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Servlet详解(Servlet源码)

2024/12/23 16:04:58 来源:https://blog.csdn.net/Fireworkit/article/details/140803967  浏览:    关键词:Servlet详解(Servlet源码)

Servlet

Servlet是运行在Web服务器或应用服务器上的小程序,它作为来自Web浏览器或其他HTTP客户端的请求和HTTP服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。Servlet能够接收来自客户端的基于HTTP协议的请求,并且对请求进行响应。
Servlet是用来处理客户端请求并产生动态网页内容的Java类。
通常Servlet特指HttpServlet,用来接受浏览器的访问请求,浏览器最常用的请求为GET和POST方式,还有其它五种,而HttpServlet分别有七个方法(PUT、DELETE、HEADER、TRACE、OPTION)处理这些类型的请求,另有一个是J2EE不支持的,是CONNECT。Servlet是J2EE规范中的重要成员,是构成WEB的重要组件
Servlet是JavaEE规范中的技术之一,是Java开发中最重要的动态资源之一。

Servlet生命周期

Servlet有良好的生存期的定义,包括加载和实例化、初始化、处理请求以及服务结束。这个生存期由javax.servlet.Servlet接口的init,service和destroy方法表达。 Servlet被服务器实例化后,容器运行其init方法,请求到达时运行其service方法,service方法自动派遣运行与请求对应的doGet,doPost等,当服务器决定将实例销毁的时候调用其destroy方法。

Servlet的执行流程

客户端发起请求:客户端(如浏览器)向服务端发起HTTP请求。
服务器解析请求:Tomcat服务器通过解析请求地址(URL),找到对应的web应用,并解析出客户端想访问的web资源。
加载Servlet:如果发现Servlet是第一次访问,服务器就会加载Servlet,创建Servlet对象。
初始化:调用Servlet的init()方法,进行初始化操作。默认情况下,Servlet对象会在第一次被访问的时候初始化,对应的init()方法得到执行,并且只会执行一次。
处理请求:调用Servlet的service()方法处理客户端的请求。每当有一次来自客户端的请求,Tomcat服务器会开启一个新的线程调用service()方法。
响应请求:service()方法执行完后,服务器会响应数据给客户端浏览器。
销毁:当服务器正常关闭时,Servlet对象会被销毁,对应的destroy()方法执行,并且只会执行一次。

Servlet的创建方式

Servlet的创建主要有三种方式:
实现Servlet接口:通过实现Servlet接口,实现所有抽象方法。这种方式支持最大程度的自定义,但通常不推荐,因为需要实现的方法较多。
继承GenericServlet抽象类:GenericServlet实现了Servlet接口,但必须与协议无关。继承此类后,需要重写service()方法,其他方法可以选择重写。这种方式让开发Servlet变得简单,但和HTTP协议无关。
继承HttpServlet抽象类:HttpServlet继承自GenericServlet,并基于HTTP协议进行了封装。继承此类后,需要重写doGet()和doPost()等方法。这种方式表示请求和响应都要和HTTP相关,是最常用的方式。

Servlet的配置方式

Servlet的配置主要有两种方式:
web.xml文件配置:在web应用的web.xml文件中配置Servlet的映射关系。
注解配置:使用@WebServlet注解直接在Servlet类上进行配置,这种方式简化了配置过程,是现代开发中的主流方式。

Servlet的生命周期

Servlet的生命周期从创建开始,直到销毁结束。主要包括以下几个阶段:
加载和实例化:当Servlet容器启动时,或者在请求到达时Servlet容器首次调用Servlet的service()方法时,Servlet容器会加载并实例化Servlet。
初始化:容器调用Servlet的init()方法进行初始化。
请求处理:对于到达的客户端请求,Servlet容器会创建代表请求的HttpServletRequest对象和代表响应的HttpServletResponse对象,然后调用Servlet的service()方法。service()方法会根据请求的方式(GET、POST等)调用相应的doXXX()方法(如doGet()、doPost())。
销毁:当Servlet容器关闭或Web应用被卸载时,Servlet容器会调用Servlet的destroy()方法进行销毁。

Servlet的用途

Servlet主要用于处理客户端的请求,生成动态网页内容,并与后端的数据库或其他应用进行交互。它可以读取客户端发送的显式数据(如HTML表单数据)和隐式数据(如cookies、媒体类型等),处理这些数据,并生成响应发送给客户端。Servlet还可以与Java类库的其他部分进行交互,如通过sockets和RMI机制与applets、数据库或其他软件进行通信。

Servlet的线程安全问题

由于Servlet采用的是单例模式(即Servlet对象从始至终都只会创建一次),而一个浏览器就代表一个线程,多个浏览器就是多线程。因此,当存在成员变量时,多个线程并发访问此变量就容易出现线程安全问题。解决线程安全问题的方案包括:
改变共享属性:将成员变量变成局部变量。
改变可变属性:用final修饰成员变量,使其成为常量。
使用同步锁:虽然可以解决线程安全问题,但会降低Servlet的性能,因此通常不推荐在Servlet中使用同步锁。
实现SingleThreadModel接口:虽然可以让Servlet引擎以单线程模式调用service()方法,但这种方式并不推荐,因为它会降低Servlet的并发处理能力。
综上所述,Servlet是Java Web开发中非常重要的技术之一,它通过处理HTTP请求和响应,实现了Web应用的前后端交互。在使用Servlet时,需要注意其生命周期、配置方式、线程安全问题等方面。

