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Servlet开发基础(第三次课)

Servlet的应用

Servlet是一种独立于平台和协议服务器端的Java应用程序,可以生成动态的web页面。它担当Web浏览器或其他http客户程序发出请求、

与http服务器上的数据库或应用程序之间交互的中间层。

 

动态的web页面 : 所谓动态网页,就是在不同时刻或不同条件下访问Web服务器上的同一个页面时,浏览器会获得不同的内容。

 

•主要内容:Web应用程序开发过程、Servlet的运行原理、Servlet的生命周期等。

 

Java Web应用程序的开发过程

•开发Java Web应用程序的大致流程

–设计目录结构:根据具体业务需要,遵照规范的目录结构设计好Web应用程序的目录结构。

–编写Web应用程序代码:编写业务逻辑所需的Java代码。

–编写部署描述文件:把Servlet、初始化参数等定义到部署描述文件web.xml中。

–编译代码:把编写好的Java源代码编译成字节码。

–将Web应用程序打包:把整个Web应用程序打成War包,以方便部署。

–部署Web应用程序:把打好的War包部署到Web服务器上。

–执行Web应用程序:启动Web服务器,利用客户端浏览器进行访问测试。

注意:在具体的开发过程中,一般都会使用IDE工具,使用IDE工具进行Web应用程序开发时,

只需要开发人员完成前三个步骤,其他步骤IDE工具可以自动完成。

 

Servlet概述

•Servlet是用Java编写的Server端程序,它与协议和平台无关。Servlet运行于Java服务器中。
•Java Servlet可以动态地扩展服务器的能力,并采用请求-响应模式提供Web服务。

 

Servlet简介

•Servlet是使用Java Servlet应用程序设计接口及相关类和方法的Java程序。它在Web服务器上或应用服务器上运行并扩展

了该服务器的能力。Servlet装入Web服务器并在Web服务器内执行。

•Servlet是以Java技术为基础的服务器端应用程序组件,Servlet的客户端可以提出请求并获得该请求的响应,它可以是任何

Java程序、浏览器或任何设备。

 

Servlet运行原理

当Web服务器接收到一个HTTP请求时,它会先判断请求内容——如果是静态网页数据,Web服务器将会自行处理,

然后产生响应信息;如果牵涉到动态数据,Web服务器会将请求转交给Servlet容器。此时Servlet容器会找到对应的

处理该请求的Servlet实例来处理,结果会送回Web服务器,再由Web服务器传回用户端。

 

 

•针对同一个Servlet,Servlet容器会在第一次收到http请求时建立一个Servlet实例,然后启动一个线程。第二次收到http请

求时,Servlet容器无须建立相同的Servlet实例,而是启动第二个线程来服务客户端请求。所以多线程方式不但可以提高

Web应用程序的执行效率,也可以降低Web服务器的系统负担。

 

Servlet的优点

–可移植性好:Servlet是用Java语言编写的,具有完善的Servlet API标准,企业编写的Servlet程序,可以轻松地移植到其他服务器中。

–执行效率高:Servlet请求到来的时候激活Servlet,请求处理完,等待新的请求,新的请求将生成一个线程而不是进程。

–使用方便:Servlet可以轻松地处理HTML表单数据,并读取和设置HTTP头,处理Cookie,跟踪会话。

 

Servlet示例

手动编写一个Servlet类,用servlet向浏览器输出“FirstServlet”。

创建一个web目录

 

 

1.实现HttpServlet接口(默认)

package lqy;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class test1 extends HttpServlet {


    private static final long serialVersionUID = 1L;


    public test1() {
        super();
    }

    public void destroy() {
        super.destroy();
        System.out.println("test1 is destroy");
    }

    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {

        response.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        out.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">");
        out.println("<HTML>");
        out.println("  <HEAD><TITLE>A Servlet</TITLE></HEAD>");
        out.println("  <BODY>");
        out.print("    This is ");
        out.print(this.getClass());
        out.println(", using the GET method");
        out.println("  </BODY>");
        out.println("</HTML>");
        out.flush();
        out.close();
    }

    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {

        response.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        out.println("<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN\">");
        out.println("<HTML>");
        out.println("  <HEAD><TITLE>A Servlet</TITLE></HEAD>");
        out.println("  <BODY>");
        out.print("    This is ");
        out.print(this.getClass());
        out.println(", using the POST method");
        out.println("  </BODY>");
        out.println("</HTML>");
        out.flush();
        out.close();
    }

    /**
     * Initialization of the servlet. <br>
     *
     * @throws ServletException if an error occurs
     */
    public void init() throws ServletException {
        System.out.println("test1 is inited");
    }

}

 

 

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd" id="WebApp_ID" version="3.0">
  <display-name>servlet_1</display-name>
 
  <servlet>
    <servlet-name>test1</servlet-name>
    <servlet-class>lqy.test1</servlet-class>
  </servlet>
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>test1</servlet-name>
    <url-pattern>/servlet/test1</url-pattern>
  </servlet-mapping>
 
  <welcome-file-list>
    <welcome-file>index.html</welcome-file>
    <welcome-file>index.htm</welcome-file>
    <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
    <welcome-file>default.html</welcome-file>
    <welcome-file>default.htm</welcome-file>
    <welcome-file>default.jsp</welcome-file>
  </welcome-file-list>
</web-app>

 

 

启动tomcat,观察日志

 

在浏览器输入: http://localhost:8080/servlet_1/servlet/test1,观察控制台日志

test1给初始化了,调用init接口

 

然后无轮在输入几次servlet,都不会再打印(test1 is inited),因为test1只是在初始化时候调用一次

 

