JavaWeb学习（十一）

其他 2020-01-27 20:25:33 阅读次数: 0

Servlet开发

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，用户若想开发一个动态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：
    • 编写一个Java类，实现servlet接口。
    • 把开发好的Java类部署到web服务器中。
  • 实例（用servlet向浏览器输出“hello servlet”）：
  1. 在tomcat中新建一个Demo应用目录
    在其下新建一个WEB-INF/classes目录
    在其下新建一个FirstServlet.java文件
  2. 导入tomcat-api.jar包
    在classes目录下进入dos界面，输入命令：
    set classpath=%classpath%;D:\apache-tomcat-7.0.92\lib\servlet-api.jar
  3. 编译，输入命令：
    javac -d . FirstServlet.java
    成功后，会在当前目录下出现cn文件夹
  4. 在WEB-INF目录下新建一个web.xml文件，配置servlet的对外访问路径
  5. 启动tomcat服务器，输入地址：
    http://localhost:8080/Demo/FirstServlet

hello servlet

Demo应用目录结构如下：

Demo										————>web应用所在目录
|
|----WEB-INF目录
		|
		|----classes目录
				|----FirstServlet.java
				|----cn目录
						|----itcast目录
								|----FirstServlet.class
		|
		|----web.xml

FirstServlet.java

package cn.itcast;

import java.io.*;
import javax.servlet.*;

public class FirstServlet extends GenericServlet{
	public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, java.io.IOException{
		OutputStream out = res.getOutputStream();
		out.write("hello servlet".getBytes());
	}
}

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>

<web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee
                      http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"
  version="3.0">

  <servlet>
        <servlet-name>FirstServlet</servlet-name>
        <servlet-class>cn.itcast.FirstServlet</servlet-class>
    </servlet>

  <servlet-mapping>
        <servlet-name>FirstServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/FirstServlet</url-pattern>
    </servlet-mapping>

</web-app>

Servlet的运行过程

UML图描述调用过程

ie web服务器 Demo http://localh ost:8080/Demo /FirstServlet 1. 连上web服务器 2. 发送http请求 Accept-Encoding: gzip, deflate, br Accept-Language: zh-CN,zh；q=0.9 Cache-Control: max-age=0 Connection: keep-alive Host: localhost:8080 Upgrade-Insecure-Requests: 1 3. 解析出想访问的主机名 4. 解析出想访问的web应用 5. 解析出想访问的web资源 6. 第一次创建servlet实例对象 7. 调用servlet的init方法完成对象初始化 request 8. 创建代表请求的request和代表响应的response，调用servlet的service方法响应客户端的请求 response 9. service方法执行，向代表客户端响应的response对象写入了向客户机输出的数据 OutputStream out = res.getOutputStream()； out.write("hello servlet".getBytes())； 10. service方法返回 11. 服务器从response中取出数据，构建出一个http响应，回写给客户机 12. 回写http响应 Content-Length: 13 Date: Wed, 31 Jul 2019 02:24:47 GMT Server: Apache-Coyote/1.1 13. 浏览器解析http响应，提取数据显示 ie web服务器 Demo

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：

  1. Web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。
  5. WEB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。

servlet生命周期

  • servlet对象是用户第一次访问时创建，创建后驻留在内存里，响应后续的请求；
  • servlet对象一旦被创建，就调用init方法，客户端的每一次请求会调用service方法；
  • servlet对象被摧毁时调用destroy方法，当web服务器停止或web应用从服务器删除时，对象被摧毁。

在Esclipse中开发Servlet

  • 在esclipse中新建一个web project工程，eclipse会自动创建如下所示目录结构：

目录结构

  • 创建动态web项目的xml配置文件
  • 运行时若出现此问题：Server Tomcat v9.0 Server at localhost failed to start.
    可能上图中绿色框线内部分缺失，则需要导入javax.servlet包：导包方案
  • 成功运行后，在对话框输入：http://localhost:8080/demo3/ServletDemo1

hello servlet

ServletDemo1.java

package cn.itcast;

import java.io.IOException;
import javax.servlet.GenericServlet;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;

public class ServletDemo1 extends GenericServlet {
	@Override
	public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {		
		res.getOutputStream().write("hello servlet".getBytes());
	}
}

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<web-app version="4.0" xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee                       http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd">
    
	<servlet>
       <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
       <servlet-class>cn.itcast.ServletDemo1</servlet-class>
	</servlet>