Servlet 源码

Servlet 是 Java EE 中处理服务器端请求和响应的核心组件。通过 Servlet 接口、GenericServlet 类和 HttpServlet 类,我们可以实现各种功能的Servlet应用。HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 接口提供了丰富的方法来处理HTTP请求和生成响应。理解这些类和接口的源码和工作原理,有助于开发高效的Web应用程序。
1. Servlet 接口
Servlet 接口是所有 Servlet 的父接口,定义了 Servlet 的生命周期方法:
init(ServletConfig config): 初始化 Servlet 方法。在 Servlet 被实例化后调用一次,用于进行资源初始化。
service(ServletRequest req, ServletResponse res): 处理请求和生成响应的方法。每个请求都会调用该方法。
destroy(): 销毁 Servlet 方法。在服务器卸载 Servlet 时调用,用于进行资源清理。
getServletConfig(): 返回 Servlet 的配置信息。
getServletInfo(): 返回 Servlet 的基本信息,如作者、版本等。

public interface Servlet {void init(ServletConfig config) throws ServletException;ServletConfig getServletConfig();void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException;String getServletInfo();void destroy();
}

2. GenericServlet 类
GenericServlet 类实现了 Servlet 接口,并简化了实现过程。开发者只需要实现 service 方法。

public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, Serializable {private transient ServletConfig config;public void init(ServletConfig config) throws ServletException {this.config = config;this.init();}public void init() throws ServletException {}public ServletConfig getServletConfig() {return this.config;}public abstract void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;public String getServletInfo() {return "";}public void destroy() {}
}

3. HttpServlet 类
HttpServlet 类继承了 GenericServlet 类,专门用于处理 HTTP 请求。它定义了多个方法来处理不同的 HTTP 方法(如 GET、POST、PUT、DELETE 等)。

public abstract class HttpServlet extends GenericServlet {protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {resp.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, "Method GET is not supported by this URL");}protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {resp.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, "Method POST is not supported by this URL");}protected void doPut(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {resp.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, "Method PUT is not supported by this URL");}protected void doDelete(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {resp.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, "Method DELETE is not supported by this URL");}protected void doOptions(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {resp.setHeader("Allow", "GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, OPTIONS");}protected void doTrace(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {resp.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, "Method TRACE is not supported by this URL");}protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {String method = req.getMethod();if (method.equals("GET")) {this.doGet(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 {resp.sendError(HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED, "Method " + method + " is not supported by this URL");}}protected long getLastModified(HttpServletRequest req) {return -1L;}
}

4. HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 接口
HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 是两个用于处理 HTTP 请求和响应的接口。
HttpServletRequest:
获取请求参数、头信息、路径信息、会话信息等。
常用方法:getParameter(), getHeader(), getSession(), getMethod(), getRequestURI() 等。

public interface HttpServletRequest extends ServletRequest {String getAuthType();Cookie[] getCookies();long getDateHeader(String name);String getHeader(String name);Enumeration<String> getHeaders(String name);Enumeration<String> getHeaderNames();int getIntHeader(String name);String getMethod();String getPathInfo();String getPathTranslated();String getContextPath();String getQueryString();String getRemoteUser();boolean isUserInRole(String role);Principal getUserPrincipal();String getRequestedSessionId();String getRequestURI();StringBuffer getRequestURL();String getServletPath();HttpSession getSession(boolean create);HttpSession getSession();String changeSessionId();boolean isRequestedSessionIdValid();boolean isRequestedSessionIdFromCookie();boolean isRequestedSessionIdFromURL();boolean isRequestedSessionIdFromUrl();boolean authenticate(HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException;void login(String username, String password) throws ServletException;void logout() throws ServletException;Collection<Part> getParts() throws IOException, ServletException;Part getPart(String name) throws IOException, ServletException;<T extends HttpUpgradeHandler> T upgrade(Class<T> handlerClass) throws IOException, ServletException;
}

HttpServletResponse:
设置响应状态码、头信息、内容类型,写出响应内容等。
常用方法:setStatus(), setHeader(), setContentType(), getWriter(), getOutputStream() 等。

public interface HttpServletResponse extends ServletResponse {void addCookie(Cookie cookie);boolean containsHeader(String name);String encodeURL(String url);**加粗样式**String encodeRedirectURL(String url);String encodeUrl(String url);String encodeRedirectUrl(String url);void sendError(int sc, String msg) throws IOException;void sendError(int sc) throws IOException;void sendRedirect(String location) throws IOException;void setDateHeader(String name, long date);void addDateHeader(String name, long date);void setHeader(String name, String value);void addHeader(String name, String value);void setIntHeader(String name, int value);void addIntHeader(String name, int value);void setStatus(int sc);void setStatus(int sc, String sm);int getStatus();String getHeader(String name);Collection<String> getHeaders(String name);Collection<String> getHeaderNames();void setContentType(String type);
}

5. 示例:自定义Servlet
以下是一个简单的自定义Servlet示例:

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;@WebServlet("/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {@Overrideprotected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {resp.setContentType("text/html");PrintWriter out = resp.getWriter();out.println("<html><body>");out.println("<h1>Hello, Servlet!</h1>");out.println("</body></html>");}
}

在这个示例中,我们创建了一个简单的Servlet,处理GET请求并返回一个HTML页面。

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