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Servlet底层原理、Servlet实现方式、Servlet生

Servlet底层原理、Servlet实现方式、Servlet生

作者: slowwalkerlcr | 来源:发表于2019-12-17 10:50 被阅读0次

    Servlet简介

    Servlet定义

    Servlet是一个Java应用程序，运行在服务器端，用来处理客户端请求并作出响应的程序。

    Servlet的特点

    （1）Servlet对像，由Servlet容器（Tomcat）创建。

    （2）Servlet是一个接口：位于javax.servlet包中。

    （3）service方法用于接收用户的请求并返回响应。

    （4）用户访问时多次被执行（可以统计网站的访问量）。

    Servlet底层原理

    Servlet

    package javax.servlet;
import java.io.IOException;
public interface Servlet {
 void init(ServletConfig var1) throws ServletException;
 ServletConfig getServletConfig();
 void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;
 String getServletInfo();
 void destroy();
}

    我们可以看出Servlet实际上是一个接口，其中包含init、getServletConfig、service、getServletInfo、destroy几个接口方法。

    实现Servlet接口

    package cn.chenhao;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.Servlet;
import javax.servlet.ServletConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
public class FirstServlet implements Servlet {
 /**init方法*/
 @Override
 public void init(ServletConfig paramServletConfig) throws ServletException {
 }
 /**getServletConfig方法*/
 @Override
 public ServletConfig getServletConfig() {
 return null;
 }
 /**service方法*/
 @Override
 public void service(ServletRequest paramServletRequest,
 ServletResponse paramServletResponse) throws ServletException,
 IOException {
 }
 /**getServletInfo方法*/
 @Override
 public String getServletInfo() {
 return null;
 }
 /**destroy方法*/
 @Override
 public void destroy() {
 }
}

    我们需要实现servlet接口里面所有的方法，这对于我们开发来说是很繁琐的。
    Servlet 生命周期的方法: 以下方法都是由 Serlvet 容器负责调用.
    1). 构造器: 只被调用一次. 只有第一次请求 Servlet 时, 创建 Servlet 的实例. 调用构造器. 这说明 Serlvet 的单实例的!

    2). init 方法: 只被调用一次. 在创建好实例后立即被调用. 用于初始化当前 Servlet.

    3). service: 被多次调用. 每次请求都会调用 service 方法. 实际用于响应请求的.

    4). destroy: 只被调用一次. 在当前 Servlet 所在的 WEB 应用被卸载前调用. 用于释放当前 Servlet 所占用的资源.

    下面两个方法是开发者调用

    1). getServletConfig: 返回一个ServletConfig对象，其中包含这个servlet初始化和启动参数.

    2). getServletinfo: 返回有关servlet的信息，如作者、版本和版权.

    在 web.xml 文件中配置和映射这个 Servlet

    <!-- 配置和映射 Servlet -->
<servlet>
 <!-- Servlet 注册的名字 -->
 <servlet-name>helloServlet</servlet-name>
 <!-- Servlet 的全类名 -->
 <servlet-class>com.atguigu.javaweb.HelloServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
 <!-- 需要和某一个 servlet 节点的 serlvet-name 子节点的文本节点一致 -->
 <servlet-name>helloServlet</servlet-name>
 <!-- 映射具体的访问路径: / 代表当前 WEB 应用的根目录. -->
 <url-pattern>/hello</url-pattern>
</servlet-mapping>
    image.png

    load-on-startup 参数

    1. 配置在 servlet 节点中:
    <servlet>
 <!-- Servlet 注册的名字 -->
 <servlet-name>secondServlet</servlet-name>
 <!-- Servlet 的全类名 -->
 <servlet-class>com.atguigu.javaweb.SecondServlet</servlet-class>
 <!-- 可以指定 Servlet 被创建的时机 -->
 <load-on-startup>2</load-on-startup>
</servlet>
    1. load-on-startup: 可以指定 Serlvet 被创建的时机. 若为负数, 则在第一次请求时被创建.若为 0 或正数, 则在当前 WEB 应用被Serlvet 容器加载时创建实例, 且数组越小越早被创建.

