Servlet概念与创建

一、Servlet 基础认知

Servlet 是 JavaWeb 三大核心组件之一，另外两个为 Filter（过滤器）、Listener（观察者模式），是 JavaWeb 学习的基础组件，需完全掌握。
Servlet 即 Server Let，核心作用是处理用户请求，客户端发起请求后，由 Tomcat 匹配对应的 Servlet 进行处理，如登录请求由登录 Servlet 处理。
Servlet 是运行在 Web 服务器中的小型 Java 程序，通常基于 HTTP 协议接收和响应 Web 客户端请求，需开发者自行编写，且必须实现 javax.servlet.Servlet 接口，同时在 web.xml 中部署，否则 Tomcat 无法识别。

二、Servlet 接口核心方法

void init (ServletConfig servletConfig)：Tomcat 创建 Servlet 实例后立即调用，仅调用一次，用于 Servlet 的初始化工作，需在方法中编写初始化代码。
void service (ServletRequest request, ServletResponse response)：Servlet 实例每次处理请求时都会调用，是处理请求的核心方法。
void destroy ()：Tomcat 销毁 Servlet 实例前调用，销毁本质是将 Servlet 从缓存池中移除，通常仅 Tomcat 关闭时触发该方法。
ServletConfig getServletConfig ()：返回对应 web.xml 中当前 Servlet 实例配置信息的 ServletConfig 对象，需在 init () 方法中保存参数后再返回，无法自行创建 ServletConfig 对象。
String getServletInfo ()：仅返回说明当前 Servlet 的字符串，实际开发中基本无使用价值。

三、第一个 Servlet 的创建步骤

步骤 1：编写 Servlet 实现类

创建 Java 类实现 javax.servlet.Servlet 接口，并重写接口中的所有方法，包结构与类名需明确，如 cn.tx.servlet.Servlet1。

步骤 2：配置 Servlet 访问路径

在 web.xml 文件中进行配置，包含<servlet>和<servlet-mapping>两个核心标签：

<servlet>标签中，<servlet-name>定义 Servlet 名称，<servlet-class>指定 Servlet 实现类的全类名。
<servlet-mapping>标签中，<servlet-name>与上述标签中的名称一致，<url-pattern>定义 Servlet 的访问路径。

四、JavaWeb 请求响应流程

Tomcat 接收到客户端请求（如http://localhost:8080/servlet-demo1/hello）后，先识别 web 服务器地址、端口号、web 项目部署名称和请求路径。
根据项目部署名称找到对应 web 项目的 web.xml 文件。
通过请求路径匹配 web.xml 中<servlet-mapping>里的<url-pattern>。
根据匹配到的<url-pattern>找到对应的<servlet-name>，再通过该名称找到<servlet>标签中的<servlet-class>，获取 Servlet 类名。
Tomcat 检查内存中是否存在该 Servlet 实例：存在则直接调用其 service () 方法；不存在则通过反射创建实例，存入 Servlet 池，再调用 service () 方法处理请求。

五、Servlet 的生命周期

初始化：Tomcat 创建 Servlet 实例后，立即调用 init () 方法完成初始化，该方法为生命周期方法，仅执行一次。
处理请求：每次客户端发起请求，Tomcat 都会调用 Servlet 实例的 service () 方法，该方法为生命周期方法，可多次执行。
销毁：Tomcat 关闭时，先调用 destroy () 方法，再销毁 Servlet 实例，该方法为生命周期方法，仅执行一次。
Servlet 实例默认在浏览器第一次调用时创建，可通过配置修改创建时机；Servlet 的实例和方法均由 Tomcat 管理，开发者仅需编写实现类并部署。
自定义添加到 Servlet 中的方法，Tomcat 不会主动调用，可通过生命周期方法调用自定义方法。

六、HttpServlet 相关知识点

HttpServlet 是专门处理 HTTP 请求的 Servlet，继承自 GenericServlet，而 GenericServlet 是 Servlet 接口的子类，实际开发中可直接继承 HttpServlet 编写 Servlet，无需实现原生 Servlet 接口。
HTTP 请求方法包含 GET、POST、PUT、DELETE 等，常用的为 GET（通过请求 URI 获取资源）和 POST（用于添加新内容）。
创建 HttpServlet 的两种方法
- 方法 1：手动创建 Java 类继承 HttpServlet，再在 web.xml 中配置<servlet>和<servlet-mapping>标签，指定名称、全类名和访问路径。
- 方法 2：通过 IDEA 直接创建 Servlet，自动生成注解 @WebServlet，该注解可指定 Servlet 名称（name）和访问路径（urlPatterns），使用注解后无需在 web.xml 中配置。
Servlet 创建时机的配置：如需 Tomcat 启动时即创建 Servlet，而非第一次访问时，可在 web.xml 的<servlet>标签中添加<load-on-startup>子元素。
- 元素值为 0 或大于 0 时，Tomcat 启动时加载该 Servlet。
- 元素值为序号，Tomcat 会按序号从小到大的顺序创建多个 Servlet 实例。
- 配置后 Tomcat 启动时仅创建 Servlet 实例并调用 init () 方法，不会处理请求。