	<servlet-mapping>
        <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
        <url-pattern>/ServletDemo1</url-pattern>
    </servlet-mapping>

</web-app>

Servlet接口实现类

  • Servlet接口SUN公司定义了两个默认实现类，分别为：
    GenericServlet、HttpServlet
  • HttpServlet指能够处理HTTP请求的servlet，它在原有servlet接口上添加了一些HTTP协议处理方法，它比Servlet接口的功能更为强大。因此开发人员在编写Servlet时，通常应继承这个类，而避免直接去实现Servlet接口。
  • HttpServlet在实现Servlet接口时，覆写了service方法，该方法体内的代码会自动判断用户的请求方式。
    • 如为GET请求，则调用HttpServlet的doGet方法；
    • 如为Post请求，则调用doPost方法。
  • 因此，开发人员在编写Servlet时，通常只需要覆写doGet或doPost方法，而不要去覆写service方法。

ServletDemo2.java

package cn.itcast;

import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * Servlet implementation class ServletDemo2
 */
@WebServlet("/ServletDemo2")
public class ServletDemo2 extends HttpServlet {
	private static final long serialVersionUID = 1L;
       
    /**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public ServletDemo2() {
        super();
    }

	/**
	 * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
	 */
	protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		response.getOutputStream().write("hello httpServlet".getBytes());
	}

	/**
	 * @see HttpServlet#doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
	 */
	protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		doGet(request, response);
	}
}

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee" xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd" id="WebApp_ID" version="4.0">
	<servlet>
       <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
       <servlet-class>cn.itcast.ServletDemo1</servlet-class>
	</servlet>
	<servlet>
      <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
      <servlet-class>cn.itcast.ServletDemo2</servlet-class>
	</servlet>

	<servlet-mapping>
        <servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
        <url-pattern>/ServletDemo1</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
        <url-pattern>/servlet/ServletDemo2</url-pattern>
    </servlet-mapping>
  
</web-app>
  • 成功运行后，在对话框输入：http://localhost:8080/demo3/servlet/ServletDemo2

hello httpServlet

细节问题

xml配置文件细节

  • 由于客户端是通过URL地址访问web服务器中的资源，所以Servlet程序若想被外界访问，必须把servlet程序映射到一个URL地址上，这个工作在web. xml文件中使用<servlet>元素和<servlet-mapping>元素完成。
  • <servlet>元素用于注册Servlet，它包含有两个主要的子元素：<servlet-name>和<servlet-class>，分别用于设置Servlet的注册名称和Servlet的完整类名。
  • 一个<servlet-mapping>元素用于映射一个已注册的Servlet的个对外访问路径，它包含有两个子元素：<servlet-name>和<url-pattern>，分别用于指定Servlet的注册名称和Servlet的对外访问路径。例如：
<web-app>
	<servlet>
       <servlet-name>AnyName</servlet-name>
       <servlet-class>HelloServlet</servlet-class>
	</servlet>
	<servlet-mapping>
        <servlet-name>AnyName</servlet-name>
        <url-pattern>/demo/hello.html</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>
  • 同一个Servlet可以被映射到多个URL上，即多个<servlet-mapping>元素的<servlet-name>子元素的设置值可以是同一个Servlet的注册名。
  • 在Servlet映射到的URL中也可以使用*通配符，但是只能有两种固定的格式：一种格式是*.扩展名，另一种格式是以正斜杠/开头并以/*结尾。
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
        <url-pattern>/servlet/ServletDemo2</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
        <url-pattern>/aa</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
        <url-pattern>*.html</url-pattern>
    </servlet-mapping>

  • 对于如下的一些映射关系：

    Servlet1 映射到 /abc/*
    Servlet2 映射到 /*
    Servlet3 映射到 /abc
    Servlet4 映射到 *.do（优先级最低）

    • 当请求URL为/abc/a.html时，/abc/*和/*都匹配，哪个servlet响应？
      • Servlet1
    • 当请求URL为/abc时，/abc/*、/*和/abc都匹配，哪个servlet响应？
      • Servlet3
    • 当请求URL为/abc/a.do时，/abc/*、/*和*.do都匹配，哪个servlet响应？
      • Servlet1
    • 当请求URL为/a.do时，/*和*.do都匹配，哪个servlet响应？
      • Servlet2
    • 当请求URL为/xxx/yyy/a.do时，/*和*.do都匹配，哪个servlet响应？
      • Servlet2

