JavaWeb-servlet详解

什么是servlet

Java Servlet（Java服务器小程序）是一个基于Java技术的Web组件，运行在服务器端，它由Servlet容器所管理，用于生成动态的内容。 Servlet是平台独立的Java类，编写一个Servlet，实际上就是按照Servlet规范编写一个Java类。Servlet被编译为平台独立 的字节码，可以被动态地加载到支持Java技术的Web服务器中运行。
简而言之：

• servlet是javaEE规范之一，规范就是接口
• servlet是Java Web三大组件之一，三大组件分别是：request response servlet
• servlet是运行在服务器上的用java开发的小程序，用于接收客户端的消息并响应

什么是servlet容器

在理解servlet执行过程和原理之前，先要弄清楚什么是web服务器，什么是servlet容器
1.Web服务器使用HTTP协议来传输数据。
最简单的一种情况是，用户在浏览器（客户端，client）中输入一个URL（如，www.programcreek.com/static.html），然后就能获取网页进行阅览。因此，服务器完成的工作就是发送网页至客户端。传输过程遵循HTTP协议，它指明了请求（request）消息和响应（response）消息的格式。Tomcat就是我们常用的web服务器之一
2.Servlet容器
Servlet容器的基本思想是在服务器端使用Java来动态生成网页。因此，Servlet容器是Web服务器和servlet进行交互的必不可少的组件，Servlet容器就是用来装Servlet的，我们可以把Tomcat理解一个web服务器中包含了ervlet容器，且servlet生命周期实例化、初始化、调用、销毁受控于Tomcat
3.Tomcat服务器是一个开源的servlet容器
Tomcat服务器接受客户请求并做出响应的过程如下：

• 客户端（通常都是浏览器）访问Web服务器，发送HTTP请求。
• Web服务器接收到请求后，传递给Servlet容器。
• Servlet容器加载Servlet，产生Servlet实例后，向其传递表示请求和响应的对象。
• Servlet实例使用请求对象得到客户端的请求信息，然后进行相应的处理。
• Servlet实例将处理结果通过响应对象发送回客户端，容器负责确保响应正确送出，同时将控制返回给Web服务器。

servlet快速入门

使用方法：Servlet技术的核心是Servlet，用户在实现servlet时可以直接实现servlet或者间接实现它的实现类，一个servlet容器可以有多个servlet实现类以及与他相关的配置，public class DemoServlet1 extends HttpServlet
或 public class servletDemo01 implements Servlet
注意:每种servlet只能有一个实例,可以有多个servlet类，效率高，线程不安全

Servlet方法

public interface Servlet {
    void init(ServletConfig var1) throws ServletException;

    ServletConfig getServletConfig();

    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

    String getServletInfo();

    void destroy();
}

• init（）初始化方法，在servlet被创建时执行，且只执行一次
• service（）每次访问servlet都会执行此方法
• destory（）服务器正常关闭时执行，且只执行一次
• getServletConfig（）这个方法会返回由Servlet容器传给init（ ）方法的ServletConfig对象
• getServletInfo（）返回Servlet的一段描述，信息，作者，版本

Servlet生命周期

用servlet里的init（） service（）destory（）来描述servlet生命周期会非常形象
1.被创建：
执行init（）方法，只执行一次，引出问题：servlet什么时候被创建？
解决：第一次被访问时创建，也可以修改创建时机，如下图所示

2.提供服务：
执行service（）方法
3.销毁:
执行destory（）方法，只有在服务器正常关闭才会执行

Servlet继承体系

Tomcat自动导入了servlet API，如图所示

共包含四个部分：

• javax.servlet 其中包含定义servlet和servlet容器之间契约的类和接口。

• javax.servlet.http 其中包含定义HTTP Servlet 和Servlet容器之间的关系。

• javax.servlet.annotation 其中包含标注servlet，Filter,Listener的标注。它还为被标注元件定义元数据。

• javax.servlet.descriptor，其中包含提供程序化登录Web应用程序的配置信息的类型。

罗列出最常用的servlet接口，全部位于javax.servlet包下,每个接口的使用方法请参考我的其他博客

Servlet执行原理

当前环境使用的web服务器为Tomcat

用户通过单击某个链接或者直接在浏览器的地址栏中输入URL来访问web服务器，web服务器根据配置在xml中的信息去磁盘中加载对应的servlet实现类，并加载到servlet容器中，Tomcat根据http协议将用户输入的内容封装为request对象并转发到对应的servlet去实现，Tomcat将经过servlet的各种实现类处理过的信息(经过service（）或doGet（）doPost（）方法处理)封装到response对象中，并经过http协议返回给用户所在的客户端
如图所示：

运行过程中的response和request对象是由Tomcat创建的，不需要用户自己创建
对于每一个应用程序，Servlet容器还会创建一个ServletContext对象。这个对象中封装了上下文（应用程序）的环境详情。每个应用程序只有一个ServletContext。每个Servlet对象也都有一个封装Servlet配置的ServletConfig对象,下面来介绍这些类

ServletConfig

是servlet程序的配置信息类，由Tomcat创建,每个servlet创建时都会创建与之对应的ServletConfig,有三个作用

• 获取servlet的别名servletConfig.getServletName()
• 获取servlet的初始化参数init-param，servletConfig.getIniteParameter("")；
• 获取servletContext对象servletConfig.getServletContext()；

ServletContext

ServletContext是一个接口，它表示servlet上下文对象，一个web工程只有一个servletContext对象实例，在将一个应用程序同时部署到多个容器的分布式环境中，每台Java虚拟机上的Web应用都会有一个ServletContext对象。是一个域对象，什么是域对象？
域对象：可以像map存储数据的对象，这里的域是指存储数据的操作范围

对象	存数据	取数据	删除数据
Map	put（）	get()	remove（）
域对象	setAttribute()	getAttribute	removeAttribute（）

GenericServlet

前面我们编写Servlet一直是通过实现Servlet接口来编写的，但是，使用这种方法，则必须要实现Servlet接口中定义的所有的方法，即使有一些方法中没有任何东西也要去实现，并且还需要自己手动的维护ServletConfig这个对象的引用。因此，这样去实现Servlet是比较麻烦的,GenericServlet抽象类的出现很好的解决了这个问题。本着尽可能使代码简洁的原则，GenericServlet实现了Servlet和ServletConfig接口,代码中出现了空实现方法

public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, Serializable {
    private static final String LSTRING_FILE = "javax.servlet.LocalStrings";
    private static ResourceBundle lStrings = ResourceBundle.getBundle("javax.servlet.LocalStrings");
    private transient ServletConfig config;

    public GenericServlet() {
    }

    public void destroy() {
    }

    public String getInitParameter(String name) {
        ServletConfig sc = this.getServletConfig();
        if (sc == null) {
            throw new IllegalStateException(lStrings.getString("err.servlet_config_not_initialized"));
        } else {
            return sc.getInitParameter(name);
        }
    }

    public Enumeration getInitParameterNames() {
        ServletConfig sc = this.getServletConfig();
        if (sc == null) {
            throw new IllegalStateException(lStrings.getString("err.servlet_config_not_initialized"));
        } else {
            return sc.getInitParameterNames();
        }
    }

    public ServletConfig getServletConfig() {
        return this.config;
    }

    public ServletContext getServletContext() {
        ServletConfig sc = this.getServletConfig();
        if (sc == null) {
            throw new IllegalStateException(lStrings.getString("err.servlet_config_not_initialized"));
        } else {
            return sc.getServletContext();
        }
    }

    public String getServletInfo() {
        return "";
    }

    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        this.config = config;
        this.init();
    }

    public void init() throws ServletException {
    }

    public void log(String msg) {
        this.getServletContext().log(this.getServletName() + ": " + msg);
    }

    public void log(String message, Throwable t) {
        this.getServletContext().log(this.getServletName() + ": " + message, t);
    }

    public abstract void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

    public String getServletName() {
        ServletConfig sc = this.getServletConfig();
        if (sc == null) {
            throw new IllegalStateException(lStrings.getString("err.servlet_config_not_initialized"));
        } else {
            return sc.getServletName();
        }
    }
}

HttpServlet

HttpServlet抽象类是继承于GenericServlet抽象类而来的。使用HttpServlet抽象类时，还需要借助分别代表Servlet请求和Servlet响应的HttpServletRequest和HttpServletResponse对象。
HttpServletRequest接口扩展于javax.servlet.ServletRequest接口，HttpServletResponse接口扩展于javax.servlet.servletResponse接口。
HttpServlet抽象类覆盖了GenericServlet抽象类中的Service( )方法

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);
}

调用了本类中的另一个service方法：

protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
    String method = req.getMethod();
    long lastModified;
    if (method.equals("GET")) {
        lastModified = this.getLastModified(req);
        if (lastModified == -1L) {
            this.doGet(req, resp);
        } else {
            long ifModifiedSince = req.getDateHeader("If-Modified-Since");
            if (ifModifiedSince < lastModified) {
                this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
                this.doGet(req, resp);
            } else {
                resp.setStatus(304);
            }
        }
    } else if (method.equals("HEAD")) {
        lastModified = this.getLastModified(req);
        this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
        this.doHead(req, resp);
    } else if (method.equals("POST")) {
        this.doPost(req, resp);
    } else if (method.equals("PUT")) {
        this.doPut(req, resp);
    } else if (method.equals("DELETE")) {
        this.doDelete(req, resp);
    } else if (method.equals("OPTIONS")) {
        this.doOptions(req, resp);
    } else if (method.equals("TRACE")) {
        this.doTrace(req, resp);
    } else {
        String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
        Object[] errArgs = new Object[]{method};
        errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
        resp.sendError(501, errMsg);
    }
 
}

在service方法在解析HttpServletRequest中的方法参数，并调用以下方法之一：doGet,doPost,doHead,doPut,doTrace,doOptions和doDelete。这7种方法中，每一种方法都表示一个Http方法。doGet和doPost是最常用的。

参考：

https://blog.csdn.net/qq_19782019/article/details/80292110?depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task&utm_source=distribute.pc_relevant.none-task
附：servlet继承树图：