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  • 第四部分_Servlet核心概念与原理

    Servlet API

    Servlet的框架的核心是javax.servlet.Servlet接口，所有的Servlet都必须实现这一接口。在Servlet接口中定义了五个方法，其中有三个方法代表了Servlet的生命周期：

    • init方法：负责初始化Servlet对象
    • service方法：负责响应客户的请求
    • destroy方法：当Servlet对象退出生命周期时，负责释放占用的资源。

    换句话说，Servlet的生命周期可分为三个阶段：初始化阶段；响应客户请求阶段；终止阶段。

    Servlet的初始化阶段：

    　　在下列时刻Servlet容器装载Servlet:

    • Servlet容器启动时自动装载某些Servlet
    • 在Servlet容器启动后，客户首次向Servlet发出请求
    • Servlet的类文件被更新后，重新装载Servlet

    　　Servlet被装载后，Servlet容器创建一个Servlet实例并且调用Servlet的init()方法进行初始化。在Servlet的整个生命周期中，init方法只会被调用一次。

    Servlet的响应客户请求阶段：

    　　对于到达Servlet容器的客户请求，Servlet容器创建特定于这个请求的ServletRequest对象和ServletResponse对象，然后调用Servlet的service方法。service方法从ServletRequest对象获得客户请求信息、处理该请求，并通过ServletResponse对象向客户返回响应结果。

    Servlet的终止阶段：

    　　当Web应用被终止，或Servlet容器终止运行，或Servlet容器重新装载Servlet的新实例时，Servlet容器会先调用Servlet的destroy方法。在destroy方法中，可以释放Servlet所占用的资源。

    Servlet API类图如下：

    • 如果你的Servlet类扩展了HttpServlet类，你通常不必实现service方法，因为HttpServlet类已经实现了service方法，该方法的声明形式：protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException
    • 在HttpServlet的service方法中，首先从HttpServletRequest对象中获取HTTP请求方式的信息，然后再根据请求方式调用相应的方法。例如，如果请求方式为GET，那么调用doGet方法；如果请求方式为POST，那么调用doPost方法。

    Tomcat service源码伪码描述如下：

    public void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException
{
	String method = request.getMethod();
	
	if(method.equalsIgnoreCase("get"))
	{
		this.doGet(request, response);
	}
	else if(method.equalsIgnoreCase("post"))
	{
		this.doPost(request, response);
	}
	else if ...
}

    　　ServletRequest接口

    • ServletRequest接口封装了客户请求信息，如客户请求方式、参数名和参数值、客户端正在使用的协议，以及发出客户请求的远程主机信息等。ServletRequest接口还为Servlet提供了直接以二进制方式读取客户请求数据流的ServletInputStream。
    • ServletRequest的子类可以为Servlet提供更多的和特定协议相关的数据，例如：HttpServletRequest提供了读取HTTP Head信息的方法。

    　　ServletRequest接口的主要方法

    • getAttribute，根据参数给定的属性名返回属性值
    • getContentType，返回客户请求数据MIME类型
    • getInputStream，返回以二进制方式直接读取客户请求数据的输入流
    • getParameter，根据给定的参数名返回参数值
    • getRemoteAddr，返回远程客户主机的IP地址
    • getRomoteHost，返回远程客户主机名
    • getRemotePort，返回远程客户主机的端口

    　　ServletResponse接口

    • ServletResponse接口为Servlet提供了返回响应结果的方法。它允许Servlet设置返回数据的长度和MIME类型，并且提供输出流ServletOutputStream。
    • ServletRequest的子类可以为Servlet提供更多的和特定协议相关的数据，例如：HttpServletResponse提供了设定HTTP Head信息的方法。

    　　ServletResponse接口的主要方法

    • getOutputStream，返回可以向客户端发送二进制数据的输出流对象ServletOutputStream
    • getWriter，返回可以向客户端发送字符数据的PrintWrite对象
    • getCharacterEncoding，返回Servlet发送的相应数据的字节编码
    • getContentType，返回Servlet发送的响应数据的MIME类型
    • setContentType，设置Servlet发送的响应数据的MIME类型

    创建自己的HttpServlet

    下面给出一个实例：

    package com.test.servlet;

