
    
    <filter-mapping>
      <filter-name>MyFilter</filter-name>
      <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

上述代码表示将一个名为 MyFilter 的过滤器映射到所有 URL 上。

1.  监听器

监听器是一种用于监控 Servlet 生命周期事件的组件，在 Java Servlet 中，监听器使用 javax.servlet 包中的各个监听器接口进行定义，例如 ServletContextListener、HttpSessionListener、ServletRequestListener 等。根据监听的对象不同，Java Servlet 中的监听器可以分为以下几种类型：

*  ServletContextListener 监听器：用于监控 ServletContext 对象的生命周期事件，例如 Web 应用程序初始化、销毁等。
 *  HttpSessionListener 监听器：用于监控 HttpSession 对象的生命周期事件，例如会话创建、销毁等。
 *  ServletRequestListener 监听器：用于监控 ServletRequest 对象的生命周期事件，例如请求创建、销毁等。
 *  ServletContextAttributeListener 监听器：用于监控 ServletContext 属性变化事件。
 *  HttpSessionAttributeListener 监听器：用于监控 HttpSession 属性变化事件。
 *  ServletRequestAttributeListener 监听器：用于监控 ServletRequest 属性变化事件。

以下是一个简单的 ServletContextListener 监听器示例：

public class MyServletContextListener implements ServletContextListener {
        
      public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
        
        //...
      }
    
      public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
        
        //...
      }
    }

上述代码定义了一个名为 MyServletContextListener 的监听器，用于监控 ServletContext 对象的生命周期事件。当 ServletContext 被初始化或销毁时，contextInitialized() 和 contextDestroyed() 方法会被调用。

在 Java Servlet 中，可以通过 web.xml 文件或使用注解来配置监听器。例如：

<listener>
      <listener-class>com.example.MyServletContextListener</listener-class>
    </listener>

上述代码表示将一个名为 MyServletContextListener 的监听器注册到 Web 应用程序中。

### 七、Java Servlet 中的多线程处理 ###

Java Servlet 是基于多线程的技术，它使用多线程处理来提高应用程序的性能和并发能力。在 Java Servlet 中，每个请求都会分配一个独立的线程来处理，如果同时有多个请求到达服务器，Servlet 容器会为每个请求创建一个新的线程。

在多线程环境下，Java Servlet 需要考虑以下几点：

1.  线程安全

Java Servlet 应该尽可能保证线程安全，避免出现多个线程同时修改共享状态的情况。可以使用 synchronized 关键字或锁对象等方式来实现同步操作。

1.  状态管理

由于每个请求都会创建一个新的线程，所以 Java Servlet 应该尽可能避免使用实例变量来存储请求状态。可以使用 HttpSession 或 ServletRequest 等对象来存储请求状态。

1.  并发控制