文章目錄

• Servlet
• • 概述
  • 基本使用
  • 兩個重要對象
  • 請求轉發
  • 會話技術
  • • Cookie
    • Session
    • 對比小結
  • 其它相關對象
  • • ServletContext
    • ServletConfig
  • 過濾器
  • • 概述
    • 使用
    • 配置參數
    • 注意
    • 應用場景
  • 監聽器

Servlet

概述

狹義地說，Servlet就是定義在JavaEE規范中的一個接口，javax.servlet.Servlet，參見JavaEE的API文檔

package javax.servlet;import java.io.IOException;public interface Servlet {void init(ServletConfig config) throws ServletException;ServletConfig getServletConfig();void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException;String getServletInfo();void destroy(); }

Servlet接口定義的是一套處理網絡請求的規范。一個實現了Servlet接口的類（下面簡稱Servlet類），表明它是一個可以處理網絡請求的類。Servlet類需要實現Servlet接口中的5個方法，其中最主要的3個是：

• init()
• destroy()
• service()

它們分別定義了，一個Servlet類，

• 在初始化時需要干什么
• 在銷毀時需要干什么
• 在每次接收到請求時，要作何處理

實現了Servlet接口的類，就能處理網絡請求了嗎？

顯然沒這么簡單。

我們只知道，一個Servlet類在處理請求時，執行的是它的service()方法，但service()方法是由誰調用的，方法入參中的request和response對象又是怎么來的，這顯然不是Servlet類自己做的，而且Servlet中也沒有諸如監聽網絡端口等和網絡請求有關的操作。

所以，Servlet類要處理網絡請求，還需要依賴一個東西——Servlet容器。這個容器要負責監聽網絡端口，封裝網絡請求數據，管理眾多的Servlet類，進行請求的調度分發，返回響應數據等。最典型的Servlet容器就是Tomcat。

Servlet容器和Servlet類是如何協作處理一個HTTP請求的？

1. Servlet容器監聽網絡端口，接收到HTTP請求 2. 根據請求的url, 查找對應的Servlet類 3. 若對應的Servlet類不在容器中，則檢索并創建該Servlet實例，并初始化(調Servlet的init方法) 4. 容器構建該次請求的request和response對象, 調用對應Servlet的service方法，傳入這2個參數 5. Servlet類執行service方法, 對請求進行處理，并設置響應數據到response對象中 6. 容器取出response對象中的響應數據，封裝好HTTP響應報文，返回給客戶端

我們可以看到，在HTTP請求的整個處理過程中，干活兒最多的，其實是Servlet容器。Servlet容器把處理請求的整個流程，框架，都搭好了，只是在中間留了很小的一部分空間，給Servlet類。所以，Servlet類負責的，其實只是整個流程中很小的一環。

不過，這也是因為，在處理網絡請求時，諸如監聽網絡端口，封裝請求數據，響應請求數據，這些操作，都是共性的。也就是說，所有的處理網絡請求的程序，都必須有這些相同的步驟，而唯一不同的地方，只是在于對請求的業務處理。于是就把這些相同的地方抽取出來，做成了Servlet容器，不同的地方，交給各個Servlet類。這也體現了編程領域中，抽取共性，封裝變化的設計理念。試想，若沒有Servlet容器，則每開發一個網絡程序，都要自己完整實現一套處理網絡請求和響應的流程，那開發的門檻就太高了，開發量也很大，并且都是重復的工作。

廣義地講，Servlet是一套規范體系，不僅僅是javax.servlet.Servlet接口，而是javax.servlet包下定義的全部規范。主要包括了JavaWeb三大組件，Servlet，Filter，Listener，以及其他一系列相關的接口。

下面，對Servlet的規范體系進行非常簡要的歸納總結。

基本使用

構建一個最基本的web程序，只需要有Servlet類（實現了javax.servlet.Servlet接口的類）即可

在IDEA中新建一個JavaWeb項目

導入servlet-api.jar依賴

創建一個實現javax.servlet.Servlet接口的類

對該Servlet類進行配置（主要配置該Servlet對應的url），有2種配置方法

在web.xml中配置

使用注解@WebServlet進行配置

配置并部署Tomcat

Servlet配置參數：

• urlPattern：該Servlet處理的url
• initParams：name - value，鍵值對形式，可通過ServletConfig獲取
• loadOnStartup：值為一個整數。若是0或正數，容器啟動時就立刻加載Servlet，數字越小越先加載。若是負數，容器可自由選擇何時加載（一般會懶加載，即用到該Servlet時才加載）

