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

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）

        <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：

        <modules>
        <module>servlet-01</module>
    </modules>

    子项目的pom.xml中会有：

        <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）

      public class HelloServlet extends HttpServlet

      进入HttpServlet的源码发现：

      public abstract class HttpServlet extends GenericServlet

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

      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：

          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：

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

      在HttpServlet才最终实现了它：

          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

      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：

        <!--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：

    在这里插入图片描述

    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

<!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：

    @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：

在这里插入图片描述

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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