    关于 serlvet-mapping
    1). 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。

    2). 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>secondServlet</servlet-name>
 <url-pattern>/*</url-pattern>
</servlet-mapping>
OR
<servlet-mapping>
 <servlet-name>secondServlet</servlet-name>
 <url-pattern>*.do</url-pattern>
</servlet-mapping>

    注意: 以下的既带 / 又带扩展名的不合法.

    <servlet-mapping>
 <servlet-name>secondServlet</servlet-name>
 <url-pattern>/*.action</url-pattern>
</servlet-mapping>

    Servlet生命周期

    实例化：在第一次访问或启动tomcat时，tomcat会调用此无参构造方法实例化servlet。

    初始化：tomcat在实例化此servlet后，会立即调用init方法初始化servlet。

    就绪：容器收到请求后调用servlet的service方法来处理请求。

    销毁：容器依据自身算法删除servlet对象，删除前会调用destory方法

    其中实例化，初始化，销毁只会执行一次，service方法执行多次，默认情况下servlet是在第一次接受到用户请求的情况下才会实例化，可以在web.xml中的<servlet><servlet>标签内添加一个<load-on-startup>1<load-on-startup>配置，此时在启动tomcat时会创建servlet实例。

    ServletConfig

    封装了 Serlvet 的配置信息, 并且可以获取 ServletContext 对象

    1. 配置 Serlvet 的初始化参数
    <servlet>
 <servlet-name>helloServlet</servlet-name>
 <servlet-class>com.atguigu.javaweb.HelloServlet</servlet-class>
 
 <!-- 配置 Serlvet 的初始化参数。 且节点必须在 load-on-startup 节点的前面 -->
 <init-param>
 <!-- 参数名 -->
 <param-name>user</param-name>
 <!-- 参数值 -->
 <param-value>root</param-value>
 </init-param>
 
 <init-param>
 <param-name>password</param-name>
 <param-value>1230</param-value>
 </init-param>
 
 <load-on-startup>-1</load-on-startup>
 
</servlet>
    1. 获取初始化参数:
    getInitParameter(String name): 获取指定参数名的初始化参数
getInitParameterNames(): 获取参数名组成的 Enumeration 对象. 
String user = servletConfig.getInitParameter("user");
System.out.println("user： " + user);
Enumeration<String> names = servletConfig.getInitParameterNames();
while(names.hasMoreElements()){
 String name = names.nextElement();
 String value = servletConfig.getInitParameter(name);
 System.out.println("^^" + name + ": " + value);
}

    ServletContext

    1. 可以由 SerlvetConfig 获取:
    ServletContext servletContext = servletConfig.getServletContext();
    1. 该对象代表当前 WEB 应用: 可以认为 SerlvetContext 是当前 WEB 应用的一个大管家. 可以从中获取到当前 WEB 应用的各个方面的信息.

    ①. 获取当前 WEB 应用的初始化参数
    设置初始化参数: 可以为所有的 Servlet 所获取, 而 Servlet 的初始化参数只用那个 Serlvet 可以获取.

    <!-- 配置当前 WEB 应用的初始化参数 -->
<context-param>
　　<param-name>driver</param-name>
　　<param-value>com.mysql.jdbc.Driver</param-value>
</context-param>

    代码:

    ServletContext servletContext = servletConfig.getServletContext();
String driver = servletContext.getInitParameter("driver");
System.out.println("driver:" + driver);
Enumeration<String> names2 = servletContext.getInitParameterNames();
while(names2.hasMoreElements()){
　　String name = names2.nextElement();
　　System.out.println("-->" + name); 
}

    ②. 获取当前 WEB 应用的某一个文件在服务器上的绝对路径, 而不是部署前的路径

    String realPath = servletContext.getRealPath("/note.txt");

    ③. 获取当前 WEB 应用的名称:

    String contextPath = servletContext.getContextPath();

    ④. 获取当前 WEB 应用的某一个文件对应的输入流.

