Javaweb（三）Servlet/Jsp原理篇

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前言

本章开始涉及javaweb主体内容，主要讲解Servlet、Jsp以及Tomcat在客户端与服务端的交互过程中各自有什么用

如果还有新手村玩家（比如我 ）没有看前两张基础篇，建议先去学一下基础知识哦

Javaweb（一）基础知识篇
JavaWeb（二）框架搭建篇

这里先放一张整体架构图

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一、Servlet

1.什么是servlet

服务器三个主要过程：1.接受请求 2.处理请求 3.响应请求
其中1和3是共性的功能，这个就交由tomcat来做了
由于处理请求的逻辑不同，那么就把这个过程出去出来，作为Servlet，交给程序员编写
随着互联网的发展，有一些逻辑也从servlet中抽取出来分为service层和Dao层

2.如何编写Servlet

首先去查看Servlet的源码

public interface Servlet {
    //Tomcat（由web.xml解析反射创建Servlet之后）调用init(),传入ServletConfig
    void init(ServletConfig var1) throws ServletException;

    //Servlet配置 由web.xml解析，创建ServletConfig实例
    ServletConfig getServletConfig();

    //Http请求到了Tomcat之后，Tomcat通过解析把url、参数等都封装进了Request，并同时生成空Response
    //由Servlet处理后的数据通过response.write()写入response的缓冲区，最后Tomcat拿到response，组装成http响应发给客户端
    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

    String getServletInfo();
    void destroy();
}

再去找实现了Servlet的抽象类GenericServlet

public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, Serializable {
    
    //得到ServletContext
    public ServletContext getServletContext() {
        ServletConfig sc = this.getServletConfig();
        if (sc == null) {
            throw new IllegalStateException(lStrings.getString("err.servlet_config_not_initialized"));
        } else {
            return sc.getServletContext();
        }
    }
    
    //提升ServletConfig作用域
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        this.config = config;
        this.init();
    }
    public void init() throws ServletException {
    }
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return this.config;
    }

    //最重要的service还是没有实现
    public abstract void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;
}

继续看GenericServlet的子类HttpServlet

public abstract class HttpServlet extends GenericServlet {

    //实现了各种请求方式
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {...}
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {...}
    protected void doHead(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {...}
    protected void doPut(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {...}
    protected void doDelete(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {...}
    protected void doOptions(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {...}

    //实现了service 完成了复杂的请求方式判断，并且调用了对应的函数
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {...}
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {... }
}

到此，基础源码就差不多看完了
也就是说Servlet是一个接口，我们需要写一个类继承一个实现了Servlet接口的抽象类
换句话说，我们实现了doGet和doPost就可以实现一个Servlet了

3.深究Servlet—ServletContext

1. Tomcat会为每个web应用创建一个ServletContext对象（创建和销毁与服务器启动和关闭对应）
2. 作用：整个Web应用的动态资源（Servlet/JSP）之间共享数据。例如在Aservlet中向ServletContex保存一个值（setAttribute()），然后在Bservlet中就可以获取这个值（getAttribute()）。

另：这种装载共享数据的对象，在Javaweb中有四个，被叫作“域对象”：

• ServletContext域（Servlet间共享数据）
• Session域（一次会话间共享数据，也可以理解为多次请求间共享数据）
• Request域（同一次请求共享数据）
• Page域（JSP页面内共享数据）

它们都可以看做是map，都有getAttribute()/setAttribute()方法。

4.深究Servlet—Servlet映射器

浏览器发送的请求会先经过映射器，由映射规则配发给各个Servlet
我们继续扒源码，这次翻到tomcat的web.xml下，可以看到tomcat默认带了俩Servlet

也就是说

• 对于静态资源，Tomcat最后会交由DefaultServlet
• 对于Servlet ，Tomcat最后会交由 InvokerServlet
• 对于JSP，Tomcat最后会交由JspServlet
• 对于其他，Tomcat会交由我们自定义的Servlet来处理

另：如果某个Servlet的映射路径仅仅为一个正斜杠（/），那么这个Servlet就成为当前Web应用的缺省Servlet。凡是在web.xml文件中找不到匹配的元素的URL，它们的访问请求都将交给缺省Servlet处理。就像是Tomcat里面自带的DefaultServlet，当我们访问静态页面的时候，就是在访问他

5.深究Servlet—过滤器

过滤器Fileter是一个小型的web组件，它们通过拦截请求和响应，以便查看、提取或以某种方式操作客户端和服务器之间交换的数据，实现“过滤”的功能

继续翻源码，我们依旧可以在web.xml中找到拦截器及其映射

对于每个映射到的url，都会经过过滤器，也就是说我们一般会把共性的操作放到过滤器实现

6.深究Servlet—线程安全

会不会有人想到用线程锁（synchronized）？
很好，可是这样的话就会出现一个问题，对于高并发的情况，我们确实保证了数据的安全，但是对于每一个线程都会上锁，也就是说用户的请求需要排队一个一个进行处理，这好像并不是很合适吧。

持续更新…

二、Jsp

1.Jsp起因

早期的服务器端是用Java开发的，我们看到的html页面都是由前端写好，交给后端程序员，后端在Servlet中调用out.println("

