四、Servlet

4.1 Servlet简介

Servlet是Server Applet的简称，称为服务端小程序，是JavaEE平台下的技术标准，基于Java语言编写的服务端程序。 Web 容器或应用服务器实现了Servlet标准所以Servlet需要运行在Web容器或应用服务器中。Servlet主要功能在于能够在服务器中执行并生成数据。

4.1.1 Servlet技术特点

4.1.2 Servlet在应用程序中的位置

4.2 编写第一个Servlet

package it.com.servlet;
import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
public class HelloWorld extends HttpServlet{
    public void doGet(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response)throws ServletException,IOException{
        PrintWriter pw = response.getWriter();
        pw.println("<!DOCTYPE html>");
        pw.println("<html lang=en>");
        pw.println("<head>");
        pw.println("<meta charset=UTF-8>");
        pw.println("<title>Document</title>");
        pw.println("</head>");
        pw.println("<body>");
    pw.println("<font color=blue>HelloWorld</font>");
        pw.println("</body>");
        pw.println("</html>");
        pw.flush();
        pw.close();
    }
}

4.3编译servlet

Java中需要将源文件（.java）通过Javac编译为.class的字节文件才能运行。

D:\>javac oneServlet.java

出错的原因是servlet是JavaEE实现的规范不是JavaSE实现的，在servlet包中的类全部在Tomcat中有实现。因此servlet程序要放在Tomcat中运行。因此需要指定这些对象的位置（也就是tomcat中servlet包的位置）

D:\>javac -classpath "D:\Java\apache-tomcat-9.0.75\lib\servlet-api.jar" HelloWorld.java

执行后D盘产生字节文件Hello World.class

4.4 创建web.xml

什么是web.xml

Web项目的部署描述文件，是JavaWeb工程的配置文件，通过web.xml文件可以配置servlet、filter等技术。Tomcat启动时会先解析该配置文件获取项目的配置信息。

web.xml文件中的头信息

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
     xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
     version="4.0">
</web-app>

在web.xml文件中配置Servlet

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
     xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
     version="4.0">
         <!-- 给定servlet的全名，tomcat会根据全名实例化servlet，从而使用servlet对象的方法 -->
         <servlet>
            <servlet-name>HelloWorld</servlet-name>
            <servlet-class>it.com.servlet.HelloWorld</servlet-class>
         </servlet>
         <!-- servlet资源映射，访问/helloworld.do即可访问到servlet资源 -->
         <servlet-mapping>
            <servlet-name>HelloWorld</servlet-name>
            <url-pattern>/helloworld.do</url-pattern>
         </servlet-mapping>
</web-app>

注意路径必须加 /

4.5 部署运行Servlet

Web工程目录结构

访问Servlet

http://localhost:8888/servletdemo/helloworld.do

注意：没有在host下配置context时资源名默认为项目名。

4.6 Tomcat处理请求过程

用户访问localhost:8888/test/helloword.do，请求被发送到Tomcat，被监听8888端口并处理 HTTP/1.1 协议的Connector获得。
Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理，并等待Engine的回应。
Engine获得请求localhost/test/helloword.do，匹配所有的虚拟主机Host。
Engine匹配到名为localhost的Host虚拟主机来处理/test/helloword.do请求（即使匹配不到会请求交给默认Host处理）。
匹配到的Context获得请求/helloword.do。
构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用HelloWorld的doGet（）或doPost（）.执行业务逻辑、数据存储等程序。
Context把执行完之后的结果通过HttpServletResponse对象返回给Host。
Host把HttpServletResponse返回给Engine。
Engine把HttpServletResponse对象返回Connector。
Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser。

4.7 Servlet继承结构

Servlet接口

init()，创建Servlet对象后立即调用该方法完成一些初始化工作。
service()，处理客户端请求，执行业务操作，利用响应对象响应客户端请求。
destroy()，在销毁Servlet对象之前调用该方法，释放资源。
getServletConfig()，ServletConfig是容器向servlet传递参数的载体。（可以获取配置文件web.xml的信息）
getServletInfo()，获取servlet相关信息。

ServletConfig接口

String getServletName()，返回 Servlet 的名字，即 web.xml 中元素的值。
ServletContext getServletContext()，返回一个代表当前 Web 应用的 ServletContext 对象。
String getInitParameter(String name)，根据初始化参数名返回对应的初始化参数值。
Enumeration getInitParameterNames()，返回一个 Enumeration 对象，其中包含了所有的初始化参数名。

GenericServle抽象类

GenericServlet是实现了Servlet接口的抽象类。在GenericServlet中进一步的定义了Servlet接口的具体实现，其设计的目的是为了和应用层协议解耦，在GenericServlet中包含一个Service抽象方法。

HttpServlet类

继承自 GenericServlet，针对于处理 HTTP 协议的请求所定制。在 HttpServlet的service() 方法中已经把 ServletReuqest 和 ServletResponse 转为 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse。直接使用 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse, 不再需要强转。实际开发中, 直接继承 HttpServlet, 并根据请求方式复写 doXxx() 方法即可。