Servlet生命周期：

• init()：容器加載Servlet實例，進行初始化時，調用執行Servlet的init()
• destroy()：容器銷毀Servlet實例時，調用執行Servlet的destroy()
• service()：容器將請求交由一個Servlet處理時，調用執行Servlet的service()

javax.servlet.Servlet只是最原始的接口規范，javax.servlet包下還定義了一些基本的抽象子類，如javax.servlet.GenericServlet，javax.servlet.http.HttpServlet，類的層次結構圖如下

由于構建的web應用幾乎都是基于HTTP協議的，我們創建一個Servlet時，通常只需要繼承HttpServlet，由于最常用的HTTP方法是GET和POST，通常我們只需要重寫doGet和doPost方法即可。本文下面的內容，默認基于HTTP協議。

兩個重要對象

在Servlet處理請求時，有兩個最重要的對象——request和response。前者封裝了HTTP請求數據，后者封裝了HTTP響應數據。這兩個對象分別是HttpServletRequest和HttpServletResponse類的實例。對于request，主要的操作是get，因為需要從其中獲取請求數據，對于response，主要的操作是set，因為需要往里面設置響應數據

它們中的常用方法下面列舉一二

HttpServletRequest：

• getRequestURL：獲取請求URL
• getMethod：獲取請求方法
• getParameter(String s)：獲取請求參數
• getHeader(String s)：獲取請求頭
• getInputStream() / getReader()：獲取請求體
• …

HttpServletResponse

• addHeader(String k, String v)：添加響應頭
• getOutputStream() / getWriter()：獲取輸出流，以便往響應體里寫入數據
• setStatus(int sc)：設置HTTP響應狀態碼
• sendRedirect(String s)：設置重定向
• …

請求轉發

當一個請求，在一個Servlet中不能完成處理，需要進行請求轉發時，有2種轉發方式

• 服務端轉發

  通過request.getRequestDispatcher("/xx").forward(request,response)

  轉發到能處理/xx這種url的Servlet。發生在服務端內部，本質相當于方法調用，只能轉發到服務端內部的資源。

• 客戶端轉發

  通過設置HTTP狀態碼為3xx（一般設置為302），并在HTTP響應頭添加Location指定重定向的url地址，瀏覽器收到3xx的HTTP響應，會自動重定向到Location頭部指定的url地址。實際發生了2次HTTP請求，可跳轉到任意url。可以調用response對象的sendRedirect方法完成。

會話技術

眾所周知，HTTP是無狀態的協議，即每組HTTP請求/響應，都是互相獨立的，HTTP協議本身不具備記憶能力。但有的場景需要在多次HTTP請求之間維護一些狀態信息，此時，就輪到會話技術登場了。根據狀態信息是保存在服務端，還是客戶端，會話技術分為了2種：Cookie和Session

Cookie

cookie是HTTP協議的擴展標準。本質就是一個簡單的k-v鍵值對。當瀏覽器收到的響應報文中，包含了Set-Cookie頭部時，會將該頭部中的k-v鍵值對，保存在瀏覽器端（默認保存在瀏覽器內存，在瀏覽器關閉后失效），下次再發起請求時，會自動添加Cookie頭部，攜帶先前保存下來的k-v鍵值對。

在Servlet中，通過response對象來向瀏覽器發送一個cookie，具體操作如下

Cookie cookie = new Cookie("userId","123"); response.addCookie(cookie);

HTTP響應報文如下（簡化）

HTTP/1.1 200 OK Set-Cookie: userId=123

下次請求時的HTTP請求報文如下（簡化）

GET / HTTP/1.1 Host: www.baidu.com Cookie: userId=123

在Servlet中，通過request對象獲取請求中攜帶的cookie，具體操作如下

Cookie[] cookies = request.getCookies(); // 獲取請求攜帶的全部Cookie for(Cookie c : cookies) {String name = c.getName();String value = c.getValue(); }

k-v鍵值對，是cookie最基本的信息。除此之外，cookie還可以設置以下屬性

• domain：設置允許攜帶cookie的域
• path：設置允許攜帶cookie的資源路徑
• maxAge：設置cookie最大存活時間，單位秒（若不設置，cookie默認在瀏覽器關閉時失效）
• httpOnly：設為true，可避免JS腳本竊取cookie
• secure：設為true，則只有使用HTTPS等安全的協議時，才攜帶Cookie

另：Cookie，翻譯過來是小餅干的意思，這樣的命名也意味著，它只能保存少量的信息（簡單的k-v鍵值對），且瀏覽器一般對cookie的大小，數量等都有所限制，而由于將信息保存在了瀏覽器端，也就意味著信息容易遭到竊取或篡改，不夠安全。

