Servlet技术(上)

Tomcat的<CATALINA_HOME>/lib/servlet-api.jar文件为Servlet API的类库文件。Servlet API主要由两个Java包组成：

• Javax.Servlet 包中定义了Servlet接口以及相关的通用接口和类
• Javax.servlet.http 主要定义了与HTTP协议相关的HttpServlet、HttpServletRequest接口和HttpServletResponse接口

Servlet接口

所有的Servlet类都必须实现这个接口，Servlet接口中定义了5个方法，其中3个方法都由Servlet容器来调用，容器会在Servlet的生命周期的不同阶段调用特定的方法

• init(ServletConfig config) 该方法负责初始化Servlet对象，容器在创建好Servlet对象后，就会调用该方法
• service(ServletRequest req,ServletResponse resp)：负责响应客户的请求，为客户提供相应服务。容器接收到客户端要求访问特定Servlet对象的请求，就会调用该Servlet对象service()方法。
• destory()方法：负责释放Servlet对象占用的资源。当Servlet对象结束生命周期时，容器会调用此方法

Servlet接口还定义了连个返回Servlet的相关信息的方法。Java Web应用中的程序代码可以访问Servlet的这两个方法，从而获取Servlet的配置信息以及其他相关信息：

• getServletConfig()：返回一个ServletConfig对象，该对象中包含了Servlet的初始化参数信息
• getServletInfo()：返回一个字符串，该字符串中包含了Servlet的创建者、版本和版权等信息

GenericServlet抽象类

GenericServlet抽象类为Servlet接口提供了通用实现，GenerivcServlet除了实现Servlet接口，还实现了ServletConfig接口和序列化Serializable接口

HttpServlet抽象类

HttpServlet类是GenericServlet类的子类，HttpServlet类为Servlet接口提供了与HTTP协议相关的通用实现。HttpServlet对象社和运行在客户端采用HTTP协议通信的Servlet容器或Web服务器中。

HttpServlet为所有针对特定请求的方式的doXXX()方法提供了默认的实现。在HttpServlet类的默认实现中，doGET()、doPost()、doPut()和doDelete()都可以向客户端返回一个错误：

• 405
• 400

ServletRequest接口

Servlet接口的Service方法中有一个ServletRequest类型的参数。ServletRequest类表示来自客户端的请求。当Servlet容器接收到客户端要求访问特定Servlet的请求时，容器先解析客户端的原始请求数据，将它包装成一个ServlertRequest对象。当容器调用Servlet对象的service()方法时，就会把ServletRequest对象作为参数传给service()方法

• getContentLength() 返回请求正文的长度。如果请求正文的长度未知 返回-1
• getContentType() 获得请求正文的MIME类型，如果请求正文的类型未知返回null
• getInputStream() 返回用于读取请求正文的输入流
• getLocalAddr() 返回服务器端IP地址
• getLocalName() 返回服务器端的主机名
• getLocalPort() 返回服务器端的FTP端口号
• getParameter(String name) 根据指定的请求参数名，返回来自客户请求中匹配的请求参数
• getProtocol()：返回客户端与服务器端通信所用的协议的名称以及版本号
• getReader()：返回用于读取字符串形式的请求正文的BufferedReader对象
• getRemoteAddr()：返回客户端IP地址
• getRemoteHost()：返回客户端的主机名
• getRemotePort()：返回客户端的FTP端口号

HttpServletRequest接口

HttpServletRequest接口时ServletRequest接口的子接口，HttpServlet类的重载service()方法以及doGet()和doPost()等都有一个HttpServletRequest的形参

• getContextPath() 返回客户端所请求访问的Web应用的URL入口。项目路径
• getCookies() 返回请求中的所有cookie
• getHeader(String name) 返回HTTP请求头部的特定项
• getHeaderNames() 返回包含所有HTTP请求头部的所有项目名
• getMethod() 返回HTTP请求方式
• getRequestURI() 返回HTTP请求的头部URI
• getQueryString() 返回请求中的查询字符串 URL中?后面的内容

HTTPServletResponse接口

Servlet通过ServletResponse对象来生成响应结果，当Servlet容器接收到客户端要求访问特定Servlet的请求时，容器会创建一个ServletResponse对象，并传递给Servlet的service()方法

• setCharacterEncoding(String charset)设置响应正文的字符编码
• setContentLength(int len) 设置响应正文的长度
• setContentType(String type) 设置响应正文的MIME类型
• getCharacterEncoding() 返回响应正文的字符编码
• getContentType() 返回响应正文的MIME
• setBufferSize(int size) 设置存放响应正文数据的缓冲区大小
• getBufferSize() 获取存放响应正文数据的缓冲区大小
• reset() 清空缓冲区内的正文数据，并且清空响应状态码以及响应头
• resetBuffer() 仅清空缓冲区内的正文数据，不清空响应状态码以及响应头
• flushBuffer() 强制性地把缓冲区内的响应正文发送到客户端
• isCommitted() 用于返回数据是否以及发送到客户端
• getOutputStream() 返回一个ServletOutputStream对象，Servlet用来输出二进制正文数据
• getWriter() 返回PrintWriter对象，Servlet用来输出字符串形式的正文数据