Tomcat实现了servlet技术规范，所以在tomcat的lib中的servlet-api.jar中可以查看这些接口和实现类。使用反编译小工具jd

4.8 Servlet的生命周期

Servlet的生命周期是由容器(tomcat,即servlet是由tomcat实例化的)管理的，分别经历三各阶段：

init()：初始化

service()：服务

destroy()：销毁

（注意面试）当客户端浏览器第一次请求Servlet时，容器会实例化这个Servlet，然后调用一次init方法，并在新的线程中执行service方法处理请求。service方法执行完毕后容器不会销毁这个Servlet而是做缓存处理，当客户端浏览器再次请求这个Servlet时，容器会从缓存中直接找到这个Servlet对象，并再一次在新的线程中执行Service方法（单例模式）。当容器在销毁Servlet之前对调用一次destroy方法。

4.9 Servlet处理请求的原理

当浏览器基于get方式请求我们创建Servlet时，我们自定义的Servlet中的doGet方法会被执行。doGet方法能够被执行并处理get请求的原因是，容器在启动时会解析web工程中WEB-INF目录中的web.xml文件，在该文件中我们配置了Servlet与URI的绑定，容器通过对请求的解析可以获取请求资源的URI，然后找到与该URI绑定的Servlet并做实例化处理(注意：只实例化一次，如果在缓存中能够找到这个Servlet就不会再做次实例化处理)。在实例化时会使用Servlet接口类型作为引用类型的定义，并调用一次init方法，由于GenericServlet中重写了该方法所以最终执行的是GenericServlet中init方法(GenericServlet中的Init方法是一个空的方法体)，然后在新的线程中调用service方法。由于在HttpServlet中重写了Service方法所以最终执行的是HttpServlet中的service方法。在service方法中通过request.getMethod()获取到请求方式进行判断如果是Get方式请求就执行doGet方法，如果是POST请求就执行doPost方法。如果是基于GET方式提交的，并且在我们的Servlet中又重写了HttpServlet中的doGet方法，那么最终会根据Java的多态特性转而执行我们自定义的Servlet中的doGet方法。

4.10 Servlet的作用

获取用户提交的数据
获取浏览器附加的信息
处理数据（访问数据库或调用接口）
给浏览器产生一个响应
在响应中添加附加信息

4.12 在Idea中创建web工程

三个步骤：

创建Web工程
添加servlet-api.jar
配置Tomcat

新建一个Java项目

项目名称右键选择第二个命令

勾选Web Application

为项目添加依赖

配置tomcat

4.13 在web工程中编写Servlet

新建MyServlet类，继承HttpServlet，重写doGet();方法。配置web.xml文件。启动tomcat在浏览器访问即可。

public class MyServlet extends HttpServlet {
    //处理get请求
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        PrintWriter pw = resp.getWriter();
        pw.println("<!DOCTYPE html>");
        pw.println("<html lang=en>");
        pw.println("<head>");
        pw.println("<meta charset=UTF-8>");
        pw.println("<title>Document</title>");
        pw.println("</head>");
        pw.println("<body>");
        pw.println("<font color=blue>Hello Servlet</font>");
        pw.println("</body>");
        pw.println("</html>");
        pw.flush();
        pw.close();
    }
}

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
    <!--配置servlet位置信息-->
    <servlet>
        <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
        <servlet-class>cn.it.servlet.MyServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <!--URL映射-->
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/MyServlet.do</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

4.14 Idea中的web项目部署详解

在Idea中默认的并不会把web项目真正的部署到Tomcat的webapps目录中，而是通过为每个web项目创建一个独立的Tomcat副本并在Tomcat副本中通过的Tomcat的Context组件完成项目的目录指定，在Context组件的docBase属性中会指定Idea对web项目编译后的目录out/artifacts/.....。

默认部署方式

Idea会在C:\Users\Administrator\AppData\Local\JetBrains\IntelliJIdea2020.2\tomcat中为每个Web项目创建一个独立的Tomcat副本。

Idea通过执行Tomcat的catalina.bat启动脚本启动Tomcat，通过启动参数来指定启动Tomcat副本运行指定目录中的web项目。

Idaa在启动Tomcat之前会先在操作系统中设置一些临时环境变量，这些变量会被Tomcat的启动脚本所读取。

4.15 将web项目部署到Tomcat的webapps中

点击项目结构选项

指定输出artifacts的目录为Tomcat的webapps中的demo目录。

启动Tomcat，查看demo目录中的内容。

4.16 获取请求信息

4.16.1 HttpServletRequest对象

HttpServletRequest对象代表客户端浏览器的请求，当客户端浏览器通过HTTP协议访问服务器时，HTTP请求中的所有信息都会被Tomcat所解析并封装在这个对象中，通过这个对象提供的方法，可以获得客户端请求的所有信息。

获取请求信息

req.getRequestURL()

返回客户端浏览器发出请求时的完整URL。

req.getRequestURI()

