JavaWeb——Servlet原理、生命周期、IDEA中实现一个Servlet（全过程）

苏三有春2023-10-26 13:41

6、servlet

6.1、什么是servlet

在JavaWeb中，Servlet是基于Java编写的服务器端组件，用于处理客户端（通常是Web浏览器）发送的HTTP请求并生成相应的HTTP响应。Servlet运行在Web服务器上，与Web容器（如Tomcat）进行交互，通过Web容器将请求分发给适当的Servlet进行处理。

Servlet提供了一种动态生成和处理Web内容的方式，可以接收并解析HTTP请求，执行业务逻辑，生成HTML、XML或其他格式的响应结果，并将其返回给客户端。Servlet可以处理各种不同类型的请求，如GET请求、POST请求等，并可以访问请求的参数、请求头、会话信息等。

在Java中，编写一个Servlet需要继承自javax.servlet.http.HttpServlet类，并重写其中的一些方法，如doGet()、doPost()等。在这些方法中，开发人员可以编写处理请求和生成响应的逻辑。另外，Servlet也可以实现一些接口（如javax.servlet.Servlet、javax.servlet.Filter等），以实现更灵活的功能。

Servlet在JavaWeb开发中扮演着非常重要的角色，它可以与数据库进行交互、调用其他Java类库、生成动态内容等。通过Servlet，开发人员可以实现Web应用程序中的用户认证、数据查询、数据处理、页面跳转等功能。

需要注意的是，使用Servlet开发时，通常还会配合使用Web框架（如Spring MVC、Struts等）来简化开发流程和提供更强大的功能。

  • Sun公司在这些API中提供一个接口，叫做Servlet，如果你想开发一个Servlet程序，只需要完成两个小步骤：
    • 编写一个类，实现Servlet接口
    • 吧开发好的Java类部署到web服务器中

总而言之：把实现了Servlet接口的Java程序叫做：Servlet

6.2、HelloServlet

  1. 构建一个Maven项目，构建一个空的Maven项目，我们从头开始写

  2. 打开pom.xml即核心配置文件，先配置一些依赖（空的项目中，pom.xml文件中除非必要，并无其他东西，因此是没有任何一点依赖的）

    xml 复制代码 
        <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>4.0.1</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet.jsp</groupId>
            <artifactId>javax.servlet.jsp-api</artifactId>
            <version>2.2.1</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    我们在此配置了servlet的一些相关依赖以及jsp的一些相关依赖

    依赖本质上是jar包，配置相关依赖，即在仓库中找到相应的jar包，如果报错，即仓库中没有该jar包，IDEA可能会提醒你安装，如果没有，则在网上找到相关资源下载并把jar包丢入仓库中

  3. 关于Maven父子工程的理解：我们一开始创建了一个空的Maven项目(Project)，在这个项目中，我们还可以创建一些Maven模块(Module)，当我们创建了一个名为servlet-01的Maven模块（以下我们称之为子项目）

    父项目的pom.xml中会有：

    xml 复制代码 
        <modules>
        <module>servlet-01</module>
    </modules>

    子项目的pom.xml中会有：

    xml 复制代码 
        <parent>
        <groupId>com.Xu</groupId>
        <artifactId>javaweb-02-servlet</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    (如果没有，可以手动添加)

    父项目中的jar包子项目可以直接使用，子项目的父项目无法直接使用，即类似于继承

  4. 将子Maven项目的结构搭建完整（创建java包，resource包等）忘记的同学可以回头看上面Maven配置的博客

  5. 编写一个Servlet程序

    1. 编写一个普通类

    2. 实现Servlet接口，这里我们直接继承HttpServlet（HttpServlet是Sun公司写好的，直接继承，不必实现）

      java 复制代码 
      public class HelloServlet extends HttpServlet

      进入HttpServlet的源码发现：

      java 复制代码 
      public abstract class HttpServlet extends GenericServlet

      其同样继承了另一个类GenericServlet，再进入源码发现：

      java 复制代码 
      public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, Serializable

      GenericServlet最终实现了 Servlet接口，所以，即使是继承HttpServlet，同样也是实现Servlet接口

      Servlet接口中，有几个方法：

      java 复制代码 
          void init(ServletConfig var1) throws ServletException;

    ServletConfig getServletConfig();

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

    String getServletInfo();

    void destroy();

      其中，最为重要的是service方法，查看源码可以发现，GenericServlet没有实现该方法，而是将其定义为抽象方法：

      java 复制代码 
      public abstract void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

      在HttpServlet才最终实现了它：

      java 复制代码 
          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);
        }