七、ServletConfig

ServletConfig 对象对应 web.xml 中<servlet>元素的配置信息，无法自行创建，Tomcat 调用 init () 方法时会传递该对象作为参数，可在 init () 方法中直接使用。
可在 web.xml 的<servlet>标签中添加<init-param>子元素，配置 Servlet 的初始化参数，每个<init-param>包含<param-name>（参数名）和<param-value>（参数值），可配置多个。
ServletConfig 的核心方法
- String getInitParameter (String paramName)：根据参数名获取对应的初始化参数值。
- Enumeration<String> getInitParameterNames ()：返回所有初始化参数的名称，可通过遍历获取所有参数名和对应值。
- String getServletName ()：获取当前 Servlet 在 web.xml 中配置的名称。

八、Servlet 路径映射

Url-Pattern 的三种配置方式
- 完全路径匹配：以 / 开头，如 /aaa、/aaa/bbb。
- 目录匹配：以 / 开头且以结尾，如 /aaa/、/*。
- 扩展名匹配：不能以 / 开头，以开头加扩展名，如.do、*.action。
路径匹配优先级：完全路径匹配 > 目录匹配 > 扩展名匹配，禁止配置 /* .do 这类错误格式。
匹配规则示例
- 访问 /abc/a.html，/abc/（目录匹配）比 /（目录匹配）范围更精确，由对应 Servlet 处理。
- 访问 /abc，完全路径匹配 /abc 优先于目录匹配 /abc/*。
- 访问 /abc/a.do，目录匹配 /abc/优先于扩展名匹配.do。
- 访问 /a.do 或 /xxx/yyy/a.do，目录匹配 /优先于扩展名匹配.do。

九、相对路径和绝对路径

Java 中本质仅能通过绝对路径寻找资源，相对路径是 API 底层构建绝对路径后的便利方法。
相对路径：根据当前资源路径与目标资源路径的相对位置关系，通过.（当前目录）和..（上一级目录）访问目标资源，编写规则随当前路径变化而变化。
绝对路径：指目录下的绝对位置，可直接到达目标位置，分两种类型
- 跨网站绝对路径：带有协议，如http://localhost/day5/hello。
- 同站点绝对路径：以 / 开始，如 /day5/hello。
服务器端与客户端对 / 的解析区别
- 客户端访问路径：/day5/hello（需包含项目部署名称）。
- 服务器内部路径：/hello（无需项目部署名称，多用于服务器跳转、页面包含）。

十、ServletContext

ServletContext 基础特性
- 是全局的信息储存空间，服务器启动时创建，服务器关闭时释放，所有用户共用一个。
- WEB 容器为每个 WEB 应用创建一个对应的 ServletContext 对象，代表当前 web 应用。
- 同一个 WEB 应用中的所有 Servlet 共享一个 ServletContext 对象，可通过该对象实现 Servlet 间通讯，也被称为 context 域对象。
- 仅适合存放所有用户需要共享、线程安全、必要且重要的信息，节省空间并提高效率。
ServletContext 核心 API
- Object getAttribute (String name)：根据属性名获取 ServletContext 中存储的属性值，无对应属性则返回 null。
- String getContextPath ()：返回当前 web 应用的上下文路径。
- String getInitParameter (String name)：获取 web 应用的全局初始化参数值，无对应参数则返回 null。
- String getRealPath (String path)：根据虚拟路径返回资源的真实绝对路径。
- void setAttribute (String name, Object object)：将对象以指定属性名绑定到 ServletContext 中，实现数据共享。
- InputStream getResourceAsStream (String path)：根据路径返回资源的输入流对象。
- InputStream getResourceAsStream (String path)：获取指定路径资源的输入流。
ServletContext 的常见使用场景
- 获取 WEB 应用全局初始化参数：在 web.xml 中通过<context-param>配置全局参数，包含<param-name>和<param-value>，通过 ServletContext 的 getInitParameter () 方法获取。
- 实现 Servlet 间数据共享：通过 setAttribute () 存储数据，通过 getAttribute () 获取数据，如实现站点访问次数统计功能。
- 读取资源文件的三种方法
  1. 通过 getRealPath ()：先获取资源的真实绝对路径，再通过 FileInputStream 读取文件。
  2. 通过 getResourceAsStream ()：直接传入资源虚拟路径（/ 代表项目根目录），获取输入流读取文件，适合读取 WEB-INF 下的资源。
  3. 通过类加载器：getClass ().getClassLoader ().getResourceAsStream ()，无需依赖 ServletContext，可读取 classpath 下的资源，无需指定 / WEB-INF/classes。

十一、Servlet 核心面试考点

单例的 Servlet（单例多线程）
- Servlet 是单例的，由 Tomcat 管理，仅创建一个实例，与手动编写的单例模式实现方式不同。
- 单个 Servlet 实例需同时处理多个客户端的请求，属于单例多线程模式。
- Servlet 是线程不安全的，解决方式为：不在 Servlet 中定义属性，或不定义可存储数据的属性；若使用同步机制保证线程安全，会降低执行效率。
Servlet 的生命周期（核心回答点）
- 初始化：Tomcat 创建 Servlet 实例后，调用 init () 方法完成初始化，仅执行一次。
- 处理请求：每次客户端发起请求，调用 service () 方法处理，可多次执行。
- 销毁：Tomcat 关闭时，调用 destroy () 方法终止 Servlet，仅执行一次。
- 回收：最终由 JVM 的垃圾回收器对 Servlet 实例进行垃圾回收。