    InputStream is2 = servletContext.getResourceAsStream("/WEB-INF/classes/jdbc.properties");

    如何在 Serlvet 中获取请求信息

    1. Servlet 的 service() 方法用于应答请求: 因为每次请求都会调用 service() 方法
    public void service(ServletRequest request, ServletResponse response)throws ServletException, IOException

    ServletRequest: 封装了请求信息. 可以从中获取到任何的请求信息.
    ServletResponse: 封装了响应信息, 如果想给用户什么响应, 具体可以使用该接口的方法实现.
    这两个接口的实现类都是服务器给予实现的, 并在服务器调用 service 方法时传入.

    2.ServletRequest: 封装了请求信息. 可以从中获取到任何的请求信息.
    ①. 获取请求参数:

    > String getParameter(String name): 根据请求参数的名字, 返回参数值. 
若请求参数有多个值(例如 checkbox), 该方法只能获取到第一个提交的值.
> String[] getParameterValues(String name): 根据请求参数的名字, 返回请求参数对应的字符串数组.
> Enumeration getParameterNames(): 返回参数名对应的 Enumeration 对象, 
类似于 ServletConfig(或 ServletContext) 的 getInitParameterNames() 方法.
> Map getParameterMap(): 返回请求参数的键值对: key: 参数名, value: 参数值, String 数组类型.

    ②. 获取请求的 URI:

    HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) request;
 
String requestURI = httpServletRequest.getRequestURI();
System.out.println(requestURI); // /day_29/loginServlet

    ③. 获取请求方式:

    String method = httpServletRequest.getMethod();
System.out.println(method); //GET

    ④. 若是一个 GET 请求, 获取请求参数对应的那个字符串, 即 ? 后的那个字符串.

    String queryString = httpServletRequest.getQueryString();
System.out.println(queryString); //user=atguigu&password=123456&interesting=game&interesting=party&interesting=shopping

    ⑤. 获取请求的 Serlvet 的映射路径

    String servletPath = httpServletRequest.getServletPath();
System.out.println(servletPath); // /loginServlet

    1. HttpServletRequest: 是 SerlvetRequest 的子接口. 针对于 HTTP 请求所定义. 里边包含了大量获取 HTTP 请求相关的方法.

    2. ServletResponse: 封装了响应信息, 如果想给用户什么响应, 具体可以使用该接口的方法实现.
      ①. *getWriter(): 返回 PrintWriter 对象. 调用该对象的 print() 方法, 将把 print() 中的参数直接打印到客户的浏览器上.
      ②. 设置响应的内容类型: response.setContentType("application/msword");
      ③. void sendRedirect(String location): 请求的重定向. (此方法为 HttpServletResponse 中定义.)

    GenericServlet

    1. 是一个 Serlvet. 是 Servlet 接口和 ServletConfig 接口的实现类. 但是一个抽象类. 其中的 service 方法为抽象方法

    2. 如果新建的 Servlet 程序直接继承 GenericSerlvet 会使开发更简洁.

    3. 具体实现:
      ①. 在 GenericServlet 中声明了一个 SerlvetConfig 类型的成员变量, 在 init(ServletConfig) 方法中对其进行了初始化
      ②. 利用 servletConfig 成员变量的方法实现了 ServletConfig 接口的方法
      ③. 还定义了一个 init() 方法, 在 init(SerlvetConfig) 方法中对其进行调用, 子类可以直接覆盖 init() 在其中实现对 Servlet 的初始化.
      ④. 不建议直接覆盖 init(ServletConfig), 因为如果忘记编写 super.init(config); 而还是用了 SerlvetConfig 接口的方法,则会出现空指针异常.
      ⑤. 新建的 init(){} 并非 Serlvet 的生命周期方法. 而 init(ServletConfig) 是生命周期相关的方法.