在浏览器输入: http://localhost:8080/servlet_1/servlet/test1,观察页面

2.实现HttpServlet接口

package lqy;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.GenericServlet;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

public class test2 extends GenericServlet {

    @Override
    public void service(ServletRequest arg0, ServletResponse arg1)
            throws ServletException, IOException {
        //这样获取HttpServletRequest类
        HttpServletRequest httpServletRequest=(HttpServletRequest)arg0;
        System.out.println(httpServletRequest.getContextPath());
        System.out.println("service");
    }
    public test2() {
        super();
    }

    public void destroy() {
        super.destroy();
    }
    public void init() throws ServletException {
        System.out.println(this.getClass()+"is inited");
    }

}

 

web.xml增加

  <servlet>
    <servlet-name>test2</servlet-name>
    <servlet-class>lqy.test2</servlet-class>
  </servlet>

  <servlet-mapping>
    <servlet-name>test2</servlet-name>
    <url-pattern>/servlet/test2</url-pattern>
  </servlet-mapping>

 

 

浏览器输入:http://localhost:8080/servlet_1/servlet/test2

控制台初始化test2,调用init方法,然后调用service,然后无轮在输入几次servlet,都不会再初始化servlet,和test1一样

 

 

浏览器空白,因为实现GenericServlet接口,调用的是service方法

 

总结,浏览器发出http请求后,如http://localhost:8080/servlet_1/servlet/test1,web容器根据/servlet/test1从web.xml中找到了名为test1的servlet,

<servlet-mapping>
    <servlet-name>test1</servlet-name>
    <url-pattern>/servlet/test1</url-pattern>
  </servlet-mapping>

,再往上找test1的servlet

  <servlet>
    <servlet-name>test1</servlet-name>
    <servlet-class>lqy.test1</servlet-class>
  </servlet>

根据<servlet-class>lqy.test1</servlet-class>找到那个servlet的java类,然后处理请求


 

 

Servlet的生命周期

•在代码中,Servlet生命周期由接口javax.servlet.Servlet定义。所有的Servlet必须直接或间接地实现javax.servlet.Servlet接口,这样

才能在Servlet容器中运行。Servlet提供service方法、init方法和destroy方法等。在Servlet的生命周期中,运行javax.servlet.Servlet

接口中定义的这些方法,方法会在特定时间按照一定的顺序被调用

 

 

 

Servlet的运行过程

•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:

①Web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。

⑤WEB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如何被加载和实例化

•Servlet容器负责实例化和加载Servlet,这个过程可以在Servlet容器加载时执行,可以在Servlet响应请求时执行,也可以在两者之间的任何时候执行。

•Servlet 容器加载完Servlet之后,首先必须初始化它。初始化时Servlet调用init()方法,该方法可以以一个ServletConfig类型的引用为参数,该参数可以让Servlet从部署描述符文件中读取一些键值对形式的参数值,以初始化这些数据,ServletConfig对象的引用还可以让Servlet接受ServletContext对象。

 

Servlet如何处理请求

•Servlet被初始化以后,就处于能响应请求的就绪状态。每个Servlet都有一个请求的Servlet Request对象和响应的Servlet Response对象。

•Servlet还可以实现ServletRequest和ServletResponse接口。ServletRequest接口可以让Servlet获取客户端请求中的参数,如request信息、协议类型等。Servlet可以从ServletInputStream流中读取request数据。ServletResponse接口允许Servlet设置response headers和status codes。实现这个接口可以使Servlet能访问ServletOutputStream流,用来向客户端返回数据。

 

Servlet如何被释放

•Servlet 容器可以随时使用或释放Servlet。当Servlet 容器判断一个Servlet应当被释放时(例如容器准备释放或需要回收资源),容器必须让Servlet 能释放其正在使用的任何资源,并保存持续性的状态信息。

•在Servlet 容器释放一个Servlet之前,必须让其完成当前实例的service方法或是等到时间超时。当容器释放一个Servlet以后,容器必须彻底释放该Servlet并将其标明为可回收的,此时容器将不能再将请求转发给它。

 

Eclipse中开发Servlet

在eclipse中新建一个web project工程,eclipse会自动创建下图所示目录结构:

 

 

使用Servlet API

•Servlet API中定义了一整套的接口和类,让开发人员很容易地开发出一个Servlet,这套接口和类的继承层次:

•Servlet接口SUN公司定义了两个默认实现类,分别为:GenericServlet、HttpServlet。

 

 

Servlet接口实现类

•HttpServlet指能够处理HTTP请求的servlet,它在原有Servlet接口上添加了一些与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。

 

Servlet的一些细节(1)

•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的一个对外访问路径,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>

 

Servlet的一些细节(2)

•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的一些细节(3)

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

问题:

•当请求URL为“/abc/a.html”,“/abc/*”和“/*”都匹配,哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet1。

•当请求URL为“/abc”时,“/abc/*”和“/abc”都匹配,哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet3。

•当请求URL为“/abc/a.do”时,“/abc/*”和“*.do”都匹配,哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet1

•当请求URL为“/a.do”时,“/*”和“*.do”都匹配,哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet2。

•当请求URL为“/xxx/yyy/a.do”时,“/*”和“*.do”都匹配,哪个servlet响应

Servlet引擎将调用Servlet2。

 

Servlet的一些细节(4)

•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。

 

Servlet的一些细节(5)

如果在<servlet>元素中配置了一个<load-on-startup>元素,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。

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>

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。

Servlet的一些细节(6)

•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的一些细节(7)—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,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 API2.4中,已经将SingleThreadModel标记为Deprecated(过时的)。 

 

Servlet开发基础(第三次课)