在Tomcat的实现中，如果Servlet的service()方法没有调用ServletOutputStream或PrintWriter的close()方法，那么Tomcat在调用完Servlet的service()方法后，会关闭ServletOutputStream或PrintWriter

HttpServletResponse接口

HttpServletResponse接口是ServletResponse的子接口。

HttpServletResponse接口提供了与HTTP协议相关的一些方法，Servlet可通过这些方法来设置HTTP响应头或客户端写Cookie

• addHeader(String name,String value)向HTTP响应头中加入一项内容
• sendError(int sc) 向客户端发送一个代表特定错误的HTTP响应状态代码
• setHeader(String name,String value)：设置HTTP响应头中的一项内容，如果响应头中以及存在，原先所做的设置将被覆盖
• setStatus(int sc)：设置HTTP响应的状态代码
• addCookie(Cookie cookie)：向HTTP响应中加入一个Cookie

ServletConfig接口

当Servlet容器初始化一个Servlet对象时，会为这个Servlet对象创建一个ServletConfig对象。ServletConfig对象中包含了Servlet的初始化参数信息，ServletConfig还与当前Web应用的ServletContext对象关联。Servlet容器调用Servlet对象的init(ServletConfig config)方法时，会把ServletConfig对象作为参数传给Servlet对象。

HttpServlet继承GenericServlet类，GenericServlet实现ServletConfig接口，因此在HttpServlet类或GenericServlet类以及子类中都可以直接调用ServletConfig接口中的方法

ServletContext接口

ServletContext是Servlet与Servlet容器之间进行通信的接口，Servlet容器在启动一个Web应用时，会为它创建一个ServletContext对象。每个Web应用都有唯一的ServletContext对象。Servlet对象们可以通过这个类来访问Servlet容器中的各种资源

1. 用于在Web应用范围内存取共享数据

• setAttribute(String name,Object object) 把java对象与一个属性名绑定，存入ServletContext中。name指定属性名
• getAttribute(String name) 根据参数给定的属性名，返回一个Object类型的对象
• getAttributeNames()：返回所有存放在ServletContext中的属性名
• removeAttribute(String name)：根据参数指定的属性名，从ServletContext中删除匹配的属性

2. 访问当前Web应用的资源

• getContextPath() 放回当前Web应用的URL入口
• getInitParameter(String name)：根据指定的参数名，返回Web应用范围内的匹配的初始化参数值
• getInitParameterNames() 返回包含Web应用范围内所有的初始化参数名
• getServletContextName() 返回Web应用的名字
• getRequestDispatcher(String path)：返回一个用于向其他Web组件转发请求的RequestDispathcer对象

3. 访问Servlet容器中的其他Web应用

• getContext(String uripath) 根据参数指定的URI返回当前Servlet容器中其他Web应用的ServletContext对象

4. 访问Servlet容器的相关信息

• getMajorVersion()：返回Servlet容器支持的Java Servlet API的主版本号
• getMinorVersion()：返回Servlet容器支持的Java Servlet API的次版本号
• getServerInfo() 返回Servlet容器的名字和版本

5. 访问服务器端的文件系统资源

• getRealPath(String path) 根据参数指定的虚拟路径，返回文件系统中的一个真实路径
• getResource(String path)返回一个映射到参数指定的路径的URL
• getResourceAsStream(String path)：返回一个用于读取参数指定文件的输入流

6. 输出日志

• log(String msg) 向Servlet的日志文件中写日志
• log(String message,Throwable throwable) 向Servlet的日志文件中写 错误日志，以及异常的堆栈信息

JavaWeb应用的生命周期

Java Web应用的生命周期是由Servlet容器来控制，Java Web应用的生命周期包括三个阶段

• 启动阶段：加载Web应用的有关数据，创建ServletContext，对Filter和一些Servlet进行初始化
• 运行时阶段：为客户端提供服务
• 终止阶段：释放Web应用所占用的各种资源

启动阶段

Servlet容器在启动JavaWeb应用时，会完成以下操作

1. 把web.xml文件中的数据加载到内存中
2. 为JavaWeb应用创建一个ServletContext对象
3. 对所有的Filter进行初始化，Filter的初始化是在JavaWeb容器启动时完成的
4. 对需要在Web应用启动时就初始化的Servlet进行初始化。