…

")拼接数据和html语句，非常麻烦。但是同时期的PHP就很好了，他选择在html里面嵌入语言引入动态数据。于是sun公司就开发出了Jsp

2.Jsp是什么

JSP全称Java Server Page，就是在html里面嵌套Java代码，实现动态数据

3.Jsp处理流程

Web容器（Tomcat）接受到以.jsp为拓展名的url请求的访问时，会将他交给Jsp引擎处理（JspServlet），也就是我们上面提到过的Tomcat自带的默认映射。每个Jsp页面第一次被访问时，JspServlet都会把他翻译成一个Servlet程序（.java），接着再把这个程序编译成类文件（.class），然后再由Tomcat像调用普通Servlet那样执行程序。

4.查看文件、源码

1. 本质
   我们在本地这个目录里面能找到被编译成的.java和.class

   C:\Users\（用户名）\AppData\Local\JetBrains\IntelliJIdea2021.2\tomcat\（项目名）\work\Catalina\localhost\ROOT\org\apache\jsp

   
   打开看源码
   
   可以看到，被编译成的.java其实也是用out.write()写的html页面，也就是说程序帮我们做了 “把html代码复制进Servlet并用out.write()输出” 的操作。

   我们再去看index_jsp这个类的继承情况
   
   HttpJspBase，我们再去翻他（强迫症将就一下吧，SuppressWarnings都没压住报错）
   
   看到了什么？HttpServlet！我们的Servlet不也是继承的他嘛。也就是说Jsp本质上其实就是一个Servlet，只不过Jsp被包装了太多东西了。

2. 对象
   继续看源码就能看到Jsp里面有这些属性

   final javax.servlet.jsp.PageContext pageContext;  //页面上下文
   javax.servlet.http.HttpSession session = null;    //session
   final javax.servlet.ServletContext application;   //applicationContext
   final javax.servlet.ServletConfig config;         //config
   javax.servlet.jsp.JspWriter out = null;           //out
   final java.lang.Object page = this;               //page：当前页
   HttpServletRequest request                        //请求
   HttpServletResponse response                      //响应
   

   这啥，先不着急，接着往下看

3. 预处理
   依旧是看源码，我们可以看到在Jsp开始疯狂的out.write()之前有这么一段代码

   response.setContentType("text/html");    //设置响应页面类型（动态资源变成静态）
   pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response,
          null, true, 8192, true);
   _jspx_page_context = pageContext;
   application = pageContext.getServletContext();    //application=ServletContext
   config = pageContext.getServletConfig();
   session = pageContext.getSession();
   out = pageContext.getOut();
   _jspx_out = out;
   

   认真看一下就能发现，这不就是一个类似于构造函数得到东西嘛，而且正好是对上面那些对象的初始化，那么一切就清晰了

4. 内置对象
   传说中的九大内置对象已经开始明朗了

   • PageContext 【存东西】
   • Request 【存东西】
   • Response
   • Session 【存东西】
   • Application ——就是SerlvetContext 【存东西】
   • config ——就是SerlvetConfig
   • out
   • page
   • exception

   那他们有什么区别呢

   pageContext.setAttribute("name1","1"); //保存的数据只在一个页面中有效
   request.setAttribute("name2","2"); //保存的数据只在一次请求中有效，请求转发会携带这个数据
   session.setAttribute("name3","3"); //保存的数据只在一次会话中有效，从打开浏览器到关闭浏览器
   application.setAttribute("name4","4");  //保存的数据只在服务器中有效，从打开服务器到关闭服务器
   

   我们取属性的先后顺序是pageContext -> request -> session -> application(双亲委派机制)

三、Tomcat

有了上面两内容的学习，相信各位对 Tomcat已经有了初步的理解

1.Tomcat是什么

Tomcat是轻量级的服务器，也被称为Servlet/JSP容器。

2.Tomcat作用

1. Web服务器的作用是接收客户端的请求，给客户端作出响应。
2. 但是服务器不止静态资源，所以客户端访问的是动态资源，Web服务器不可能直接把它响应回去（比如JSP），因为浏览器只认识静态资源。
3. 所以对于JavaWeb程序而言，还需要JSP/Servlet容器，其基本功能就是把动态资源转换成静态资源。
4. Tomcat做到了这一点

3.Tomcat架构

对于他的架构，我们在前面的内容中基本已经说完了，这里再来复习一下
首先

各个文件夹的作用

bin：——启动脚本文件：startup.bat ——关闭脚本文件：shutdown.bat
conf：tomcat配置（如果碰到乱码问题可以在里面的logging.properties配置）
lib：依赖的jar包
logs：日志
webapps：存放网站内容

其次我们在web.xml里找到了两个默认的Servlet及其映射
在server.xml里找到了基础配置，其中

1. 代表服务器
2. 下面有一个代表服务
3. 下面有和，Connector作用就是监听端口，Engine作用是处理业务
   

总结

讲到这也就差不多了，如果还想了解其他这方面的东西，就需要去拜读其他大佬的博客了
文章参考：
Servlet基础
深究Servlet
Jsp
Tomcat