JavaWeb开发之Servlet概述

一、Servlet概述

1.1 B/S架构

1）什么是B/S架构
客户端使用浏览器，服务端使用web浏览器，客户端跟服务器之间使用HTTP协议进行通讯。
2）优点
①客户端不需要单独安装（因为使用浏览器）；C/S架构比较麻烦的是需要单独安装每个客户端，并且一旦客户端版本发生改变，就需要再次安装。
②开发相对简单；C/S架构需要我们分别在，客户端和服务器端编写相应的通信处理模块和自定义协议，而B/S架构使用标准的HTTP协议（即不再需要自定义协议），而且浏览器与Web服务器已经包含了相应的通信模块了。

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1.2什么是Servlet

Sun公司制订的一种用来扩展Web服务器功能的组件规范。
1）扩展web服务器功能
早期（2000年左右）的Web服务器：apache的web server、微软的iis。只能够处理静态资源（即需要事先将html文件写好），不能够处理动态资源的请求（即需要依据请求参数然后进行计算，生成相应的页面）。
为了让这些web服务器能够处理动态资源的请求，需要扩展他们的功能。
早期使用的是CGI技术（Common Gateway Interface通用网关接口），可以使用很多语言编写，如perl，C/C++等来开发CGI程序。但是CGI程序有几个问题，比如开发比较复杂（因为需要程序员自己去分析请求参数）、性能不佳（因为当Web服务器收到请求之后，会启动一个CGI进程来处理请求）、CGI程序依赖平台（可移植性不好）。
现在，可以使用Servlet来扩展。
当浏览器将请求发送给Web服务器（比如：apcahe的web server），Web服务器会向Servlet容器发送请求，Servlet容器负责解析请求数据包。当然，也包括网络通讯相关的一些处理，然后将解析之后的数据交给Servlet来处理（Servlet只需要关注具体的业务处理，不用关心网络通讯相关的问题）。
注意事项：可以不使用服务器，而直接向Servlet容器发送请求，因为Servlet容器里面也有个通信模块，所以也可直接把Servlet容器当作简单的Web服务器来使用。

2）组件规范
①组件：是符合一定规范，并且实现部分功能的可以单独部署的软件模块。组建必须要部署到容器里面才能运行。
②容器：也是符合一定规范，并且提供组件的运行环境的程序。
注意事项：单个的组件、单个的容器都是没意义的，都不能单独运行，需要放在一起才能运行。

1.3什么是Tomcat

Tomcat本身是一个Servlet容器，即可以提供Servlet运行环境的一个程序，但是Tomcat还提供了Web服务器所具有的所有功能，所以我们也称Tomcat是一个Web服务器。Tomcat的默认端口是8080。

Tomcat目录结构简介
①bin目录：存放启动和关闭服务器的一些脚本（命令）。
②common目录：共享(部署在该服务器上的所有程序都可以使用)的一些jar包。
③conf目录：存放服务器的一些配置文件。
④webapps目录：部署目录。
⑤work目录：服务器运行时，生成的一些临时文件。

1.4如何写一个Servlet（不使用开发工具）

• step1：先写一个Java类，实现Servlet接口或者继承HttpServlet抽象类。

public class HelloWorldServlet extends HttpServlet {
    //Tomcat会自动调用service，自己不用再去写方法调用了，所以必须把名字写对！
    public void service(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response) 
                        throws ServletException,IOException{
    //异常必须写两个，不能写成Exception，也不能再多个异常
    //设置一个消息头content-type，告诉浏览器返回的数据类型是一个html文档，以及编码格式。此外，还可以告诉服务器，在使用out输出时，使用指定的编码格式进行编码
        response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        //通过响应对象，获得一个输出流
        PrintWriter out=response.getWriter();
        //调用流的方法进行输出，其实质是将处理结果写到了response对象上
        out.println("<span style='color:red;font-size:30px;'>Hello World</span>");
        /** out.close()不调用也可以，因为Servlet方法执行完毕，容器会自动调用out.close方法*/
        out.close();            
}