  • 如果在<servlet>元素中配置了一个<load-on-startup>元素（数字越小则优先启动），那么WEB应用程序在启动时，就会装载并创建Servlet的实例对象、以及调用Servlet实例对象的init()方法。

    • 用途：为web应用写一个InitServlet，这个Servlet配置为启动时装载，为整个web应用创建必要的数据库表和数据。
    • 举例：
    <servlet>
	    <servlet-name>invoker</servlet-name>
	    <servlet-class>
		    org.apache.catalina.servlets.InvokerServlet
	    </servlet-class>
	    <load-on-startup>2</load-on-startup>
    </servlet>
  • 如果某个Servlet的映射路径仅仅为 一个正斜杠/，那么这个Servlet就成为当前Web应用程序的缺省Servlet。
  • 凡是在web.xml文件中找不到匹配的<servlet-mapping>元素的URL，它们的访问请求都将交给缺省Servlet处理，也就是说，缺省Servlet用于处理所有其他Servlet都不处理的访问请求。
  • 在tomcat的安装目录\conf\web.xml文件中，注册了一个名称为org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet的Servlet，并将这个Servlet设置为了缺省Servlet。
  • 当访问Tomcat服务器中的某个静态HTML文件和图片时，实际上是在访问这个缺省Servlet。

Servlet细节

  • Servlet是一个供其他Java程序（Servlet引擎）调用的Java类，它不能独立运行，它的运行完全由Servlet引擎（web服务器）来控制和调度。
  • 针对客户端的多次Servlet请求，通常情况下，服务器只会创建一个Servlet实例对象，也就是说Servlet实例对象一旦创建，它就会驻留在内存中，为后续的其它请求服务，直至web容器退出，servlet实例对象才会销毁。
  • 在Servlet的整个生命周期内，Servlet的init方法只被调用一次。而对一个Servlet的每次访问请求都导致Servlet引擎调用一次servlet的service方法。对于每次访问请求，Servlet引擎都会创建一个新的HttpServletRequest请求对象和一个新的HttpServletResponse响应对象，然后将这两个对象作为参数传递给它调用的Servlet的service()方法，service方 法再根据请求方式分别调用doXXX方法。

ServletDemo3.java

package cn.itcast;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * Servlet implementation class ServletDemo3
 */
@WebServlet("/ServletDemo3")
public class ServletDemo3 extends HttpServlet {
	private static final long serialVersionUID = 1L;
       
    @Override
	public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
		super.init(config);
		System.out.println("init");
	}

	/**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public ServletDemo3() {
        super();
    }

	/**
	 * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
	 */
	protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		
	}

	/**
	 * @see HttpServlet#doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
	 */
	protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		doGet(request, response);
	}

	@Override
	public void destroy() {
		super.destroy();
		System.out.println("destroy");
	}
}

线程安全

  • 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。
  • 如果某个Servlet实现了SingleThreadModel接口（标记接口），那么Servlet引擎将以单线程模式来调用其service方法。
  • SingleThreadModel接口中没有定义任何方法，只要在Servlet类的定义中增加实现SingleThreadModel接口的声明即可。
  • 对于实现了SingleThreadModel接口的Servlet，Servlet引擎仍然支持对该Servlet的多线程并发访问，其采用的方式是产生多个Servlet实例对象，并发的每个线程分别调用一个独立的Servlet实例对象。
  • 实现SingleThreadModel接口并不能真正解决Servlet的线程安全问题，因为Servlet引擎会创建多个Servlet实例对象，而真正意义上解决多线程安全问题是指一个Servlet实例对象被多个线程同时调用的问题。事实上，在Servlet API 2.4中，已经将SingleThreadModel标记为Deprecated（过时的）。

ServletDemo4.java

package cn.itcast;

import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.SingleThreadModel;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * Servlet implementation class ServletDemo4
 */
//线程安全
@WebServlet("/ServletDemo4")
public class ServletDemo4 extends HttpServlet implements SingleThreadModel {
	int i = 0;
	private static final long serialVersionUID = 1L;
       
    /**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public ServletDemo4() {
        super();
    }

	/**
	 * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
	 */
	protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {	
		i++;
		//子类在覆盖父类的方法，不能抛出比父类更多的异常
		try {
			Thread.sleep(1000*4);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		response.getOutputStream().write((i+"").getBytes());
	}

	/**
	 * @see HttpServlet#doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
	 */
	protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		doGet(request, response);
	}
}
jhj101510
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