JavaWeb三大核心组件 - Servlet、Filter、Listener

一、Servlet(服务器小程序)

1.Servlet详解

1. 概念：运行在服务器端的小程序
    * Servlet就是一个接口，定义了Java类被浏览器访问到(tomcat识别)的规则。
    * 将来我们自定义一个类，实现Servlet接口，复写方法。

2. 快速入门：
    1. 创建JavaEE项目
    2. 定义一个类，实现Servlet接口
        * public class ServletDemo1 implements Servlet
    3. 实现接口中的抽象方法
    4. 配置Servlet
        在web.xml中配置：
            <!--配置Servlet -->
            <servlet>
            <servlet-name>demo1</servlet-name>
            <servlet-class>cn.itcast.web.servlet.ServletDemo1</servlet-class>
            </servlet>

            <servlet-mapping>
            <servlet-name>demo1</servlet-name>
            <url-pattern>/demo1</url-pattern>
            </servlet-mapping>
                * <servlet-mapping>：用来定义servlet所对应的URL，包含两个子元素
                * <servlet-name>：指定servlet的名称
                * <url-pattern>：指定servlet所对应的URL
                * <servlet-class>：指定servlet的类名称
        使用注解配置：
            在实现Servlet接口的类上使用 @WebServlet("资源路径") 进行配置

3. 执行原理：
    1. 当服务器接受到客户端浏览器的请求后，会解析请求URL路径，获取访问的Servlet的资源路径
    2. 查找web.xml文件，是否有对应的<url-pattern>标签体内容。
    3. 如果有，则在找到对应的<servlet-class>全类名
    4. tomcat会将字节码文件加载进内存，并且创建其对象
    5. 调用其方法

4. Servlet中的生命周期方法：
    1. 被创建：执行init方法，只执行一次
        * Servlet什么时候被创建？
            * 默认情况下，第一次被访问时，Servlet被创建
            * 可以配置执行Servlet的创建时机。
                * 在<servlet>标签下配置
                    1. 第一次被访问时，创建
                        * <load-on-startup>的值为负数
                    2. 在服务器启动时，创建
                        * <load-on-startup>的值为0或正整数
        * Servlet的init方法，只执行一次，说明一个Servlet在内存中只存在一个对象，Servlet是单例的
            * 多个用户同时访问时，可能存在线程安全问题。
            * 解决：尽量不要在Servlet中定义成员变量。即使定义了成员变量，也不要对修改值

    2. 提供服务：执行service方法，执行多次
        * 每次访问Servlet时，Service方法都会被调用一次。
    3. 被销毁：执行destroy方法，只执行一次
        * Servlet被销毁时执行。服务器关闭时，Servlet被销毁
        * 只有服务器正常关闭时，才会执行destroy方法。
        * destroy方法在Servlet被销毁之前执行，一般用于释放资源

5. Servlet的体系结构
    Servlet -- 接口
    |
    GenericServlet -- 抽象类
    |
    HttpServlet  -- 抽象类

    * GenericServlet：将Servlet接口中其他的方法做了默认空实现，只将service()方法作为抽象
        * 将来定义Servlet类时，可以继承GenericServlet，实现service()方法即可

    * HttpServlet：对http协议的一种封装，简化操作(service()方法已经被HttpServlet实现)
        1. 定义类继承HttpServlet
        2. 重写doGet/doPost方法(2种http的访问方式，较为常用)

6. Servlet相关配置
    1. urlpartten:Servlet访问路径
        1. 一个Servlet可以定义多个访问路径 ： @WebServlet({"/d4","/dd4","/ddd4"})
        2. 路径定义规则：
            1. /xxx：路径匹配
            2. /xxx/xxx:多层路径，目录结构
            3. *.do：扩展名匹配

2.HTTP协议

1. 概念：Hyper Text Transfer Protocol 超文本传输协议
    * 传输协议：定义了，客户端和服务器端通信时，发送数据的格式
    * 特点：
        1. 基于TCP/IP的高级协议
        2. 默认端口号:80
        3. 基于请求/响应模型的:一次请求对应一次响应
        4. 无状态的：每次请求之间相互独立，不能交互数据

    * 历史版本：
        * 1.0：每一次请求响应都会建立新的连接
        * 1.1：复用连接

2. 请求消息数据格式
    1. 请求行
        请求方式  请求url         请求协议/版本
        GET      /login.html	    HTTP/1.1

        * 请求方式：
            * HTTP协议有7中请求方式，常用的有2种
                * GET：
                    1. 请求参数在请求行中，在url后。
                    2. 请求的url长度有限制的
                    3. 不太安全
                * POST：
                    1. 请求参数在请求体中
                    2. 请求的url长度没有限制的
                    3. 相对安全
    2. 请求头：客户端浏览器告诉服务器一些信息
        * 形式：请求头名称: 请求头值
        * 常见的请求头：
            1. User-Agent：浏览器告诉服务器，我访问你使用的浏览器版本信息
                * 可以在服务器端获取该头的信息，解决浏览器的兼容性问题

            2. Referer：http://localhost/login.html
                * 告诉服务器，我(当前请求)从哪里来？
                * 作用：
                    1. 防盗链：
                    2. 统计工作：
    3. 请求空行
        空行，就是用于分割POST请求的请求头，和请求体的。
    4. 请求体(正文)：
        * 封装POST请求消息的请求参数的

    * 字符串格式：
        POST /login.html	HTTP/1.1    // 请求行
        Host: localhost                // 下面的为请求头
        User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64; rv:60.0) Gecko/20100101 Firefox/60.0
        Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*//*;q=0.8
        Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,zh-TW;q=0.7,zh-HK;q=0.5,en-US;q=0.3,en;q=0.2
        Accept-Encoding: gzip, deflate
        Referer: http://localhost/login.html
        Connection: keep-alive
        Upgrade-Insecure-Requests: 1
                                        // 请求空行
        username=zhangsan               // 请求体

3. 响应消息：服务器端发送给客户端的数据
    * 数据格式：
        1. 响应行
            1. 组成：协议/版本 响应状态码 状态码描述
            2. 响应状态码：服务器告诉客户端浏览器本次请求和响应的一个状态。
                1. 状态码都是3位数字
                2. 分类：
                    1. 1xx：服务器就收客户端消息，但没有接受完成，等待一段时间后，发送1xx多状态码
                    2. 2xx：成功。代表：200
                    3. 3xx：重定向。代表：302(重定向)，304(访问缓存)
                    4. 4xx：客户端错误。
                        * 代表：
                            * 404（请求路径没有对应的资源）
                            * 405：请求方式没有对应的doXxx方法
                    5. 5xx：服务器端错误。代表：500(服务器内部出现异常)
        
        2. 响应头：
            1. 格式：头名称 : 值
            2. 常见的响应头：
                1. Content-Type：服务器告诉客户端本次响应体数据格式以及编码格式
                2. Content-disposition：服务器告诉客户端以什么格式打开响应体数据
                    * 值：
                        * in-line:默认值,在当前页面内打开
                        * attachment;filename=xxx：以附件形式打开响应体。文件下载
        3. 响应空行
        4. 响应体:传输的数据
        
		* 响应字符串格式
			HTTP/1.1 200 OK                             // 响应行
			Content-Type: text/html;charset=UTF-8       // 下面响应头
			Content-Length: 101
			Date: Wed, 06 Jun 2018 07:08:42 GMT
                                                        // 响应空行
			<html>                                      // 下面响应体
			  <head>
			    <title>$Title$</title>
			  </head>
			  <body>
			  hello , response
			  </body>
			</html>

3.Request对象(请求)

1. request对象和response对象的原理
    1. request和response对象是由服务器创建的。我们来使用它们
    2. request对象是来获取请求消息，response对象是来设置响应消息

2. request对象继承体系结构：
    ServletRequest		--	接口
    |	继承
    HttpServletRequest	-- 接口
    |	实现
    org.apache.catalina.connector.RequestFacade 类(tomcat)

3. request功能：
    1. 获取请求消息数据
        1. 获取请求行数据
            * GET /day14/demo1?name=zhangsan HTTP/1.1
            * 方法：
                1. 获取请求方式 ：GET
                    * String getMethod()
                2. (*)获取虚拟目录：/day14
                    * String getContextPath()
                3. 获取Servlet路径: /demo1
                    * String getServletPath()
                4. 获取get方式请求参数：name=zhangsan
                    * String getQueryString()
                5. (*)获取请求URI：/day14/demo1
                    * String getRequestURI():		/day14/demo1
                    * StringBuffer getRequestURL()  :http://localhost/day14/demo1
                    * URL:统一资源定位符 ： http://localhost/day14/demo1	中华人民共和国
                    * URI：统一资源标识符 : /day14/demo1					共和国
                6. 获取协议及版本：HTTP/1.1
                    * String getProtocol()
                7. 获取客户机的IP地址：
                    * String getRemoteAddr()
        2. 获取请求头数据
            * 方法：
                * (*)String getHeader(String name):通过请求头的名称获取请求头的值
                * Enumeration<String> getHeaderNames():获取所有的请求头名称
        3. 获取请求体数据:
            * 请求体：只有POST请求方式，才有请求体，在请求体中封装了POST请求的请求参数
            * 步骤：
                1. 获取流对象
                    *  BufferedReader getReader()：获取字符输入流，只能操作字符数据
                    *  ServletInputStream getInputStream()：获取字节输入流，可以操作所有类型数据
                         * 在文件上传知识点后讲解
                2. 再从流对象中拿数据

    2. 其他功能：
        1. 获取请求参数通用方式：不论get还是post请求方式都可以使用下列方法来获取请求参数
            1. String getParameter(String name):根据参数名称获取参数值    username=zs&password=123
            2. String[] getParameterValues(String name):根据参数名称获取参数值的数组  hobby=xx&hobby=game
            3. Enumeration<String> getParameterNames():获取所有请求的参数名称
            4. Map<String,String[]> getParameterMap():获取所有参数的map集合
    
            * 中文乱码问题：
                * get方式：tomcat 8 已经将get方式乱码问题解决了
                * post方式：会乱码
                    * 解决：在获取参数前，设置request的编码request.setCharacterEncoding("utf-8");
    
        2. 请求转发：一种在服务器内部的资源跳转方式
            1. 步骤：
                1. 通过request对象获取请求转发器对象：RequestDispatcher getRequestDispatcher(String path)
                2. 使用RequestDispatcher对象来进行转发：forward(ServletRequest request, ServletResponse response)
            2. 特点：
                1. 浏览器地址栏路径不发生变化
                2. 只能转发到当前服务器内部资源中。
                3. 转发是一次请求
    
        3. 共享数据：
            * 域对象：一个有作用范围的对象，可以在范围内共享数据
            * request域：代表一次请求的范围，一般用于请求转发的多个资源中共享数据
            * 方法：
                1. void setAttribute(String name,Object obj):存储数据
                2. Object getAttitude(String name):通过键获取值
                3. void removeAttribute(String name):通过键移除键值对
    
        4. 获取ServletContext：全局应用程序共享对象(服务器唯一)
            * ServletContext getServletContext()

下面有ServletContext对象详解

4.Response对象(响应)

1. 功能：设置响应消息
    1. 设置响应行
        1. 格式：HTTP/1.1 200 ok
        2. 设置状态码：setStatus(int sc)
    2. 设置响应头：setHeader(String name, String value)

    3. 设置响应体：
        * 使用步骤：
            1. 获取输出流
                * 字符输出流：PrintWriter getWriter()
                * 字节输出流：ServletOutputStream getOutputStream()
            2. 使用输出流，将数据输出到客户端浏览器
2. 注意：
    1. 重定向：资源跳转的方式
        1. 代码实现：
            response.sendRedirect(资源路径) -> response.sendRedirect(request.getContextPath() + "/Servlet名");
        2. 重定向的特点:redirect：response.sendRedirect(contextPath + "/responseDemo2");
            1. 地址栏发生变化
            2. 重定向可以访问其他站点(服务器)的资源
            3. 重定向是两次请求。不能使用request对象来共享数据
        3. 转发的特点：forward ：request.getRequestDispatcher("/RequestDemo9").forward(request, response);
            1. 转发地址栏路径不变
            2. 转发只能访问当前服务器下的资源
            3. 转发是一次请求，可以使用request对象来共享数据
            * forward 和  redirect 区别
        4. 路径写法：
            1. 路径分类
                1. 相对路径：通过相对路径不可以确定唯一资源
                    * 如：./index.html
                    * 不以/开头，以.开头路径
                    * 规则：找到当前资源和目标资源之间的相对位置关系
                        * ./：当前目录
                        * ../:后退一级目录
                2. 绝对路径：通过绝对路径可以确定唯一资源
                    * 如：http://localhost/day15/responseDemo2		/day15/responseDemo2
                    * 以/开头的路径
                    * 规则：判断定义的路径是给谁用的？判断请求将来从哪儿发出
                        * 给客户端浏览器使用：需要加虚拟目录(项目的访问路径)
                            * 建议虚拟目录动态获取：request.getContextPath()
                            * <a> , <form> 重定向...
                        * 给服务器使用：不需要加虚拟目录
                            * 转发路径
    2. 服务器输出字符数据到浏览器
        * 注意：
            * 乱码问题：
                1. PrintWriter pw = response.getWriter();获取的流的默认编码是ISO-8859-1
                2. 设置该流的默认编码
                3. 告诉浏览器响应体使用的编码
            * 解决方法：
                //简单的形式，设置编码，是在获取流之前设置
                response.setContentType("text/html;charset=utf-8");

5.ServletContext对象(全局应用程序共享对象)

1. 概念：代表整个web应用，可以和程序的容器(服务器)来通信
2. 获取：
    1. 通过request对象获取
        request.getServletContext();
    2. 通过HttpServlet获取
        this.getServletContext();
3. 功能：
    1. 获取MIME类型：
        * MIME类型:在互联网通信过程中定义的一种文件数据类型
            * 格式： 大类型/小类型   text/html		image/jpeg
        * 获取：String getMimeType(String file)
    2. 域对象：共享数据
        1. setAttribute(String name,Object value)
        2. getAttribute(String name)
        3. removeAttribute(String name)
        * ServletContext对象范围：所有用户所有请求的数据
    3. 获取文件的真实(服务器)路径 !!!
        * 方法：String getRealPath(String path)
            String b = context.getRealPath("/b.txt");//web目录下资源访问
            System.out.println(b);

