JavaWeb三大组件之Servlet学习

一灰灰blog

发布于 2018-02-06 16:43:44

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发布于 2018-02-06 16:43:44

文章被收录于专栏：小灰灰

JavaWeb三大组件之Servlet学习

平时直接用springmvc较多，都没怎么接触底层的Servlet，导致对一些基本的知识点了解都不够，所以今天专门的抽出时间来学习一下

带着问题出发，看下可以怎么玩

如何自定义一个Servlet
自定义的Serlvet如何工作
servlet的优先顺序怎么判定
servlet匹配是怎样的 (url-mapping...）
如何获取参数（get请求参数，post请求参数，上传文件）
如何返回数据（返回页面，返回文件，返回二进制）
请求头和返回头的设置

I. 基本知识点

1. 什么是Servlet

Servlet是JavaWeb的三大组件之一，它属于动态资源。Servlet的作用是处理请求，服务器会把接收到的请求交给Servlet来处理，在Servlet中通常需要：

接受请求
处理请求
完成响应

2. 怎么玩Servlet

一般来讲，创建一个自定义的Servlet有两个步骤，在web.xml中配置serverlt的声明；实现Servlet接口，实现自定义的Servlet逻辑

一个简单的case如下

web.xml中，添加配置

<servlet>
    <servlet-name>doc-servlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.yihui.study.DocServlet</servlet-class>
    <load-on-startup>0</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>doc-servlet</servlet-name>
    <url-pattern>/study/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

实现自定义Servlet

public class DocServlet extends HttpServlet {

    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        resp.setCharacterEncoding("utf-8");
        PrintWriter writer = resp.getWriter();
        writer.append("这是一个自定义servlet")
                .append("emoj?==").flush();
        System.out.println("hereher!!!!");
    }
}

上面这个Servlet，实现了拦截 /study 下的所有请求，然后返回一段文本，上面作为演示，具体的展开下面说明

3. Servlet接口说明

上面是直接继承了HttpServlet，可能没法完全的暴露一个Servlet的具体接口有哪些，以及它的生命周期是怎样的，接下来则直接针对源头进行说明

public interface Servlet {
    // 初始化
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException;
    
    // 获取配置信息
    public ServletConfig getServletConfig();
    
    // 处理请求
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
	throws ServletException, IOException;
	
	  // Returns information about the servlet, such as author, version, and copyright
    public String getServletInfo();
    
    // 销毁
    public void destroy();
}

五个方法，从命名也可以看出对应的生命周期

首先是创建： init() 方法被创建
创建完毕之后，请求来了，分给 service方法，执行对应的业务逻辑
最后不想玩了，就销毁掉，此时触发 destroy方法

说明

在Servlet被创建后，服务器会马上调用Servlet的void init(ServletConfig)方法。请记住， Servlet出生后马上就会调用init()方法，我们可以把一些对Servlet的初始化工作放到init方法中，今后所有分配到这个Servlet的请求，都是公用这个Servlet的

4. ServletConfig

init()方法的参数

ServletConfig对象对应web.xml文件中的元素。例如你想获取当前Servlet在web.xml文件中的配置名，那么可以使用servletConfig.getServletName()方法获取

String getServletName()：获取Servlet在web.xml文件中的配置名称，即指定的名称； 
ServletContext getServletContext()：用来获取ServletContext对象，ServletContext会在后面讲解； 
String getInitParameter(String name)：用来获取在web.xml中配置的初始化参数，通过参数名来获取参数值； 
Enumeration getInitParameterNames()：用来获取在web.xml中配置的所有初始化参数名称；

5. ServletRequest

请求对象，可以从其中获取请求数据，请求头等

内部提供的方法挺多，通常我们最关心的有:

获取参数: javax.servlet.ServletRequest#getParameter
获取头 : javax.servlet.http.HttpServletRequest#getHeader
获取cookie: javax.servlet.http.HttpServletRequest#getCookies
获取请求 : javax.servlet.http.HttpServletRequest#getRequestURI
...

还有一个比较重要的就是指定字符编码，如我们通常要求提交的参数满足utf8编码，这时就可以如下设置

// javax.servlet.ServletRequest#setCharacterEncoding
request.setCharacterEncoding("utf-8");

如我们最常用的一个spring的fitler，关键代码如下

// org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter#doFilterInternal
// 
@Override
protected void doFilterInternal(
		HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)
		throws ServletException, IOException {

	if (this.encoding != null && (this.forceEncoding || request.getCharacterEncoding() == null)) {
		request.setCharacterEncoding(this.encoding);
		if (this.forceEncoding) {
			response.setCharacterEncoding(this.encoding);
		}
	}
	filterChain.doFilter(request, response);
}

6. ServletResponse

返回对象，返回响应给调用方的结构，设置返回头

返回数据给调用方，主要就是利用这个东西了，内部提供的方法也不少，我们主要关心的其实也并不太多

设置返回头：javax.servlet.http.HttpServletResponse#setHeader
添加cookie: javax.servlet.http.HttpServletResponse#addCookie
重定向 : javax.servlet.http.HttpServletResponse#sendRedirect
异常 : javax.servlet.http.HttpServletResponse#sendError
设置ContentType: javax.servlet.ServletResponse#setContentType
设置返回流: javax.servlet.ServletResponse#getOutputStream, javax.servlet.ServletResponse#getWriter
设置编码: javax.servlet.ServletResponse#setCharacterEncoding