    }

      当然，这其中还有许多方法需要被重写才能完成我们想要的功能

    3. 重写doGet方法和doPost方法

      java 复制代码 
      public class HelloServlet extends HttpServlet {
    // 由于get或者post只是请求实现的不同方式，可以相互调用，业务逻辑都一样
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // ServletOutputStream outputStream = resp.getOutputStream();
        PrintWriter writer = resp.getWriter();
        writer.print("Hello, Servlet");
    }

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

    4. 编写Servlet的映射

      为什么需要映射：我们写的是Java程序，但是要通过浏览器访问，而浏览器需要连接web服务器，所以我们需要在web服务中注册我们写的Servlet，还需给他一个浏览器能够访问的路径

      在web.xml文件中配置：

      xml 复制代码 
        <!--注册Servlet-->
  <servlet>
    <servlet-name>hello</servlet-name>
    <servlet-class>com.xu.servlet.HelloServlet</servlet-class>
  </servlet>
  <!--Servlet的注册（请求）路径-->
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>hello</servlet-name>
    <url-pattern>/hello</url-pattern>
  </servlet-mapping>

    5. 配置Tomcat

    6. 启动测试

      1. 首先进入localhost时，是index.jsp页面，想要跳转到Servlet页面，则需要在域名后补上servlet-mapping的url-name，比如，在测试中，笔者所用的url-name为hello，则需要将域名改为：localhost:8080/s1/hello

    如果最终测试过程中，遇到：跳转到servlet页面时出现404的页面，则有可能是application context出现了问题，请进入smart tomcat中修改：

    用项目名称，即project的名称，本示例中为javaweb-02-servlet

    如果遇到：跳转到servlet页面时出现500的情况，则是因为找不到相应的servlet的jar包，因此检查是否环境中配置了servlet的依赖，如果有，则查看Tomcat的版本：

    • Tomcat 9.x.x版本时，依赖中添加servlet的jar包名称为javax.servlet-api
    • Tomcat 10.x.x版本后，javax变更为javarta，因此查看是否依赖正确，如果不会修改，则卸载Tomcat 10 ，安装Tomcat 9（到目前为止，笔者使用的时Tomcat 10，但是在修改依赖时，将javax修改为javarta，会报错，还在查找原因当中，如果实在没有办法，笔者也只能将Tomcat 10 卸载，重新安装Tomcat 9）

6.3、Servlet原理

配置servlet：

想要Tomcat创建servlet实现类，就必须让Tomcat知道它在哪，因此我们在web.xml中配置servlet时，必须给出实现类的全限定类名

xml 复制代码 
<!DOCTYPE web-app PUBLIC
 "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
 "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >

<web-app>
  <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
  <!--注册Servlet-->
  <servlet>
    <servlet-name>hello</servlet-name>
    <!--全限定类名-->
    <servlet-class>com.xu.servlet.HelloServlet</servlet-class>
  </servlet>
  <!--Servlet的注册（请求）路径-->
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>hello</servlet-name>
    <url-pattern>/hello</url-pattern>
  </servlet-mapping>
</web-app>

Tomcat会将被配置好的servlet放入HashMap中以待日后使用，当浏览器发送相应的请求时，Tomcat会在HashMap寻找相应的servlet，调用它并完成响应。

而且，Tomcat并不会一开始就创建servlet对象，而是当浏览器发送相应的请求时，才会调用无参构造函数（若只有有参构造函数而没有无参构造函数，服务器是无法调用的，请在写servlet应用类时注意添加无参构造函数）去创建servlet对象。

初始化：

Servlet中有一个方法：init(ServletConfig var)，它将会完成本Servlet的初始化功能，Tomcat在创建完成Servlet的实例化对象后，将会立即执行初始化操作

service：

service是servlet中十分重要的方法，当我们发送多次请求时，并不会重复创建servlet对象 （servlet实例化对象只会创建一个，也就是说，当一个servlet类的实例化对象被创造出来，后续发送的请求，都是由这个实例化对象进行回应），而是会不断调用service方法进行响应，比如，我们在service方法中加入以下代码：

java 复制代码 
    @Override
    public void init() throws ServletException {
        System.out.println("servlet---->init");
    }    

	@Override
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("servlet -----> service");
    }

在发送多次请求时，我们可以发现：

servlet初始化操作只执行了一次，而service方法则每请求一次，便调用一次。

销毁：

通过调用destroy方法来销毁一个servlet对象，一般而言，关闭浏览器并不会销毁该servlet实例化对象，而是当服务器关闭时才会销毁，即：一个servlet对象的销毁是tomcat服务器调用其destroy方法来完成的。

servlet生命周期：

第一次发送请求 → Tomcat创建servlet对象→调用初始化方法init→执行service方法

非首次发送请求→执行service方法

关闭服务器→调用destroy方法

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