运行时阶段

在这个阶段，它的所有Servlet都处于待命状态，随时可以响应客户端的特定请求，提供相应的服务。如果客户端请求的Servlet还不存在，Servlet容器会先加载并初始化Servlet，然后再调用它的service()服务方法

终止阶段

Servlet容器在终止JavaWeb应用时，会完成以下操作

1. 销毁JavaWeb应用中所有处于运行时状态的Servlet。
2. 销毁JavaWeb应用中所有处于运行状态的Filter
3. 销毁所有与JavaWeb应用相关的对象，如ServletContext对象等，并且释放Web应用所占用的相关资源

Servlet的生命周期

初始化阶段

1. Servlet容器加载Servlet类，把它的.class文件中的数据读入到内存中
2. Servlet容器创建ServletConfig对象。
3. Servlet容器创建Servlet对象
4. Servlet容器调用Servlet对象的init方法

经过初始化步骤创建了Servlet对象和ServletConfig对象，并且Servlet对象与ServletConfig对象关联，而ServletConfig对象与当前Web应用的ServletContext对象关联。当Servlet容器初始化完Servlet后，Servlet对象只要通过getServletContext() 就能得到当前Web应用的ServletContext对象

Servlet进入初始化阶段的情况

1. 当Web应用处于运行时阶段，Servlet被客户端首次请求访问，Servlet会被Servlet容器初始化
2. 如果在web.xml中为Servlet设置了<load-on-startup>元素，当Servlet容器启动Servlet所属的Web应用时，就会初始化这个Servlet
3. Web应用被重新启动时，Web应用中的所有Servlet都会重新初始化

运行时阶段

在这个阶段中，Servlet可以随时响应客户端的请求，当Servlet容器接收到要求访问特定Servlet的客户请求，Servlet容器创建针对于这个请求的ServletRequest对象和ServletResponse对象，然后调用相应的Servlet对象的service()方法。service()方法从ServletRequest对象中获得客户请求信息并处理该请求，通过ServletResponse对象生成响应结果。

销毁阶段

当Web应用被终止时，Servlet容器会先调用Web应用中所有Servlet对象的destroy)方法，然后再销毁这些Servlet对象。在destory()方法的实现中，可以释放Servlet所占用的所有资源。

容器还会销毁与Servlet关联的ServletConfig对象

ServletContext与Web应用范围

当Servlet容器在启动一个Web应用时，会为它创建唯一的ServletContext对象。当Servlet容器终止一个Web应用时，就会销毁它的ServletContext对象、

Web应用范围的含义

• Web应用范围表示由Web应用的生命周期构成的时间段
• 表示在Web应用生命周期内所有Web组件的集合

特点

• 共享数据的生命周期位于Web应用的生命周期中的一个时间片段内

• 共享数据可以被Web应用中的所有Web组件共享

• Web应用范围内可以存放各种类型的共享数据。Java对象可有与ServletContext对象关联，该Java对象的生命周期会依附ServletContext对象的生命周期。Web组件可以通过ServletContext对象来访问它

常用API

• setAttribute(String name,Object obj) 向Web应用范围内存入共享数据。参数name指定属性名，参数object表示共享数据
• removeAttribute(String name)：根据参数给定的属性名，从Web应用范围内删除匹配的共享数据
• getAttribute(String name)：根据参数给定的属性名，返回Web应用范围内匹配的共享数据

ServletContextListener 监听器

Servlet API中有ServletContextListener接口，它能够监听ServletContext对象的生命周期。当Servlet容器启动或终止Web应用，会触发ServletContextEvent事件，该事件由ServletContextListener处理

• contextInitialized(ServletContextEvent sce) 当Servlet容器启动Web应用时调用该方法，调用完该方法后，会对Filter初始化，并对需要在Web应用启动时就需要初始化的Servlet进行初始化
• contextDestroyed(ServletContextEvent sce) 当Servlet容器终止Web应用时调用该方法。在调用该方法之前，容器会销毁所有的Servlet和Filter过滤器

防止页面被客户端浏览器缓存

浏览器为了快速向用户展示所请求的页面，会将来自服务器端的网页存放在客户端的缓存中。如果浏览器的缓存中已经存在该网页，那么浏览器只需从缓存中获取该网页，而不再请求服务器上的网页

但是有一些情况我们不希望数据被浏览器缓存

• 当网页包含随时会被更新的动态内容。防止数据展示出现异常
• 网页中包含敏感数据

服务器端的HttpServlet可通过设置特定HTTP响应头来禁止客户端缓存网页

response.setHeader("Cache-Control","no-cache");
或者
response.setHeader("Expires","0");

Expires用于设定网页过期的时间，如果为0，表示立即过期