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 HelloServlet extends HttpServlet // 第一步： 扩展 HttpServlet 抽象类。
{
	// 第二步：覆盖doGet()方法
	public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
			throws IOException, ServletException
	{
		// 第三步：获取HTTP 请求中的参数信息
		String clientName = request.getParameter("clientName");
		if (clientName != null)
		{
			clientName = new String(clientName.getBytes("ISO-8859-1"), "GB2312");
		}

		else
		{
			clientName = "我的朋友";
		}

		// 第四步：生成 HTTP 响应结果。

		PrintWriter out;
		String title = "HelloServlet";
		String heading1 = "This is output from HelloServlet by doGet:";
		// set content type.
		response.setContentType("text/html;charset=GB2312");
		// write html page.
		out = response.getWriter();
		out.print("<HTML><HEAD><TITLE>" + title + "</TITLE>");
		out.print("</HEAD><BODY>");
		out.print(heading1);
		out.println("<h1><P> " + clientName + " : 您好</h1>");
		out.print("</BODY></HTML>");
		// close out.
		out.close();
	}
}

    在浏览器地址栏中键入：http://localhost:8080/test/HelloServlet，返回信息为：

    This is output from HelloServlet by doGet:

    我的朋友 : 您好

     键入：http://localhost:8080/test/HelloServlet?clientName=Eric，返回信息为：

    This is output from HelloServlet by doGet:

    Eric : 您好

    Servlet对象何时被创建

    • 默认情况下，当Web客户第一次请求访问某个Servlet时，Web容器创建这个Servlet的实例
    • 如果设置了<servlet>元素的<load-on-startup>子元素，Servlet容器在启动Web应用时，将按照指定的顺序创建并初始化这个Servlet。如：
    <servlet>
	<servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
	<servlet-class>com.test.HelloServlet</servlet-class>
	<load-on-startup>2</load-on-startup>
</servlet>

    ServletContext和Web应用的关系

    • 当Servlet容器启动Web应用时，并为每个Web应用创建唯一的ServletContext对象。你可以把ServletContext看成是一个Web应用的服务器端组件的共享内存。在ServletContext中可以存放共享数据，它提供了读取或设置共享数据的方法：-setAttribute(String name, Object object)把一个对象和一个属性名绑定，将这个对象存储在ServletContext中。-getAttribute(String name)根据给定的属性名返回绑定的对象。application就是ServletContext类型的。

    Web应用何时被启动

    • 当Servlet容器启动时，会启动所有的Web应用
    • 通过控制台启动Web应用

    创建CounterServlet

    package com.test.servlet;

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

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

public class CounterServlet extends HttpServlet
{
	private static final String CONTENT_TYPE = "text/html";

	public void init(ServletConfig config) throws ServletException // 仅仅执行一次
	{
		super.init(config);
		System.out.println("init invoked"); 
	}

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

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

		// 获得ServletContext的引用
		ServletContext context = getServletContext();
		// 从ServletContext读取count属性
		Integer count = (Integer) context.getAttribute("count");

		// 如果count属性还没有设置, 那么创建count属性，初始值为0
		// one and add it to the ServletContext
		if (count == null)
		{
			count = new Integer(0);
			context.setAttribute("count", new Integer(0));
		}

		response.setContentType(CONTENT_TYPE);
		PrintWriter out = response.getWriter();
		out.println("<html>");
		out.println("<head><title>WebCounter</title></head>");
		out.println("<body>");
		// 输出当前的count属性值
		out.println("<p><h1>The current COUNT is : " + count + ".</h1></p>");
		out.println("</body></html>");

		// 创建新的count对象，其值增1
		count = new Integer(count.intValue() + 1);
		// 将新的count属性存储到ServletContext中
		context.setAttribute("count", count);
	}

	public void destroy()
	{
		
	}
}

    测试ConterServlet：

    • 通过如下URL访问CounterServlet：http://localhost:8080/test/CounterServlet，当你第一次访问该Servlet时，你会在浏览器上看到count的值为0
    • 刷新该页面，你会看到每刷新一次count值增加1，假定最后一次刷新后count值为5
    • 再打开一个新的浏览器，访问CounterServlet，此时count值为6
    • 重新启动Tomcat服务器，然后再访问CounterServlet，你会看到count值又被初始化为0