于是，將信息保存在服務端的Session技術，輪到它登場了。

Session

session是依賴于cookie的。它的大概原理是：一次請求到來，服務器端在處理請求時，生成一個session對象（保存在服務端的內存中），以及一個對應的sessionId。當服務端處理完畢，返回響應時，在HTTP響應報文添加這樣的頭部Set-Cookie:JSESSIONID=123。瀏覽器端保存下這個name為JSESSIONID的cookie，在下次請求時，攜帶這個cookie。服務端根據JSESSIONID，找到自己內存中對應的session對象，這樣，即可在多個HTTP請求之間共享數據。在tomcat的配置中，session的默認有效時間為30分鐘。session對象中也可以添加k-v鍵值對，但值不僅僅是字符串，還可以是任意的Object對象，這就比cookie能攜帶的信息要大得多了。且session對象的大小，理論上只會受到服務器內存大小的限制。且由于存在服務端，安全性相對就高了許多。

在Servlet中，一個session對象是一個HttpSession類的實例，通過request對象來生成或獲取一個session對象，如下

// 1. 若此次請求中沒有攜帶name為JSESSIONID的cookie, 則getSession會新創建一個session對象 // 并把對應的id添加到響應頭 // 2. 若此次請求中有攜帶name為JSESSIONID的cookie, 則getSession會根據這個id的值 // 從內存中找到該id對應的session對象 HttpSession session = request.getSession();

session對象中常用的方法：

• setAttribute(String s, Object o)：往session對象中添加一組鍵值對數據
• getAttribue(String s)
• setMaxInactiveInterval(int i)：設置session對象最大有效時長，單位秒。（負數表示永不失效）
• invalidate()：使該session對象失效

另：

由于session對象是保存在服務端內存，當服務器關閉時，內存中的數據就沒了。所以session還有鈍化和活化處理。這種處理在tomcat中是默認開啟的。當session未失效，且服務器正常關閉時，內存中的session對象，會被序列化，存儲到磁盤，文件名為SESSIONS.ser（這叫鈍化）。下次服務器啟動時，會自動讀取并刪除這個SESSIONS.ser，將session對象的數據從磁盤加載到內存（這叫活化）。由于session對象中可以保存任意Object對象，若要成功支持session鈍化活化，則保存在session中的數據，都需要可序列化（實現Serializable接口）

由于name為JSESSIONID的cookie，是自動設置到響應中的，所以這個cookie遵循默認的配置，在瀏覽器關閉后就會失效。若需要在瀏覽器關閉后不失效，則手動設置一個name為JSESSIONID的cookie，并設置其maxAge

對比小結

CookieSession

數據存儲位置	客戶端（瀏覽器端）	服務端
限制	少量數據，簡單的字符串鍵值對	可存很多數據，任意Object類型
有效性	默認在瀏覽器關閉后失效	默認有效時長30分鐘（tomcat中）
安全性	低	高

其它相關對象

上面的會話技術，是在同一用戶的多次請求之間進行數據共享。若要在整個web應用中共享數據，則可以通過ServletContext對象實現。

ServletContext

一個Web應用，對應一個ServletContext對象，根據命名也能看出，這是整個web應用的上下文環境。這個對象中的常用方法，下面列舉一二

• setAttribue(String s, Object o)：添加一組鍵值對數據
• getAttribe(String s)
• getInitParameter(String s)：獲取web應用的全局初始化參數（web.xml中的<context-param>標簽）
• …

小應用：統計網站訪問量。每收到一個請求，就對ServletContext中的一個屬性進行累加操作

ServletConfig

ServletConfig對象用于向Servlet傳遞一些參數，以便在Servlet初始化時使用。它主要包含了如下方法

• getServletContext()：獲取web應用全局上下文
• getInitParameter(String s)：獲取Servlet初始化參數（web.xml中的<init-param>標簽，也可通過@WebInitParam注解進行設置）

過濾器

概述

Servlet，Filter，Listener并稱JavaWeb三大組件。

其中的Filter，指的就是javax.servlet.Filter接口。它可以在請求被處理（請求的資源可以是Servlet，也可以是HTML等靜態資源）的之前，之后，進行一些額外的操作。

它的工作流程如下圖所示

過濾器可以配置不止一個，當有多個過濾器時，它們就形成了一個鏈，如下圖

與Servlet的生命周期類似，Filter也有如下3個方法

• init()：過濾器被創建時，該方法被調用
• destroy()：過濾器被銷毀時，該方法被調用
• doFilter()：過濾器對請求/響應進行過濾處理時，該方法被調用

Filter相關的一共有3個類

• javax.servlet.Filter：核心接口
• javax.servlet.FilterConfig：過濾器配置接口，可以通過該接口給過濾器傳遞一些初始化參數
• javax.servlet.FilterChain：過濾器鏈接口

