JavaWeb——Servlet（全網(wǎng)最詳細(xì)教程）
時(shí)間：2023-08-29 07:30:01 | 來源：網(wǎng)站運(yùn)營
時(shí)間：2023-08-29 07:30:01 來源：網(wǎng)站運(yùn)營
JavaWeb——Servlet（全網(wǎng)最詳細(xì)教程）：
Servlet 是 Server Applet 的簡稱，譯為“服務(wù)器端小程序”。
Servlet 是 Java 的一套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了如何使用 Java 來開發(fā)動(dòng)態(tài)網(wǎng)站。
換句話說，Java 可以用來開發(fā)網(wǎng)站后臺(tái)，但是要提前定義好一套規(guī)范，并編寫基礎(chǔ)類庫，這就是 Servlet 所做的事情。
Java Servlet 可以使用所有的 Java API，Java 能做的事情，Servlet 都能做。
Servlet只是古老的CGI技術(shù)的替代品，直接使用Servle開發(fā)還是很麻煩，所以Java后來又對Servlet 進(jìn)行了升級(jí)，推出了 JSP 技術(shù)。JSP 只是對 Servlet 加了一層殼，JSP 經(jīng)過編譯后還是 Servlet。
Servlet是什么?
Java Servlet 是運(yùn)行在 Web 服務(wù)器或應(yīng)用服務(wù)器上的程序，它是作為來自 Web 瀏覽器或其他 HTTP 客戶端的請求和 HTTP 服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫或應(yīng)用程序之間的中間層。
使用 Servlet，您可以收集來自網(wǎng)頁表單的用戶輸入，呈現(xiàn)來自數(shù)據(jù)庫或者其他源的記錄，還可以動(dòng)態(tài)創(chuàng)建網(wǎng)頁。
Java Servlet 通常情況下與使用 CGI(Common Gateway Interface，公共網(wǎng)關(guān)接口)實(shí)現(xiàn)的程序可以達(dá)到異曲同工的效果。但是相比于 CGI，Servlet 有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：
? 性能明顯更好。
? Servlet 在 Web 服務(wù)器的地址空間內(nèi)執(zhí)行。這樣它就沒有必要再創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)程來處理每個(gè)客戶端請求。
? Servlet 是獨(dú)立于平臺(tái)的，因?yàn)樗鼈兪怯?Java 編寫的。
? 服務(wù)器上的 Java 安全管理器執(zhí)行了一系列限制，以保護(hù)服務(wù)器計(jì)算機(jī)上的資源。因此，Servlet 是可信的。
? Java 類庫的全部功能對 Servlet 來說都是可用的。它可以通過 sockets 和 RMI 機(jī)制與 applets、數(shù)據(jù)庫或其他軟件進(jìn)行交互。
Servlet 架構(gòu)
下圖顯示了 Servlet 在 Web 應(yīng)用程序中的位置。
Servlet實(shí)現(xiàn)過程
最早支持 Servlet 技術(shù)的是 JavaSoft 的 Java Web Server。此后，一些其它的基于 Java 的 Web Server 開始支持標(biāo)準(zhǔn)的 Servlet API。Servlet 的主要功能在于交互式地瀏覽和修改數(shù)據(jù)，生成動(dòng)態(tài) Web 內(nèi)容。這個(gè)過程為：
? 客戶端發(fā)送請求至服務(wù)器端；
? 服務(wù)器將請求信息發(fā)送至 Servlet；
? Servlet 生成響應(yīng)內(nèi)容并將其傳給服務(wù)器。響應(yīng)內(nèi)容動(dòng)態(tài)生成，通常取決于客戶端的請求；
? 服務(wù)器將響應(yīng)返回給客戶端。
? Servlet 看起來像是通常的 Java 程序。Servlet 導(dǎo)入特定的屬于 Java Servlet API 的包。因?yàn)槭菍ο笞止?jié)碼，可動(dòng)態(tài)地從網(wǎng)絡(luò)加載，可以說 Servlet 對 Server 就如同 Applet對 Client 一樣，但是，由于 Servlet 運(yùn)行于 Server 中，它們并不需要一個(gè)圖形用戶界面。從這個(gè)角度講，Servlet 也被稱為 FacelessObject。
? 一個(gè) Servlet 就是 Java 編程語言中的一個(gè)類，它被用來擴(kuò)展服務(wù)器的性能，服務(wù)器上駐留著可以通過“請求-響應(yīng)”編程模型來訪問的應(yīng)用程序。雖然 Servlet 可以對任何類型的請求產(chǎn)生響應(yīng)，但通常只用來擴(kuò)展 Web 服務(wù)器的應(yīng)用程序。
Servlet命名
Servlet 的命名可以看出 sun 命名的特點(diǎn)，如 Applet 表示小應(yīng)用程序；Scriptlet = Script + Applet，表示小腳本程序；同樣 Servlet = Service + Applet，表示小服務(wù)程序。
生命周期編輯
客戶端請求該 Servlet；
加載 Servlet 類到內(nèi)存；
實(shí)例化并調(diào)用init()方法初始化該 Servlet；
service()（根據(jù)請求方法不同調(diào)用doGet() 或者 doPost()，此外還有doHead()、doPut()、doTrace()、doDelete()、doOptions()）；
destroy()。
加載和實(shí)例化 Servlet。這項(xiàng)操作一般是動(dòng)態(tài)執(zhí)行的。然而，Server 通常會(huì)提供一個(gè)管理的選項(xiàng)，用于在 Server 啟動(dòng)時(shí)強(qiáng)制裝載和初始化特定的 Servlet。
Server 創(chuàng)建一個(gè) Servlet的實(shí)例
第一個(gè)客戶端的請求到達(dá) Server
Server 調(diào)用 Servlet 的 init() 方法（可配置為 Server 創(chuàng)建 Servlet 實(shí)例時(shí)調(diào)用，在 web.xml 中 標(biāo)簽下配置 標(biāo)簽，配置的值為整型，值越小 Servlet 的啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)越高）
一個(gè)客戶端的請求到達(dá) Server
Server 創(chuàng)建一個(gè)請求對象，處理客戶端請求
Server 創(chuàng)建一個(gè)響應(yīng)對象，響應(yīng)客戶端請求
Server 激活 Servlet 的 service() 方法，傳遞請求和響應(yīng)對象作為參數(shù)
service() 方法獲得關(guān)于請求對象的信息，處理請求，訪問其他資源，獲得需要的信息
service() 方法使用響應(yīng)對象的方法，將響應(yīng)傳回Server，最終到達(dá)客戶端。service()方法可能激活其它方法以處理請求，如 doGet() 或 doPost() 或程序員自己開發(fā)的新的方法。
對于更多的客戶端請求，Server 創(chuàng)建新的請求和響應(yīng)對象，仍然激活此 Servlet 的 service() 方法，將這兩個(gè)對象作為參數(shù)傳遞給它。如此重復(fù)以上的循環(huán)，但無需再次調(diào)用 init() 方法。一般 Servlet 只初始化一次(只有一個(gè)對象)，當(dāng) Server 不再需要 Servlet 時(shí)（一般當(dāng) Server 關(guān)閉時(shí)），Server 調(diào)用 Servlet 的 destroy() 方法。
Servlet的工作模式
- 客戶端發(fā)送請求至服務(wù)器；
- 服務(wù)器啟動(dòng)并調(diào)用 Servlet，Servlet 根據(jù)客戶端請求生成響應(yīng)內(nèi)容并將其傳給服務(wù)器；
- 服務(wù)器將響應(yīng)返回客戶端。
對比
與 Applet 的比較
相似之處：? 它們不是獨(dú)立的應(yīng)用程序，沒有 main() 方法。
? 它們不是由用戶或程序員調(diào)用，而是由另外一個(gè)應(yīng)用程序(容器)調(diào)用。
? 它們都有一個(gè)生存周期，包含 init() 和 destroy() 方法。
不同之處：? Applet具有很好的圖形界面(AWT)，與瀏覽器一起，在客戶端運(yùn)行。
? Servlet 則沒有圖形界面，運(yùn)行在服務(wù)器端。
與 CGI 比較
與傳統(tǒng)的 CGI 和許多其他類似 CGI 的技術(shù)相比，Java Servlet 具有更高的效率，更容易使用，功能更強(qiáng)大，具有更好的可移植性，更節(jié)省投資。在未來的技術(shù)發(fā)展過程中，Servlet 有可能徹底取代 CGI。
在傳統(tǒng)的 CGI中，每個(gè)請求都要啟動(dòng)一個(gè)新的進(jìn)程，如果 CGI 程序本身的執(zhí)行時(shí)間較短，啟動(dòng)進(jìn)程所需要的開銷很可能反而超過實(shí)際執(zhí)行時(shí)間。而在 Servlet 中，每個(gè)請求由一個(gè)輕量級(jí)的 Java 線程處理（而不是重量級(jí)的操作系統(tǒng)進(jìn)程）。
在傳統(tǒng) CGI 中，如果有 N 個(gè)并發(fā)的對同一 CGI程序的請求，則該CGI程序的代碼在內(nèi)存中重復(fù)裝載了 N 次；而對于 Servlet，處理請求的是 N 個(gè)線程，只需要一份 Servlet 類代碼。在性能優(yōu)化方面，Servlet 也比 CGI 有著更多的選擇。
? 方便
Servlet 提供了大量的實(shí)用工具例程，例如自動(dòng)地解析和解碼 HTML 表單數(shù)據(jù)、讀取和設(shè)置 HTTP頭、處理Cookie、跟蹤會(huì)話狀態(tài)等。
? 功能強(qiáng)大
在Servlet中，許多使用傳統(tǒng) CGI 程序很難完成的任務(wù)都可以輕松地完成。例如，Servlet 能夠直接和 Web服務(wù)器交互，而普通的 CGI 程序不能。Servlet 還能夠在各個(gè)程序之間共享數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)庫連接池之類的功能很容易實(shí)現(xiàn)。
? 可移植性好
Servlet 用 Java 編寫，Servlet API具有完善的標(biāo)準(zhǔn)。因此，為 IPlanet Enterprise Server 寫的 Servlet 無需任何實(shí)質(zhì)上的改動(dòng)即可移植到 Apache、MicrosoftIIS 或者 WebStar。幾乎所有的主流服務(wù)器都直接或通過插件支持 Servlet。
? 節(jié)省投資
不僅有許多廉價(jià)甚至免費(fèi)的 Web 服務(wù)器可供個(gè)人或小規(guī)模網(wǎng)站使用，而且對于現(xiàn)有的服務(wù)器，如果它不支持 Servlet 的話，要加上這部分功能也往往是免費(fèi)的（或只需要極少的投資）。
與 JSP 比較
JSP 和 Servlet 的區(qū)別到底在應(yīng)用上有哪些體現(xiàn)，很多人搞不清楚。簡單的說，SUN首先發(fā)展出 Servlet，其功能比較強(qiáng)勁，體系設(shè)計(jì)也很先進(jìn)，只是，它輸出 HTML 語句還是采用了老的 CGI 方式，是一句一句輸出，所以，編寫和修改 HTML 非常不方便。
Java Server Pages(JSP)是一種實(shí)現(xiàn)普通靜態(tài)HTML 和動(dòng)態(tài) HTML 混合編碼的技術(shù)，JSP 并沒有增加任何本質(zhì)上不能用 Servlet 實(shí)現(xiàn)的功能。但是，在 JSP 中編寫靜態(tài)HTML 更加方便，不必再用 println語 句來輸出每一行 HTML 代碼。更重要的是，借助內(nèi)容和外觀的分離，頁面制作中不同性質(zhì)的任務(wù)可以方便地分開：比如，由頁面設(shè)計(jì)者進(jìn)行 HTML設(shè)計(jì)，同時(shí)留出供 Servlet 程序員插入動(dòng)態(tài)內(nèi)容的空間。
后來 SUN 推出了類似于 ASP 的鑲嵌型的 JSP，把 JSP TAG 鑲嵌到 HTML 語句中，這樣，就大大簡化和方便了網(wǎng)頁的設(shè)計(jì)和修改。新型的網(wǎng)絡(luò)語言如 ASP，PHP，JSP 都是鑲嵌型的語言。 這是 JSP 和 Servlet 區(qū)別的運(yùn)作原理層面。
從網(wǎng)絡(luò)三層結(jié)構(gòu)的角度看 JSP 和 Servlet 的區(qū)別，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目最少分三層：data layer(數(shù)據(jù)層)，business layer(業(yè)務(wù)層)，presentation layer(表現(xiàn)層)。當(dāng)然也可以更復(fù)雜。Servlet 用來寫 business layer 是很強(qiáng)大的，但是對于寫 presentation layer 就很不方便。JSP 則主要是為了方便寫 presentation layer 而設(shè)計(jì)的。當(dāng)然也可以寫 business layer。寫慣了 ASP，PHP，CGI的朋友，經(jīng)常會(huì)不自覺的把 presentation layer 和 business layer 混在一起。
據(jù) SUN 自己的推薦，JSP中應(yīng)該僅僅存放與 presentation layer 有關(guān)的東西，也就是說，只放輸出 HTML 網(wǎng)頁的部分。而所有的數(shù)據(jù)計(jì)算，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)庫聯(lián)結(jié)處理，統(tǒng)統(tǒng)是屬于 business layer，應(yīng)該放在 Java BEANS 中。通過 JSP 調(diào)用 Java BEANS，實(shí)現(xiàn)兩層的整合。
微軟前不久推出的 DNA 技術(shù)，是 ASP+COM/DCOM 技術(shù)。與J SP+BEANS 完全類似，所有的 presentation layer 由 ASP 完成，所有的 business layer 由 COM/DCOM 完成。通過調(diào)用，實(shí)現(xiàn)整合。
采用這些組件技術(shù)單純的因?yàn)?ASP/JSP 語言是非常低效率執(zhí)行的，如果出現(xiàn)大量用戶點(diǎn)擊，純 SCRIPT 語言很快就到達(dá)了他的功能上限，而組件技術(shù)就能大幅度提高功能上限，加快執(zhí)行速度。
另外一方面，純 SCRIPT 語言將 presentation layer 和 business layer 混在一起，造成修改不方便，并且代碼不能重復(fù)利用。如果想修改一個(gè)地方，經(jīng)常會(huì)牽涉到十幾頁 code，采用組件技術(shù)就只改組件就可以了。
綜上所述，Servlet 是一個(gè)早期的不完善的產(chǎn)品，寫 business layer 很好，寫 presentation layer 就很臭，并且兩層混雜。
所以，推出JSP+BEAN，用 JSP 寫 presentation layer，用 BEAN 寫 business layer。SUN 自己的意思也是將來用 JSP 替代 Servlet。這是技術(shù)更新方面 JSP 和 Servlet 的區(qū)別。
可是，這不是說，學(xué)了 Servlet 沒用，實(shí)際上，你還是應(yīng)該從 Servlet 入門，再上 JSP，再上 JSP+BEAN。
強(qiáng)調(diào)的是：學(xué)了JSP，不會(huì)用 Java BEAN 并進(jìn)行整合，等于沒學(xué)。大家多花點(diǎn)力氣在 JSP+BEAN 上。
我們可以看到，當(dāng) ASP+COM 和 JSP+BEAN 都采用組件技術(shù)后，所有的組件都是先進(jìn)行編譯，并駐留內(nèi)存，然后快速執(zhí)行。所以，大家經(jīng)常吹的 Servlet/JSP 先編譯駐內(nèi)存后執(zhí)行的速度優(yōu)勢就沒有了。
反之，ASP+COM+IIS+NT 緊密整合，應(yīng)該會(huì)有較大的速度優(yōu)勢呈現(xiàn)。而且，ASP+COM+IIS+NT 開發(fā)效率非常高，雖然bug 很多。
那么，為什么還用 JSP+BEAN？因?yàn)?Java 實(shí)在前途遠(yuǎn)大。操作系統(tǒng)群雄并起，應(yīng)用軟件的開發(fā)商必定要找一個(gè)通用開發(fā)語言進(jìn)行開發(fā)，Java 一統(tǒng)天下的時(shí)機(jī)就到了。
簡單分析了一下 JSP 和 Servlet 的區(qū)別和 Java Web 開發(fā)方面的發(fā)展。隨著機(jī)器速度越來越快，Java 的速度劣勢很快就可以被克服。
規(guī)范
1.簡化開發(fā)
2.便于部署
3.支持 Web2.0 原則
為了簡化開發(fā)流程，Servlet 3.0 引入了注解（annotation），這使得 web 部署描述符 web.xml 不再是必須的選擇。
當(dāng)使用任何第三方的框架，如 Struts，JSF 或 Spring，我們都需要在 web.xml 中添加對應(yīng)的 Servlet 的入口。這使得 web 描述符笨重而難以維護(hù)。Servlet3.0 的新的可插入特性使得 web 應(yīng)用程序模塊化而易于維護(hù)。通過 web fragment 實(shí)現(xiàn)的可插入性減輕了開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，不需要再在 web.xml 中配置很多的 Servlet 入口。
- Asynchronous Processing 異步處理
另外一個(gè)顯著的改變就是 Servlet 3.0 支持異步處理，這對 AJAX 應(yīng)用程序非常有用。當(dāng)一個(gè) Servlet 創(chuàng)建一個(gè)線程來處理某些請求的時(shí)候，如查詢數(shù)據(jù)庫或消息連接，這個(gè)線程要等待直到獲得所需要的資源才能夠執(zhí)行其他的操作。異步處理通過運(yùn)行線程執(zhí)行其他的操作來避免了這種阻塞。
Apart from the features mentioned here, several other enhancements have been made to the existing API. The sections towards the end of the article will explore these features one by one in detail。
除了這些新特性之外， Servlet 3.0對已有的 API 也做了一些改進(jìn)，在本文的最后我們會(huì)做介紹。
- Annotations in Servlet Servlet中使用注解
Servlet 3.0 的一個(gè)主要的改變就是支持注解。使用注解來定義 Servlet 和 filter 使得我們不用在 web.xml 中定義相應(yīng)的入口。
@WebServlet 用來定義 web 應(yīng)用程序中的一個(gè) Servlet。這個(gè)注解可以應(yīng)用于繼承了 HttpServlet。這個(gè)注解有多個(gè)屬性，例如 name，urlPattern, initParams，我們可以使用者的屬性來定義 Servlet 的行為。urlPattern 屬性是必須指定的。
Tomcat, Jetty, resin, Oracle Application server, WebLogic Server, Glassfish, Websphere, JBoss 等等。（提供了 Servlet 功能的服務(wù)器，叫做 Servlet 容器。對 web 程序來說，Servlet 容器的作用就相當(dāng)于桌面程序里操作系統(tǒng)的作用，都是提供一些編程基礎(chