Servlet概述、实现、细节、获取资源、ServletConfig、ServletContext
(一) Setvlet基本概述
(1) 什么是Servlet ？
Servlet（Server Applet）是JavaServlet的简称，称为小服务程序或服务连接器，用Java编写的服务器端程序，具有独立于平台和协议的特性，主要功能在于交互式地浏览和生成数据，生成动态Web内容是
JavaWeb中，我们将会接触到三大组件（Servlet、Filter、Listener），Servlet由服务器调用，处理服务器接收到的请求，即完成，接受请求数据 --> 处理请求 --> 完成响应，其本质就是一个实现了Servlet接口的java类
Servlet类由我们来写，但对象由服务器来创建，并且由服务器来调用相应的方法
(2) Servlet用来做什么？
网络中比较常见的一些功能，例如登录，注册，这样存在交互的功能，而Servlet就可以帮助我们处理这些请求，可以说Servlet是JavaWeb知识中重要的知识点之一
(二) 实现Servlet的方式
实现Servlet有三种方式：
- 实现 javax.servlet.Servlet 接口；
- 继承 javax.servlet.GenericServlet类；
- 继承 javax.servlet.http.HttpServlet类；
实际开发中，我们通常会选择继承HttpServlet类来完成我们的Servlet，但认识Servlet接口这种方式也是很重要的，是我们入门知识中不可或缺的部分
(1) 创建我们的第一个Servelt
我们创建一个web项目，选择对应的参数，我们所装的jdk为1.8版本，可以选择到 JavaEE8的版本，对应versions也就是4.0，不过我们在这里选择市面上用的还是比较多的7版本
创建一个Demo类实现Servlet接口，然后我们快速生成这个接口中未实现的方法，我们先暂时忽略Servlet中其他四个方法，只关心service()方法，因为它是用来处理请求的方法，我们在该方法内给出一条输出语句
package cn.ideal.web.servlet;
import javax.servlet.*;
import java.io.IOException;
public class ServeltDemo1 implements Servlet {
//初始化方法
@Override
public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {
}
//Servlet配置方法
@Override
public ServletConfig getServletConfig() {
return null;
}
//提供服务方法
@Override
public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
System.out.println("理想二旬不止");
}
//Servlet信息方法
@Override
public String getServletInfo() {
return null;
}
//销毁方法
@Override
public void destroy() {
}
}
写完了一个最简单Servlet代码，但是如何在浏览器中可以访问到呢？我们就需要对web/WEB-INF下的web.xml进行配置,我们在<web-app></web-app>中加入以下代码（虽然后期有优化的方法，但是很推荐大家记忆下来）
<servlet>
<!--给这个Servlet起一个名字，一般与类名相同-->
<servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
<!--全类名-->
<servlet-class>cn.ideal.web.servlet.ServeltDemo1</servlet-class>
</servlet>
<!--配置映射路径-->
<servlet-mapping>
<servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
<!--外界访问的路径-->
<url-pattern>/Demo1</url-pattern>
</servlet-mapping>
现在我们根据我们在url-pattern中配置的路径来访问一下，在控制台中果然输出了，理想二旬不止这个字符串
(2) web.xml的作用
趁热打铁，我们来简单分析一下这个web.xml的因由，其实在web.xml中配置Servlet的目的，就是把在浏览器中的访问路径与对应Servlet绑到一起，上面的例子中就是把访问路径：“/Demo1” 与 “cn.ideal.web.servlet.ServeltDemo1” 绑定到了一起
1、<servlet></servlet> ：指定ServletDemo1这个Servlet的名字为ServletDemo1，一般此处与对应类同名
2、<servlet-mapping></servlet=mapping> ：设定访问的具体路径
而这两者又通过 <servlet-name></servlet-name> 关联在一起
执行过程：
1、当服务器中接受到了浏览器的请求，解析URL路径，获取到Servlet的资源路径
2、寻找web.xml文件，找到 <url-pattern> 标签，寻找对应的全类名 <servlet-class>
3、Tomcat将字节码文件加载进内存，并且创建对象，调用其中的方法
所以我们需要知道：Servlet中的大多数方法均不由我们来创建和调用，均由Tomcat完成
(三) Servlet 接口
(1) 生命周期简单概述
我将生命周期简单理解为这样几个过程：
生前——出生——服务——死亡——埋葬
1、生前：当Tomcat第一次访问Servlet，Tomcat会创建Servlet的实例
2、出生：Tomcat会调用init()方法初始化这个对象
3、服务： 客户端访问Servlet的时候，service()方法会被调用
4、死亡： 当Tomcat被关闭或者Servlet长时间不被使用，destroy()方法会被调用
5、埋葬： destroy()方法被调用后，Servlet就等待垃圾回收（不轻易），有需要则用init()方法重新初始化
(2) 生命周期详解
1、生前
服务器会在Servlet第一次被访问时，或者是在服务器启动时创建Servlet。如果服务器启动时就创建Servlet，那么还需要在web.xml文件中进行配置，也就是说默认情况下，Servlet是在第一次访问时由服务器创建的
一个Servlet类型，服务器只创建一个实例对象：例如我们第一次访问<http://localhost:8080/Demo1> ，服务器通过/Demo1就找到了cn.ideal.web.servlet.ServeltDemo1 ，服务器就会判断这个类型的Servlet是否创建过，若没有才通过反射来创建ServletDmoe1的实例，否则就直接使用已经存在的实例
2、出生
在Servlet被创建后，服务器会立即调用Servlet的void init(ServletConfig)方法,而且一个Servlet的一生,这个方法只会被调用一次，我们可以把一些对Servlet的初始化工作放到方法中!
3、服务
当服务器每次接收到请求时，都会去调用Servlet的service()方法来处理请求。service()方法是会被调用多次的，服务器接收到一次请求，就会调用service() 方法一次，也正因为如此，所以我们才需要把处理请求的代码写到service()方法中！
4、死亡及埋葬
当服务器关闭时Servlet也需要被销毁了，但是销毁之前，服务器会先调用Servlet中的destroy()方法，我们可以把一些释放资源的代码放到此处
(3) Servlet接口的三个类型
在这五个方法中，我们可以在参数中看到三个我们没有接触过的类型
public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {}
public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {}
也就是这个三个类型：ServletConfig、ServletRequest、ServletResponse
A：ServletConfig
ServletConfig是服务器创建的一个对象，然后传递到Servlet的init()方法中
下述方法中我们简单使用一下第一个 getServletName() 就可以了，后面的方法等我们学写了Context以及其他知识才能更好的理解
//获取Servlet在web.xml文件中的配置名称，即<servlet-name>指定的名称
String getServletName()
//用来获取ServletContext对象
ServletContext getServletContext()
//用来获取在web.xml中配置的初始化参数，通过参数名来获取参数值；
String getInitParameter(String name)
//用来获取在web.xml中配置的所有初始化参数名称
Enumeration getInitParameterNames()
B：ServletRequest & ServletResponse
这两个类型出现在Servlet的service()方法中，分别代表着请求与响应对象，并且两者的实例也都是由服务器创建的
但是我们想要做一个web应用，归根结底要和HTTP相挂钩，如果我们希望在service() 方法中使用HTTP相关的功能，可以把 ServletRequest 和 ServletResponse 强转成 HttpServletRequest 和HttpServletResponse
HttpServletRequest方法：
//获取指定请求参数的值；
String getParameter(String paramName)
//获取请求方法，例如GET或POST
String getMethod()
//获取指定请求头的值；
String getHeader(String name)
//设置请求体的编码！
/*
GET没有请求体，所以这个方法只只对POST请求有效当调用
这个方法必须在调用getParameter()方法之前调用！
使用request.setCharacterEncoding(“utf-8”)之后，再通过getParameter()方法获取参数
时，参数值都已经通过了转码，即转换成了UTF-8编码
*/
void setCharacterEncoding(String encoding)
HttpServletResponse方法：
//获取字符响应流，使用该流可以向客户端输出响应信息。
PrintWriter getWriter()
Eg：response.getWriter().print(“<h1>Just for test</h1>”)；
//获取字节响应流,例如可实现向客户端响应一张图片
ServletOutputStream getOutputStream()
//用来设置字符响应流的编码
void setCharacterEncoding(String encoding)
//向客户端添加响应头信息
void setHeader(String name, String value)
Eg：setHeader(“Refresh”, “3;url=http://www.xxx.com”) 表示三秒后自动刷新到该网址
//该方法是setHeader(“content-type”, “xxx”)的简便方法，即用来添加名为content-type响应头的方法
/*
content-type响应头用来设置响应数据的MIME类型，例如要向客户端响应jpg的图片，那么
可以setContentType(“image/jepg”)，如果响应数据为文本类型，那么还要台同时设置编
码，例如setContentType(“text/html;chartset=utf-8”)表示响应数据类型为文本类型
中的html类型，并且该方法会调用setCharacterEncoding(“utf-8”)方法；
*/
void setContentType(String contentType)
//向客户端发送状态码，以及错误消息
void sendError(int code, String errorMsg)
(四) GenericServlet 类
A：通过查看这个类的源码可以知道，该类中只有
public abstract void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;
一个方法需要实现，其他的方法已经均在源码中有了定义
B：GenericServlet的init()方法
还需要提一提的两个方法就是
public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
this.config = config;
this.init();
}
public void init() throws ServletException {
}
GenericServlet 类实现了Servlet的init(ServletConfig)方法，把参数config赋给了本类的成员config，然后再调用本类自己的无参的init()方法
这个方法是 GenericServlet 自己的方法，而不是从Servlet继承下来的。当我们自定义Servlet时，如果想完成初始化作用就不要再重复 init(ServletConfig) 方法了，而是应该去重写init()方法。因为在 GenericServlet中的 init(ServletConfig) 方法中保存了 ServletConfig 对象，如果覆盖了保存 ServletConfig 的代码，那么就不能再使用 ServletConfig 了
C：实现了ServletConfig接口
GenericServlet还实现了ServletConfig接口，所以可以直接调用getInitParameter()、getServletContext()等ServletConfig的方法。
但是这个类我们仍然不是我们要讲的重点，我们接着看一下下一个类
(五) HttpServlet 类
(1) 概述
在上面我们实现 Servlet 接口，需要实现5个方法，十分麻烦，而HttpServlet类已经实现了Servlet接口的所有方法，编写Servlet时，只需要继承HttpServlet，重写你需要的方法即可，并且它提供了对HTTP请求的特殊支持，更加强大
(2) service()方法
在 HttpServlet 的 service(ServletRequest,ServletResponse)方法中会把 ServletRequest 和ServletResponse 强转成 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse
//HttpServlet 源码节选
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
HttpServletRequest request;
HttpServletResponse response;
try {
request = (HttpServletRequest)req;
response = (HttpServletResponse)res;
} catch (ClassCastException var6) {
throw new ServletException("non-HTTP request or response");
}
this.service(request, response);
}
强转过后，然后调用 HttpServlet 类中提供的 service(HttpServletRequest,HttpServletResponse)方法，这是这个类本身的方法，而不是继承而来的，这说明我们在使用的时候，只需要覆盖 service(HttpServletRequest,HttpServletResponse) 就可以了，不需要再进行强转这个两个对象了
注意：其实还有更一步简化的步骤，也不必使用 service(HttpServletRequest,HttpServletResponse)
(3) doGet() 和 doPost()
在HttpServlet的service(HttpServletRequest,HttpServletResponse) 方法会去判断这个请求是GET还是POST，如果是GET请求，就去调用类中的doGet()方法，如果是POST请求，就去调用doPost()方法，这说明我们在子类中去覆盖doGet()或doPost()方法就可以了
(六) Servlet细节
(1) 线程安全问题
Servlet只会被服务器创建一个实例对象，很多情况下，一个Servlet需要处理多个请求，显然，Servlet虽然效率高，但也不是线程安全的
所以我们不应该在Servlet中轻易创建成员变量，因为可能会存在多个线程同时对这个成员变量进行不同的操作
结论：不要在Servlet中创建成员！创建局部变量即可，可以创建无状态成员量，或者状态只为可读的成员
(2) 服务器启动时就创建Servlet
之前我们将生命周期的时候有说过，Servlet是在第一次访问时由服务器创建的，但我们可以通过在web.xml中对Servlet进行配置，使服务器启动时就创建Servlet
<servlet>
<servlet-name>ServletDemo1</servlet-name>
<servlet-class>cn.ideal.web.ServletDemo1</servlet-class>
<!--在<servlet>中配置<load-on-startup>，其中给出一个非负整数！-->
<load-on-startup>0</load-on-startup>
</servlet>
它的作用是确定服务器启动时创建Servlet的顺序
(3) 一个Servlet可以绑定多个URL
<servlet-mapping>
<servlet-name>Servlet</servlet-name>
<url-pattern>/AServlet</url-pattern>
<url-pattern>/BServlet</url-pattern>
</servlet-mapping>
这样配置后无论访问/AServlet还是/BServlet，访问的都是AServlet
(4) 通配符匹配问题
在<url-pattern>中可以使用通配符，也就是 “ * ” ，它可以匹配任何前缀或者后缀
<!--路径匹配-->
<url-pattern>/servlet/*<url-patter>：/servlet/a、/servlet/b，都匹配/servlet/*；
<!--扩展名匹配-->
<url-pattern>*.xx</url-pattern>：/abc/de.xx、/a.xx，都匹配*.xx；
<!--什么都匹配-->
<url-pattern>/*<url-pattern>：匹配所有URL；
通配符要么为前缀，要么为后缀，不能出现在URL中间位置，并且一个URL中最多只能出现一个通配符，如果存在更具体的地址，会优先访问具体的地址
(七) ServletContext
(1) 概述
服务器会为每个web应用创建一个 ServletContext 对象，可以说它就代表着这个web站点，并且这个对象，在Tomcat启动时就创建，在Tomcat关闭时才会销毁
(2) 功能
所有Servlet都共享着一个ServletContext对象，所以ServletContext对象的作用是在整个Web应用的动态资源之间共享数据，也就是说不同的Servlet之间可以通过ServletContext进行通讯，从而共享数据
(3) 获取ServletContext对象
GenericServlet类有getServletContext()方法，所以可以直接使用this.getServletContext()来获取
public class MyServlet implements Servlet {
public void init(ServletConfig config) {
ServletContext context = config.getServletContext();
}
}
public class MyServlet extends HttpServlet {
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
ServletContext context = this.getServletContext();
}
}
(4) 域对象的功能
所有域对象都有存取数据的功能，可以将这种存储数据的方式看做，Map的方式
我们来看几个常见的用来操作数据的方法
存储
//用来存储一个对象，也可以称之为存储一个域属性
void setAttribute(String name, Object value)
Eg：servletContext.setAttribute(“xxx”, “XXX”)
//在ServletContext中保存了一个域属性，域属性名称为xxx，域属性的值为XXX
获取
//用来获取ServletContext中的数据
Object getAttribute(String name)
//获取名为xx的域属性
Eg：String value = (String)servletContext.getAttribute(“xxx”);
//获取所有域属性的名称；
Enumeration getAttributeNames()
移除
//用来移除ServletContext中的域属性
void removeAttribute(String name)
访问量统计的小案例
package cn.ideal.web.servlet;
import javax.servlet.*;
import java.io.IOException;
public class ServletDemo2 extends GenericServlet {
@Override
public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
//获取ServletContext对象
ServletContext servletContext = this.getServletContext();
//获取ServletContext对象中的count属性
Integer count = (Integer) servletContext.getAttribute("count");
if (count == null) {
//如果在ServletContext中不存在count属性，name设置为count的值为1，表示第一次访问
count = 1;
} else {
//如果在Servlet中存在count属性，说明以前被访问过，name让count在原来的基础上加1
count++;
}
servletResponse.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
//向客户端响应本页面被访问的次数
servletResponse.getWriter().print("<h1>本页面一共访问" + count + "次</h1>");
//保存count的值到ServletContext对象中
servletContext.setAttribute("count", count);
}
}
(八) 获取资源相关方法
(1) 获取路径
使用ServletContext对象可以用来获取Web应用下的资源，例如在一个web应用的根目录下创建aaa.txt文件，WEB-INF目录下创建bbb.txt文件，如果我们想要通过Servlet获取这两者的路径就可以这样来写
//获取aaa.txt的路径
String realPath = servletContext.getRealPath(“/aaa.txt”)
//获取bbb.txt的路径
String realPath = servletContext.getRealPath(“/WEB-INF/b.txt”)
获取单个文件路径是这样，我们还有一种方式，可以获取到指定目录下所有的资源路径,例如获取/WEB-INF下的所有资源路径
Set set = context.getResourcePaths("/WEB-INF");
System.out.println(set);
(2) 获取资源流
不仅我们可以使用ServletContext获取路径，我们还可以获取资源流，以上面假设的两个文件为例
//获取aaa.txt
InputStream in = servletContext.getResourceAsStream(“/aaa.txt”)；
//获取bbb.txt
InputStream in = servletContext.getResourceAsStream(“/WEB-INF/b.txt”)；
(3) 获取类路径下资源
InputStream in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("xxx.txt");
System.out.println(IOUtils.toString(in));
(九) 使用注解，不再配置web.xml
每创建一个Servlet我们就需要在web.xml中配置，但是如果我们的Servlet版本在3.0以上，就可以选择不创建web.xml，而使用注解来解决，十分简单方便
例如我们创建一个Servlet，配置web.xml如下
<servlet>
<servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
<servlet-class>cn.ideal.web.servlet.ServletDemo2</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>ServletDemo2</servlet-name>
<url-pattern>/Demo2</url-pattern>
</servlet-mapping>
//在类名的上方写入这样一句代码，引号内为外部访问路径
@WebServlet("/Demo2")
是不是很简单方便，我们看一下其中的原理：
//WebServlet 源码节选
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WebServlet {
String name() default "";
String[] value() default {};
String[] urlPatterns() default {};
int loadOnStartup() default -1;
这个注解可以看到，@Target({ElementType.TYPE}) 作用范围为类上,@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)保留在运行期，name()方法反而在这里没有那么重要，因为在web.xml中，name主要起一个关联的作用，其中我们最重要的就是这个String[] urlPatterns() default {};配置一个地址，它的定义为一个数组，当然配置一个也是可以的，即urlPatterns = "/Demo2"而其中value所代表的最重要的值，其实也就代表这个地址，所以可以写为 Value = "/Demo2" ，而 Value又可以省略，所以可以写成 "/Demo2"
结尾：
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