使用

創建一個過濾器的步驟如下

新建一個類，實現javax.servlet.Filter接口

重寫init()，destroy()，doFilter()方法

配置過濾器

• xml方式：web.xml

  <filter><filter-name>myFilter</filter-name><filter-class>filter.LogFilter</filter-class></filter><filter-mapping><filter-name>myFilter</filter-name><url-pattern>/*</url-pattern></filter-mapping>

• 注解方式：@WebFilter

  @WebFilter(servletNames = {"ElServlet"}) public class LogFilter implements Filter {// 代碼略 }

配置參數

只需要配置過濾器在何時起作用即可，可以指定其urlPattern，對滿足某一格式的url進行攔截；也可以指定servletNames，對指定的Servlet進行攔截（二者選其一即可）

• urlPattern

• servletNames

如下

@WebFilter(servletNames = {"ElServlet"}) public class LogFilter implements Filter {// 代碼略 } @WebFilter(urlPatterns = "/*") public class LogFilter implements Filter {// 代碼略 }

注意

由于攔截某一請求的過濾器，可能有多個，這就形成一條過濾器鏈，當一個過濾器處理完畢后，應該調用鏈上的下一個過濾器，或者直接進入到資源處理（當該過濾器是鏈中的最后一個時）。

所以，在某個過濾器的doFilter()方法中，完成了處理后，應該調用FilterChain的doFilter()方法，將請求/響應在過濾器鏈上傳遞下去（若不調用，則請求不會到達最終的web資源）。在調用FilterChain的doFilter()方法之前，請求還未被處理，在其后，請求已完成處理。這就對應了先前說的，Filter可以在請求被處理的之前，之后，進行一些額外的操作。

@WebFilter(urlPatterns = "/*") public class LogFilter implements Filter {public void destroy() {}public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse resp, FilterChain chain) throws ServletException, IOException {System.out.println("before servlet");chain.doFilter(req, resp);System.out.println("after servlet");}public void init(FilterConfig config) throws ServletException {} }

應用場景

Filter的常見應用場景列舉如下

• 進行日志記錄（記錄被調用的接口，請求參數，以便進行問題排查，數據統計等工作）

• 統一設置編碼格式（如處理中文亂碼問題等）

• 過濾敏感詞匯

• 數據壓縮

• 數據加密

• 身份認證

監聽器

JavaWeb三大組件的最后一個，Listener。

用于監聽一些重要事件的發生。以便在事件發生時，能夠做一些額外操作。

Servlet API中針對如下對象，提供了對應的監聽器接口

• ServletContext對象

  ServletContextListener，ServletContextAttributeListener

• HttpSession對象

  HttpSessionListener，HttpSessionAttributeListener，HttpSessionIdListener

• ServletRequest對象

  ServletRequestListener，ServletRequestAttributeListener

比如，可以監聽HttpSession對象的創建和銷毀，來實現一個網站在線人數統計的功能（若用戶請求的是一個JSP頁面，JSP頁面在默認情況下，會為每一個新的請求創建一個session對象，這是下面進行人數統計的基礎，這個默認行為，可以通過JSP指令<%@ page session="false" %>來取消）

import javax.servlet.ServletContext; import javax.servlet.annotation.WebListener; import javax.servlet.http.HttpSession; import javax.servlet.http.HttpSessionEvent; import javax.servlet.http.HttpSessionListener; import java.time.LocalDateTime;/*** 統計網線在線人數* Session創建, 就全局人數+1, Session銷毀, 就全局人數-1* **/ @WebListener // 加上注解后，就不必在web.xml中進行配置 public class OnLineCounter implements HttpSessionListener {private final String COUNT = "count";@Overridepublic void sessionCreated(HttpSessionEvent httpSessionEvent) {HttpSession session = httpSessionEvent.getSession();System.out.println(LocalDateTime.now() + ", 新來了一個人, id = " + session.getId());ServletContext servletContext = session.getServletContext();Object o = servletContext.getAttribute(COUNT);int count = o == null ? 0 : (int) o;servletContext.setAttribute(COUNT, ++count);}@Overridepublic void sessionDestroyed(HttpSessionEvent httpSessionEvent) {HttpSession session = httpSessionEvent.getSession();System.out.println(LocalDateTime.now() + ", 走了一個人, id = " + session.getId());ServletContext servletContext = session.getServletContext();int count = (int) servletContext.getAttribute(COUNT);servletContext.setAttribute(COUNT, --count);} }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的重学JavaWeb —— Servlet，简单全面一发入魂的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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