    Servlet的多线程同步问题（重要）

    package com.test.servlet;

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 HelloServlet extends HttpServlet // 第一步： 扩展 HttpServlet 抽象类。
{
	String clientName = null;
	// 第二步：覆盖doGet()方法
	public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
			throws IOException, ServletException
	{
		// 第三步：获取HTTP 请求中的参数信息
		clientName = request.getParameter("clientName");
		if (clientName != null)
		{
			clientName = new String(clientName.getBytes("ISO-8859-1"), "GB2312");
		}

		else
		{
			clientName = "我的朋友";
		}

		try
		{
			Thread.sleep(10000); // 模拟后台复杂处理
		}
		catch(Exception e)
		{
			
		}
		// 第四步：生成 HTTP 响应结果。

		PrintWriter out;
		String title = "HelloServlet";
		String heading1 = "This is output from HelloServlet by doGet:";
		// set content type.
		response.setContentType("text/html;charset=GB2312");
		// write html page.
		out = response.getWriter();
		out.print("<HTML><HEAD><TITLE>" + title + "</TITLE>");
		out.print("</HEAD><BODY>");
		out.print(heading1);
		out.println("<h1><P> " + clientName + " : 您好</h1>");
		out.print("</BODY></HTML>");
		// close out.
		out.close();
	}
}

    在浏览器中同时访问：http://localhost:8080/test/HelloServlet?clientName=李四；http://localhost:8080/test/HelloServlet?clientName=王五，输出结果将被后者覆盖，这是因为Servlet是单例的多线程的，只要把clientName定义成局部变量就可以了。这里解决同步问题最好的方案是：去除实例变量，使用局部变量。

    Cookie

    • Cookie的英文原意是"点心"，它是用户访问Web服务器时，服务器在用户硬盘上存放的信息，好像是服务器送给客户的"点心"。
    • 服务器可以根据Cookie来跟踪用户，这对于需要区别用户的场合（如电子商务）特别有用。
    • 一个Cookie包含一对Key/Value。下面的代码生成一个Cookie并把它写到用户的硬盘上：Cookie theCookie = new Cookie("cookieName", "cookieValue"); response.addCookie(theCookie);
    package com.test.servlet;

import java.io.IOException;

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

public class CookieServlet extends HttpServlet
{
	private int count1 = 0;

	private int count2 = 0;

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

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

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

		Cookie cookie = new Cookie("cookieName" + count1++, "cookieValue"
				+ count2++);
		cookie.setMaxAge(10); // cookie最大存活时间为10秒钟
		response.addCookie(cookie);

		Cookie[] cookies = request.getCookies(); // 首次刷新浏览器，Console不显示cookie，因为当前request对象不包括cookie信息

		if (cookies == null)
			return;
		for (int i = 0; i < cookies.length; i++)
		{

			System.out.println("Cookie Name :" + cookies[i].getName());
			System.out.println("Cookie Value :" + cookies[i].getValue());
		}

	}

}

    下面是其对应的JSP版本：

    <%@ page import="javax.servlet.http.Cookie" %>
<html>
<head><title>jspCookie.jsp</title></head>
<body>
     <%!
		int count1 = 0;
		int count2 = 0;
    %>
    <%
    		Cookie cookie = new Cookie("cookieName" + count1++, "cookieValue" + count2++);
    		cookie.setMaxAge(10);
            response.addCookie(cookie);
    %>
    <%
            Cookie[] cookies = request.getCookies();
            if(cookies==null)
            	return;
            for(int i = 0; i < cookies.length; i++)
            {
    %>
    <p>
            <b>Cookie name:</b>
            <%= cookies[i].getName() %>

            <b>Cookie value:</b>
            <%= cookies[i].getValue() %>
    </p>
    
    <%
            }
    %>
   

</body></html>

    对于这个应用而言，Servlet代码更易读一些。

    比较Servlet和JSP

    • 有许多相似之处，都可以生成动态网页
    • JSP的优点是擅长于网页制作，生成动态页面，比较直观。JSP的缺点是不容易跟踪与排错
    • Servlet是纯Java语言，擅长于处理流程和业务逻辑。Servlet的缺点是生成动态网页不直观

    练习题

    　　
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