• step2：执行编译操作：javac -d . HelloWorldServlet.java
  但是会报错，找不到某些类！其中 -d . 代表把编译后的文件放在当前文件夹下。
  把Tomcat安装目录中common中lib中的servlet-api.jar和刚编写类放一起（是编译时需要用的jar）。
  再次编译：javac -cp servlet-api.jar -d . HelloWorldServlet.java，其中 -cp servlet-api.jar表示告诉Java编译器去哪里找需要的class文件（到servlet-api.jar的jar包中找）。
• step3：打包，即创建一个具有如下结构的文件夹：

        appname（文件夹名起应用名）
            |－－WEB-INF（必须大写）
                ｜－－classes（文件夹，放.class文件）
                ｜－－lib（文件夹，放.jar文件，可没有）
                ｜－－web.xml（部署描述文件 url-pattern）

将编译好的.class文件放入classes文件夹中（如有包，则一起放入）。
web.xml文件内容：

        <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
        <web-app version="2.4" <!--根元素-->
            xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" 
            xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
            xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee 
            http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-app_2_4.xsd">
            <servlet>
                <servlet-name>helloWorld</servlet-name>
                <!--类名要完整（包名.类名都要有）-->
                <servlet-class>Servletday01.HelloWorldServlet</servlet-class>
            </servlet>
            <servlet-mapping>
                <servlet-name>helloWorld</servlet-name>
                <url-pattern>/hello</url-pattern><!-- 注意斜线开头 -->
            </servlet-mapping>
        </web-app>

• step4：部署，将step3创建的文件夹拷贝到Servlet容器特定的文件夹下面（拷贝到Tomcat的webapps目录下）。
  注意事项：也可以将step3创建的文件夹使用jar命令进行压缩，生成.war为后缀的文件，然后拷贝。
• step5：启动Servlet容器Tomcat，访问Servlet。

访问格式：http://ip:port/appname/url-pattern
比如在浏览器地址栏输入：http://localhost:8080/web01/hello

1.5 Servlet是如何运行的

比如，在浏览器地址栏输入：http://ip:port/web01/hello（web01/hello为请求资源路径）。

• step1：浏览器依据ip和port建立与Servlet容器之间的连接。
• step2：浏览器将请求数据打包（即按照http协议的要求，将相关数据封装成一个数据包，一般称之为请求数据包）并发送给Servlet容器。
• step3：Servlet容器解析请求数据包，并将解析之后得到的数据放到已创建的request对象上，同时，容器也已经创建好了一个response对象。
• step4：Servlet容器依据请求资源路径（即/web01/hello）找到Servlet的配置，然后创建Servlet对象（根据xml文件里配置的类而创建）。
• step5：Servlet容器接下来调用Servlet对象的service方法，并且会将事先创建好的request对象和response对象作为service方法的参数传递给Servlet对象。
• step6：Servlet可以通过request对象获得请求参数，进行相应的处理，然后将处理结果写到response对象上。
• step7：Servlet容器读取response对象上的数据，然后将处理结果打包（响应数据包）并发送给浏览器。
• step8：浏览器解析响应数据包，将返回的数据展现给用户。

1.6常见错误及解决方式

• 404：是一个状态码（是一个三位数字，由服务器发送给浏览器，告诉浏览器是否正确处理了请求），404的意思是说：服务器依据请求资源路径，找不到对应的资源。
  解决：①依据http://ip:port/appname/url-pattern检查你的请求地址是否正确。
  ②仔细检查web.xml，特别要注意servlet-name是否一致。
• 500：服务器处理出错，一般是因为程序运行出错。
  解决：①检查程序的代码，比如：是否继承。
  ②检查web.xml，类名要填写正确。
• 405：服务器找不到对应的service方法。
  解决：检查service方法的签名（方法名、参数类型、返回类型、异常类型）。