返回请求行中指定资源部分。

req.getRemoteAddr()

返回发出请求的客户机的IP地址。

req.getLocalAddr()

返回WEB服务器的IP地址。

req.getLocalPort()

返回WEB服务器处理Http协议的连接器所监听的端口。

package cn.it.servlet;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
//获取请求信息
public class GetRequestInfoServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        //获取浏览器发出请求的完整的url
        StringBuffer requestURL = req.getRequestURL();
        String s = requestURL.toString();
        //获取请求行中指定的资源部分
        String requestURI = req.getRequestURI();
        //获取发送请求的客户机的IP地址
        String remoteAddr = req.getRemoteAddr();
        //获取服务端的IP地址
        String localAddr = req.getLocalAddr();
        //获取服务端监听的端口
        int localPort = req.getLocalPort();
        PrintWriter writer = resp.getWriter();
        writer.println("浏览器发出请求的完整的url:"+s);
        writer.println("求行中指定的资源部分:"+requestURI);
        writer.println("发送请求的客户机的IP地址:"+remoteAddr);
        writer.println("服务端的IP地址:"+localAddr);
        writer.println("服务端监听的端口:"+localPort);
    }
}

<servlet>
        <servlet-name>getRequestInfoServlet</servlet-name>
        <servlet-class>cn.it.servlet.GetRequestInfoServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>getRequestInfoServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/getRequestInfo.do</url-pattern>
    </servlet-mapping>

4.16.2 获取请求数据(表单)

根据key获取指定value

req.getParameter("key");

根据key获取对应的value，返回一个字符串。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<!-- action="getRequestData.do" 不能加 “/”-->
<form action="getRequestData.do" method="post">
     <input type="text" name="username"/>
     <input type="text" name="password"/>
     <input type="submit" value="确定"/>
</form>
</body>
</html>

注意：html要在web下创建要不然不能直接访问到。action="getRequestData.do" 不能加 “/”

package cn.it.servlet;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
//获取表单数据
public class GetRequestData extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String username = req.getParameter("username");
        String password = req.getParameter("password");
        PrintWriter writer = resp.getWriter();
        writer.println("username=" + username);
        writer.println("password=" + password);
        writer.flush();
        writer.close();
    }
}

<servlet>
        <servlet-name>getRequestData</servlet-name>
        <servlet-class>cn.it.servlet.GetRequestData</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>getRequestData</servlet-name>
        <url-pattern>/getRequestData.do</url-pattern>
    </servlet-mapping>

4.16.3 获取复选框(checkbox组件)中的值

String[] userlikes = req.getParameterValues("checkboxkey");

获取复选框(checkbox组件)中的值，返回一个字符串数组。

String[] userLikes = req.getParameterValues("userLike");
        List<String> userLikesList = Arrays.asList(userLikes); //将数组转换为集合

4.16.4 获取所有提交数据的key

req.getParameterNames()

获取请求中所有数据的key，该方法返回一个枚举类型。

Enumeration<String> parameterNames = req.getParameterNames();

//获取参数的key
        Enumeration<String> parameterNames = req.getParameterNames();
        List<String> parameterNamesList = new ArrayList<String>();
        while (parameterNames.hasMoreElements()) {
            parameterNamesList.add(parameterNames.nextElement());
        }

4.17 设置请求编码

请求的数据包基于字节在网络上传输，Tomcat接收到请求的数据包后会将数据包中的字节转换为字符。在Tomcat中使用的是ISO-8859-1的单字节编码完成字节与字符的转换，所以数据中含有中文就会出现乱码，可以通过req.setCharacterEncoding("utf-8")方法来对提交的数据根据指定的编码方式重新做编码处理。

req.setCharacterEncoding("UTF-8");

4.18 资源访问路径

绝对路径

绝对路径访问资源表示直接以”/”作为项目的Context Path。该方式适用于以”/”作为项目的Context Path。

<form action="/getInfo.do" method="post">

相对路径

相对路径访问资源表示会相对于项目的Context Path作为相对路径。该方式适用于为项目指定的具体的Context Path。

<form action="getInfo.do" method="post">

4.19 获取请求头信息

获取请求头信息

根据请求头中的key获取对应的value。

String headerValue = req.getHeader("headerKey");

获取请求头中所有的key，该方法返回枚举类型。

Enumeration<String> headerNames = req.getHeaderNames();

4.19.1 获取请求头案例

需求：编写一个Servlet，如果浏览器的语言是zh-CN，显示“你好，聪明的中国人！”，如果浏览器的语言设置为en-US,那么则显示“Hello，American”。

package cn.it.servlet;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
public class Practise extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String header = req.getHeader("Accept-Language");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter writer = resp.getWriter();
        if (header.startsWith("zh-CN")) {
            writer.println("你好");
        }else if (header.startsWith("en-US")) {
            writer.println("hello");
        }else {
            writer.println("####");
        }
        writer.flush();
        writer.close();
    }
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doPost(req, resp);
    }
}

JavaWeb开发 Servlet技术详解（二）