【Java Web】Servlet规范讲解

目录

一、前言

二、Servlet规范介绍

2.1 常见版本及新功能

2.2 Servlet的作用

2.3 Servlet的本质

三、Servlet接口和实现类

3.1 Servlet接口

3.2 Servlet接口实现类示例

3.3 Servlet接口实现类开发步骤

3.3.1 关键点

3.3.2 引入Servlet源码包

1、描述

Servlet接口是一类完成Java与服务器之间的桥梁，若想让Java和服务器产生联系，Java必须实现由服务器提供的Servlet接口。类似于数据库驱动和JDBC，JDBC是Java的接口，数据库想和Java产生联系就必须实现Java的JDBC接口。

2、Tomcat自带引入

3.3.3 Servlet接口实现类的编写

1、第一步

2、第二步

3、第三步

3.4 Tomcat调用Servlet接口实现类

1、创建Servlet实现类对象

2、调用service()方法

3、调用doGet() 或 doPost()

四、Servlet与Http服务器

4.1 Servlet与Http服务器通信原理

4.2 浏览器与servlet通信原理

4.3 总结

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一、前言

在Java Web应用中，除了Tomcat服务器外，其实还有Jetty、GlassFish、Undertow等多种Web服务器。

一个Java Web App通常打包为.war文件，并且可以部署到Tomcat、Jetty等多种Web服务器上。为什么一个Java Web App基本上可以无修改地部署到多种Web服务器上呢？原因就在于Servlet规范。

Servlet规范是Java Servlet API的规范，用于定义Web服务器如何处理HTTP请求和响应。Servlet规范有一组接口，对于Web App来说，操作的是接口，而真正对应的实现类，则由各个Web Server实现，这样一来，Java Web App实际上编译的时候仅用到了Servlet规范定义的接口，只要每个Web服务器在实现Servlet接口时严格按照规范实现，就可以保证一个Web App可以正常运行在多种Web服务器上：

二、Servlet规范介绍

Servlet也算是JavaEE规范中的一种。

对于Web应用程序，Servlet规范是非常重要的。Servlet规范有好几个版本，每个版本都有一些新的功能。

2.1 常见版本及新功能

Servlet 1.0：定义了Servlet组件，一个Servlet组件运行在Servlet容器（Container）中，通过与容器交互，就可以响应一个HTTP请求；

Servlet 2.0：定义了JSP组件，一个JSP页面可以被动态编译为Servlet组件；

Servlet 2.4：定义了Filter（过滤器）组件，可以实现过滤功能；

Servlet 2.5：支持注解，提供了ServletContextListener接口，增加了一些安全性相关的特性；

Servlet 3.0：支持异步处理的Servlet，支持注解配置Servlet和过滤器，增加了SessionCookieConfig接口；

Servlet 3.1：提供了WebSocket的支持，增加了对HTTP请求和响应的流式操作的支持，增加了对HTTP协议的新特性的支持；

Servlet 4.0：支持HTTP/2的新特性，提供了HTTP/2的Server Push等特性；

Servlet 5.0：主要是把javax.servlet包名改成了jakarta.servlet；

Servlet 6.0：继续增加一些新功能，并废除一部分功能。

目前最新的Servlet版本是6.0，我们开发Jerrymouse Server也是基于最新的Servlet 6.0。

2.2 Servlet的作用

• 在servlet规范中，指定【动态资源文件】开发步骤（限定开发人员的编写）。只有继承了servlet接口的实现类编写出来的 .class文件，才是动态资源文件，才允许给服务器调用（服务器只能调用Servlet接口实现类的 动态资源文件）。
• 在servlet规范中，指定Http服务器调用动态资源文件的规则（限定服务器的访问），服务器创建出动态资源文件的实例对象，然后实例对象调用动态资源文件内的方法，得到某些执行结果将结果返回给服务器；
• 在servlet规范中，指定Http服务器管理动态资源文件实例对象规则（限定服务器的访问）。服务器可以对所有的动态资源文件进行管理；

2.3 Servlet的本质

servlet是一堆具有"固定编写格式"的Java接口，提供一种"限定"来编写服务器可以访问的动态资源文件。

狭义的 Servlet 是指 Java 语言实现的一个接口，广义的 Servlet 是指任何实现了这个 Servlet 接口的类。Servlet对象会被方法Servlet容器中，一个容器可以放多个Servlet对象。

三、Servlet接口和实现类

3.1 Servlet接口

Servlet接口来自于Servlet规范下的一个接口，这个接口存在于Http服务器提供jar包中。如 Tomcat服务器的lib目录下 的servlet-api.jar存放着Servlet接口（javax.servlet.Servlet接口）。

Servlet规范中认定，Http服务器能调用的动态资源文件 必须是一个Servlet接口实现类的 .class文件。

接口代码：

// Tomcat服务器下的Servlet接口源码
// 所有Tomcat调用的动态资源文件必须实现该接口
package javax.servlet;
import java.io.IOException;
public interface Servlet {
    // 负责初始化Servlet对象。在Servlet对象创建后，Servlet容器将调用init()方法，完成Servlet对象的初始化工作。
    void init(ServletConfig var1) throws ServletException;

    // 负责响应客户端的请求。当Servlet容器接收到客户端要求访问特定Servlet对象的请求时，就会调用该Servlet对象的service()方法，完成响应工作。
    // 接口提供的五个方法中，只有Service()方法需要实现类重写实现
    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;
    // 负责释放Servlet对象占用的资源。当Servlet容器决定将Servlet对象从内存中销毁时，就会调用该Servlet对象的destroy()方法，完成销毁工作。
    void destroy();

    // Servlet接口还定义了以下两个返回Servlet的相关信息的方法。
    // JavaWeb 应用中的程序代码可以访问Servlet的这两个方法,从而获得Servlet的配置信息及其他相关信息。

    // 返回一个ServletConfig对象，该对象包含Servlet的初始化参数和Servlet容器的引用。
    ServletConfig getServletConfig();
    
    // 返回一个字符串，该字符串包含Servlet的版本信息、版权信息、作者信息等。
    String getServletInfo();
}

3.2 Servlet接口实现类示例

class Student{
    // 非Servlet接口，不是动态资源文件，Tomcat无权调用
}

class Teacher implements Servlet{
    // 实现Servlet接口，合法的动态资源文件，Tomcat有权利调用
    // Tomcat创建Servlet对象，调用其方法
    Servlet obj = new Teacher();
    obj.doGet()
}

3.3 Servlet接口实现类开发步骤

3.3.1 关键点

• 浏览器提交的方式：get 或 post；
• Http服务器接收请求后的处理方式：HttpServlet类的Service()方法体中采用请求体对象getMethod()获取；
• 动态资源文件的本质：是Servlet接口实现类
• 动态资源文件的编写规则：先getMethod()获取浏览器提交请求的方式，解析请求的URL，查找资源，执行结果，返回资源。

3.3.2 引入Servlet源码包

1、描述

Servlet接口是一类完成Java与服务器之间的桥梁，若想让Java和服务器产生联系，Java必须实现由服务器提供的Servlet接口。类似于数据库驱动和JDBC，JDBC是Java的接口，数据库想和Java产生联系就必须实现Java的JDBC接口。

2、Tomcat自带引入

在IDEA引入Tomcat时 详情请见，Tomcat就自带引入servlet-api.jar包

3.3.3 Servlet接口实现类的编写

1、第一步

创建一个Java类，并继承于HttpServlet父类（HttpServlet间接实现了Servlet接口），使该Java类成为一个服务器可调用的Servlet接口实现类；

/**
*              extends                       extends                          implements
* Servlet实现类-------->(abstract)HttpServlet-------->(abstract)GenericServlet----------> servlet接口
*/
public class MyServletTest01 extends HttpServlet {
}

2、第二步

重写HttpServlet父类的两个方法-- doGet() 或 doPost()，一般只重写一个具体的即可，在另外一个重写的方法内互相调用。但doGet() 或 doPost()的具体调用不需要程序员指定，而是由HttpServlet抽象类的Service()方法自动根据浏览器提交的方式判断 来调用，程序员只需要重写doGet() 和 doPost()满足需求即可

• 浏览器get方式提交请求，服务器调用ServletInstance的doGet()方法；
• 浏览器post方式提交请求，服务器调用ServletInstance的doPost()方法。

// 实现HttpServlet，并重写doGet() 和 doPost()
public class MyServletTest01 extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        super.doGet(req, resp);
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doGet(req, resp);
    }
}

3、第三步

将Servlet接口实现类信息注册到Tomcat服务器，具体是在web.xml文件中添加已实现的Servlet接口实现类信息标签。

网站目录（项目）---> web目录 ---> WEB-INF目录 ---> web.xml文件

        
        
            
            MyServlet
            
            com.yry.controller.MyServletTest01
        

        
        
            
            MyServlet
            
            /MyServlet
        

3.4 Tomcat调用Servlet接口实现类

1、创建Servlet实现类对象

Tomcat服务器有权创建Servlet实现类对象（动态资源文件实例对象），Tomcat通过创建Servlet实现类对象来执行对应的Servlet动态资源文件。

// 创建Servlet实现类对象
Servlet servletInstance = new servletInstance()；

2、调用service()方法

Tomcat创建出Servlet实现类对象后，调用HttpServlet的service()方法来处理浏览器提交的请求。

// 调用service()方法处理浏览器请求，service()方法中封装了处理浏览器请求的方式
servletInstance.service();

3、调用doGet() 或 doPost()

doGet() 或 doPost()的具体调用不需要程序员指定，而是由HttpServlet抽象类的Service()方法自动根据浏览器提交的方式判断来调用。

/**不需要关心：
 * HttpServlet类中封装了service()可以决定具体调用doGet() 或 doPost()
 *       service（）{
 *          if(请求方式 == GET){
 *                   this.doGet
 *          }else if(请求方式 == POST){
 *                   this.doPost
 *          }
 *        }
*/
// 只需要关心：实现HttpServlet，并重写doGet() 和 doPost()
public class MyServletTest01 extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        super.doGet(req, resp);
    }
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doGet(req, resp);
    }
}

四、Servlet与Http服务器

4.1 Servlet与Http服务器通信原理

Servlet与Http服务器交流图：

4.2 浏览器与servlet通信原理

• 第一步：浏览器输入URL，在URL的最后面是动态资源文件的简短servlet名；
• 第二步：浏览器提交URL请求，可选择get 或 post提交方式；
• 第三步：Http服务器将URL转变成二进制；
• 第四步：Http服务器根据二进制形式URL中的简短servlet名 到web.xml中匹配查找对应的servlet（具体是匹配web.xml中的标签中的名字）；
• 第五步：Http服务器在web.xml内部根据标签中的servlet简短名 找到同文件中 的名字，最后找到真正的Servlet接口实现类；
• 第六步：Http服务器找到Servlet接口实现类后，创建Servlet接口实现类对象；
• 第七步：Http服务器创建Servlet接口实现类对象后，（继承的体现）调用父类HttpServlet的service()方法，获取浏览器提交请求的方式；
• 第八步：Http服务器从HttpServlet处确定浏览器提交请求的方式，执行Servlet接口实现类中对应的doGet() 或 doPost()方法；
• 第九步：将Servlet接口实现类执行doGet()或doPost()方法后的结果 返回给Http服务器；
• 第十步：Http服务器将执行结果（包含返回的数据）转成二进制数据，原路发送回给浏览器。

4.3 总结

总的来说，当Servlet容器接收到用户的HTTP请求后，由容器负责把请求转换为HttpServletRequest和HttpServletResponse对象，分别代表HTTP请求和响应，然后，经过若干个Filter组件（过滤器）后，到达最终的Servlet组件，由Servlet组件完成HTTP处理，将响应写入HttpServletResponse对象：

其中，ServletContext代表整个容器的信息，如果容器实现了ServletContext接口，也可以把ServletContext可以看作容器本身。ServletContext、HttpServletRequest和HttpServletResponse都是接口，具体实现由Web服务器完成。Filter、Servlet组件也是接口，但具体实现由Web App完成。此外，还有一种Listener接口（监听器），可以监听各种事件，但不直接参与处理HTTP请求，具体实现由Web App完成，何时调用则由容器决定。因此，针对Web App的三大组件：Servlet、Filter和Listener都是运行在容器中的组件，只有容器才能主动调用它们。（此处略去JSP组件，因为我们不打算支持JSP）

对于Jerrymouse服务器来说，开发服务器就必须实现Servlet容器本身，容器实现ServletContext接口，容器内部管理若干个Servlet、Filter和Listener组件。

对每个请求，需要创建HttpServletRequest和HttpServletResponse实例，查找并匹配合适的一组Filter和一个Servlet，让它们处理HTTP请求。

在处理过程中，会产生各种事件，容器负责将产生的事件发送到Listener组件处理。

以上就是我们编写Servlet容器按照Servlet规范所必须的全部功能。

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原文链接：https://www.jianshu.com/p/20cba5429c85