II. 进阶

1. web.xml中配置

这个配置，主要针对 Servlet 的顺序指定，URL匹配这两个问题，所以有必要研究下这个配置中的说明

通常web.xml的配置，下面两个是必须的

<!-- servlet的配置 -->
<servlet>
    <!-- servlet的内部名称，自定义。尽量有意义 -->
    <servlet-name>ServletDemo</servlet-name>
    <!-- servlet的类全名： 包名+简单类名 -->
    <servlet-class>com.xxx.ServletDemo</servlet-class>
</servlet>
<!-- servlet的映射配置 -->
<servlet-mapping>
    <!-- servlet的内部名称，一定要和上面的内部名称保持一致！！ -->
    <servlet-name>ServletDemo</servlet-name>
    <!-- servlet的映射路径（访问servlet的名称） -->
    <url-pattern>/servlet</url-pattern>
</servlet-mapping>

其中 servlet-mapping 指定映射的路径，满足条件的会匹配对应的Servlet，匹配规则有以下几个定义

必须 / 开头
/servlet 表示精确匹配
- http://localhost:8088/servlet 匹配
- http://localhost:8088/servlets 不匹配
- http://localhost:8088/servlet/123 不匹配
/servlet/* 表示目录匹配，所有servlet路径开头的都可以匹配
- http://localhost:8088/servlet 匹配
- http://localhost:8088/servlet/123 匹配
- http://localhost:8088/servlet/123/123 匹配
- http://localhost:8088/servlets 不匹配
/*.do 表示扩展名匹配，所有以 .do 结尾的匹配

既然这个url匹配支持模糊匹配，那么问题来了，如果两个servlet都匹配了这个path路径，那么到底是哪个处理呢？

注意到前面有个配置参数：load-on-startup

当值为0或者大于0时，表示容器在应用启动时就加载这个servlet；
当是一个负数时或者没有指定时，则指示容器在该servlet被选择时才加载
正数的值越小，启动该servlet的优先级越高

注意这个参数是加载顺序，而不是最终的匹配顺序

那么匹配顺序的优先级是：

精确路径匹配
- 比如servletA 的url-pattern为 /test，servletB的url-pattern为 /* ，这个时候，如果我访问的url为http://localhost/test ，这个时候容器就会先进行精确路径匹配，发现/test正好被servletA精确匹配，那么就去调用servletA，也不会去理会其他的servlet了
最长路径匹配
- servletA的url-pattern为/test/，而servletB的url-pattern为/test/a/，此时访问http://localhost/test/a时，容器会选择路径最长的servlet来匹配，也就是这里的servletB
扩展匹配，如果url最后一段包含扩展，容器将会根据扩展选择合适的servlet
如果前面三条规则都没有找到一个servlet，容器会根据url选择对应的请求资源，即匹配defaultServlet

2. 参数获取

参数获取，则主要区分get请求参数，post提交表单，上传的文件了

a. 通过 getQueryString

这种获取参数的方式，只能获取url上面的参数，无法获取到post的表单内容

String str = req.getQueryString();

b. 通过 getParameter

// 返回所有的请求参数
javax.servlet.ServletRequest#getParameterMap

这种使用姿势，和我们在SpringMVC中常见的基本一致

c. 通过 getInputStream

获取请求流，一般的使用姿势如下

InputStream stream = req.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[stream.available()];
stream.read(bytes);
String str = new String(bytes);

然后就需要自己对上面的请求参数进行处理了；两厢对比，常规的获取方法，直接使用 getParameter方式更加优雅

注意

通过getInputStream方式获取了请求数据之后，再通过 getParameter获取不到参数的，也好理解，请求的流，被你读取之后，其他的地方就无法获取流中的数据了

d. 获取上传的文件

从请求参数中获取上传的文件，网上随意搜索了一下，发现大部分都使用apache的fileupload包，其实处理的依然是inputstream这个请求流，只是逻辑比较复杂，粗略的翻看了一下源码，发现这一块还挺有意思的，准备单独的深入看一下

3. 数据返回

返回数据，前面介绍HttpServletResponse的时候，就给出了两个方法

a. getWriter

public PrintWriter getWriter() throws IOException;

b. getOutputStream

public ServletOutputStream getOutputStream() throws IOException;

下面简单说一下上面的区别

PrintWriter	ServletOutputStream
字符流返回	字节流返回
需要字符编码	字节流直接返回（返回文件就很占优势了）

说明

上面两种方式互斥，只能使用其中一种case
Servlet程序向ServletOutputStream或PrintWriter对象中写入的数据将被Servlet引擎获取，Servlet引擎将这些数据当作响应消息的正文，然后再与响应状态行和各响应头组合后输出到客户端
Serlvet的service方法结束后，Servlet引擎将检查getWriter或getOutputStream方法返回的输出流对象是否已经调用过close方法，如果没有，Servlet引擎将调用close方法关闭该输出流对象

4. 返回头设置

常见的请求头和返回头设置，对于servlet而言也是比较常见的，一般常见的几个设置

是否缓存，缓存时间
设置cookie
设置 corss-origin 相关，以支持跨域
设置 content-type ...

而实际的使用也比较简单了，如下即可

# javax.servlet.http.HttpServletResponse#addHeader
response.addHeader("Content-Type", "text/html; charset=UTF-8");

III. 实例测试

创建一个自定义的嗯Servlet，然后拦截所有 /study 下面的请求

public class DocServlet extends HttpServlet {

    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        resp.setCharacterEncoding("utf-8");
        PrintWriter writer = resp.getWriter();
        writer.append("这是一个自定义servlet")
                .append("emoj?==").flush();
        System.out.println("hereher!!!!");
    }

    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) throws IOException {
        Map map = req.getParameterMap();
        System.out.println("arg: " + map);
        res.getWriter().append("success").flush();
    }
}

对应的xml配置如下

 <servlet>
    <servlet-name>doc-servlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.yihui.study.DocServlet</servlet-class>
    <load-on-startup>2</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>doc-servlet</servlet-name>
    <url-pattern>/study/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

实测演示：