servlet基础

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，用户若想用发一个动态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：

1 .编写一个Java类，实现servlet接口。

2.把开发好的Java类部署到web服务器中。

Servlet在web应用中的位置

按照一种约定俗成的称呼习惯，通常我们也把实现了servlet接口的java程序，称之为Servlet。

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：

   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

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：

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。 

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。

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。在Servlet API 2.4中，已经将SingleThreadModel标记为Deprecated（过时的）。   

ServletConfig对象

在Servlet的配置文件中，可以使用一个或多个<init-param>标签为servlet配置一些初始化参数。

当servlet配置了初始化参数后，web容器在创建servlet实例对象时，会自动将这些初始化参数封装到ServletConfig对象中，并在调用servlet的init方法时，将ServletConfig对象传递给servlet。进而，程序员通过ServletConfig对象就可以得到当前servlet的初始化参数信息。

 

ServletContext对象

WEB容器在启动时，它会为每个WEB应用程序都创建一个对应的ServletContext对象，它代表当前web应用。

ServletContext对象被包含在ServletConfig对象中，开发人员在编写servlet时，可以通过ServletConfig.getServletContext方法获得对ServletContext对象的引用。

由于一个WEB应用中的所有Servlet共享同一个ServletContext对象，因此Servlet对象之间可以通过ServletContext对象来实现通讯。ServletContext对象通常也被称之为context域对象。

ServletContext应用

多个Servlet通过ServletContext对象的setAttribute()和getAttribute()方法

实现数据共享。

通过ServletContext 对象的getInitParameter(String name)和getInitParameterNames()获取WEB应用的初始化参数。

   通过Context对象的getRequestDispatcher(String path)得到RequestDispatcher对象，然后通过此对象的forward方法或include方法实现Servlet的转发。

利用ServletContext对象的getResource(String path)和getResourceAsStream(String path)
读取资源文件。

  得到文件路径

Servlet高级应用—Servlet与缓存

设置缓存的两种场景：

场景一：对于不经常变化的数据，在servlet中可以为其设置合理的缓存时间值，以避免浏览器频繁向服务器发送请求，提升服务器的性能。

场景二：如果要实现一种高级功能，即客户端请求动态web资源时，动态web资源发现发给客户端的数据更新了，就给客户端发送最新的数据，如果发现数据没有更新，则动态web资源就要客户端就去访问它自己缓存的数据。此种情况可以通过覆写动态web资源(即servlet)的getLastModify方法予以实现。

getLastModified方法由service方法调用，默认情况下，getLastModified方法返回一个负数，开发人员在编写servlet时，如果不覆盖getLastModified方法，则每次访问servlet时，service方法发现getLastModified方法返回负数，它就会调用doXXX方法向客户端返回最新的数据。此种情况下，服务器在向客户端返回doXXX方法返回的数据时，不会在数据上加Last-Modified头字段。

如果编写servlet时，覆盖了getLastModified方法，并返回某一个时间值，则客户端访问Servlet时，service方法首先会检查客户端是否通过If-Modified-Since头字段带一个时间值过来。如果没有的话，则service方法会调用doXXX方法向客户端返回最新的数据。在返回数据时，service方法还会调用getLastModified方法得到一个时间值，并以这个时间值在数据上加上一个Last-Modified头字段。（即通知客户端缓存数据）

客户端在访问servlet时，如果通过If-Modified-Since头字段带了一个时间值过来，则service方法在调用doXXX方法之前，它会先调用getLastModified方法，得到一个时间值，并与客户端带过来的时间值进行比较，如果比客户端的时间值要新，则service方法调用doXXX方法向客户端返回最新的数据。如果要旧，则service方法而不会调用doXXX方法向客户端返回数据，而是返回一个304的状态码给客户端，通知客户端在拿它缓存中的数据。

getLastModified方法与缓存

缓存的应用

一个网站有很多静态资源，例如css文件、html页面、gif图片等等，这些文件一旦创建，有可能永远不会更新。当客户端第一次访问这些文件时，服务器在把文件数据交给客户端的同时，就应该通知客户端缓存这些文件，以后客户端每次访问，服务器如果发现文件没更新，则应要客户端去拿它缓存中的文件，以减轻服务器的压力。

编程：使用一个servlet读取一个文件数据给客户端，当文件数据未更新时，通知客户端去访问它缓存中的数据，如果文件数据更新了，则向客户端返回最新数据。

Tomcat服务器中的所有静态web资源，都是由一个缺省servlet负责读取回送给客户端的，它就是以上方式来提升服务器的性能。