    public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig {
 /** 以下方法为 Servlet 接口的方法 **/
 @Override
 public void destroy() {}
 @Override
 public ServletConfig getServletConfig() {
 return servletConfig;
 }
 @Override
 public String getServletInfo() {
 return null;
 }
 private ServletConfig servletConfig;
 
 @Override
 public void init(ServletConfig arg0) throws ServletException {
 this.servletConfig = arg0;
 init();
 }
 public void init() throws ServletException{}
 /**【注意】唯独service方法没有被实现，还是一个抽象方法，这个service方法必须我们自己去重写*/
 @Override
 public abstract void service(ServletRequest arg0, ServletResponse arg1)
 throws ServletException, IOException;
 /** 以下方法为 ServletConfig 接口的方法 **/
 @Override
 public String getInitParameter(String arg0) {
 return servletConfig.getInitParameter(arg0);
 }
 @Override
 public Enumeration getInitParameterNames() {
 return servletConfig.getInitParameterNames();
 }
 @Override
 public ServletContext getServletContext() {
 return servletConfig.getServletContext();
 }
 @Override
 public String getServletName() {
 return servletConfig.getServletName();
 }
}

    【注意】唯独service方法没有被实现，还是一个抽象方法，这个service方法必须我们自己去重写。

    HttpServlet

    1. 是一个 Servlet, 继承自 GenericServlet. 针对于 HTTP 协议所定制.

    2. 在 service() 方法中直接把 ServletReuqest 和 ServletResponse 转为 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse.并调用了重载的 service(HttpServletRequest, HttpServletResponse)

    在 service(HttpServletRequest, HttpServletResponse) 获取了请求方式: request.getMethod(). 根据请求方式有创建了doXxx() 方法(xxx 为具体的请求方式, 比如 doGet, doPost)

    @Override
 public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
 throws ServletException, IOException {
 HttpServletRequest request;
 HttpServletResponse response;
 
 try {
 request = (HttpServletRequest) req;
 response = (HttpServletResponse) res;
 } catch (ClassCastException e) {
 throw new ServletException("non-HTTP request or response");
 }
 service(request, response);
}
public void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
 throws ServletException, IOException {
 //1. 获取请求方式.
 String method = request.getMethod();
 
 //2. 根据请求方式再调用对应的处理方法
 if("GET".equalsIgnoreCase(method)){
 doGet(request, response);
 }else if("POST".equalsIgnoreCase(method)){
 doPost(request, response);
 }
}
public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
 throws ServletException, IOException{
 // TODO Auto-generated method stub
 
}
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
 throws ServletException, IOException {
 // TODO Auto-generated method stub
 
}

    1. 实际开发中, 直接继承 HttpServlet, 并根据请求方式复写 doXxx() 方法即可.

    2. 好处: 直接由针对性的覆盖 doXxx() 方法; 直接使用 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse, 不再需要强转.

    Servlet生命周期图

    image.png

    Servlet生命周期简述

    （1）加载和实例化

    当Servlet容器启动或客户端发送一个请求时，Servlet容器会查找内存中是否存在该Servlet实例，若存在，则直接读取该实例响应请求；如果不存在，就创建一个Servlet实例。

    （2） 初始化

    实例化后，Servlet容器将调用Servlet的init()方法进行初始化（一些准备工作或资源预加载工作）。

    （3）服务

    初始化后，Servlet处于能响应请求的就绪状态。当接收到客户端请求时，调用service()的方法处理客户端请求，HttpServlet的service()方法会根据不同的请求 转调不同的doXxx()方法,比如 doGet, doPost。

    （4）销毁

    当Servlet容器关闭时，Servlet实例也随时销毁。其间，Servlet容器会调用Servlet 的destroy()方法去判断该Servlet是否应当被释放（或回收资源）。

    其中实例化，初始化，销毁只会执行一次，service方法执行多次，默认情况下servlet是在第一次接受到用户请求的情况下才会实例化，可以在web.xml中的<servlet><servlet>标签内添加一个<load-on-startup>1<load-on-startup>配置，此时在启动tomcat时会创建servlet实例。

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