            String c = context.getRealPath("/WEB-INF/c.txt");//WEB-INF目录下的资源访问
            System.out.println(c);
    
            String a = context.getRealPath("/WEB-INF/classes/a.txt");//src目录下的资源访问
            System.out.println(a);

ServletContext对象介绍与用法

二、Filter(过滤器)

1. 概念：
    * 生活中的过滤器：净水器,空气净化器，土匪、
    * web中的过滤器：当访问服务器的资源时，过滤器可以将请求拦截下来，完成一些特殊的功能。
    * 过滤器的作用：
        * 一般用于完成通用的操作。如：登录验证、统一编码处理、敏感字符过滤...

2. 快速入门：
    1. 步骤：
        1. 定义一个类，实现接口Filter
        2. 复写方法
        3. 配置拦截路径
            1. web.xml
            2. 注解
    2. 代码：
        @WebFilter("/servletDemo1") // 访问资源servletDemo1会经过过滤器
        public class FilterDemo1 implements Filter {
            @Override
            public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

            }

            @Override
            public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
                System.out.println("filterDemo1被执行了....");


                //放行
                filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);

            }

            @Override
            public void destroy() {

            }
        }

3. 过滤器细节：
    1. web.xml配置
        <filter>
            <filter-name>demo1</filter-name>
            <filter-class>cn.itcast.web.filter.FilterDemo1</filter-class>
        </filter>
        <filter-mapping>
            <filter-name>demo1</filter-name>
            <!-- 拦截路径 -->
            <url-pattern>/servletDemo1</url-pattern>
        </filter-mapping>
    2. 过滤器执行流程
        1. 执行过滤器
        2. 执行放行后的资源
        3. 回来执行过滤器放行代码下边的代码
    3. 过滤器生命周期方法
        1. init:在服务器启动后，会创建Filter对象，然后调用init方法。只执行一次。用于加载资源
        2. doFilter:每一次请求被拦截资源时，会执行。执行多次
        3. destroy:在服务器关闭后，Filter对象被销毁。如果服务器是正常关闭，则会执行destroy方法。只执行一次。用于释放资源
    4. 过滤器配置详解
        * 拦截路径配置：
            1. 具体资源路径： /index.jsp   只有访问index.jsp资源时，过滤器才会被执行
            2. 拦截目录： /user/ *	       访问/user下的所有资源时，过滤器都会被执行
            3. 后缀名拦截： *.jsp		访问所有后缀名为jsp资源时，过滤器都会被执行
            4. 拦截所有资源：/ *		访问所有资源时，过滤器都会被执行
        * 拦截方式配置：资源被访问的方式
            * 注解配置：
                * 设置dispatcherTypes属性
                    1. REQUEST：默认值。浏览器直接请求资源
                    2. FORWARD：转发访问资源
                    3. INCLUDE：包含访问资源
                    4. ERROR：错误跳转资源
                    5. ASYNC：异步访问资源
            * web.xml配置
                * 设置<dispatcher></dispatcher>标签即可

    5. 过滤器链(配置多个过滤器)
        * 执行顺序：如果有两个过滤器：过滤器1和过滤器2
            1. 过滤器1
            2. 过滤器2
            3. 资源执行
            4. 过滤器2
            5. 过滤器1

        * 过滤器先后顺序问题：
            1. 注解配置：按照类名的字符串比较规则比较，值小的先执行
                * 如： AFilter 和 BFilter，AFilter就先执行了。
            2. web.xml配置： <filter-mapping>谁定义在上边，谁先执行

三、Listener(监听器)

1. 概念：web的三大组件之一
    * 事件监听机制
        * 事件	：一件事情
        * 事件源 ：事件发生的地方
        * 监听器 ：一个对象
        * 注册监听：将事件、事件源、监听器绑定在一起。 当事件源上发生某个事件后，执行监听器代码


2. ServletContextListener:监听ServletContext对象的创建和销毁
    * 方法：
        * void contextDestroyed(ServletContextEvent sce) ：ServletContext对象被销毁之前会调用该方法
        * void contextInitialized(ServletContextEvent sce) ：ServletContext对象创建后会调用该方法
    * 步骤：
        1. 定义一个类，实现ServletContextListener接口
        2. 复写方法
        3. 配置
            1. web.xml
                <listener>
                <listener-class>cn.itcast.web.listener.ContextLoaderListener</listener-class>
                </listener>
                * 指定初始化参数<context-param>
        2. 注解：
            * @WebListener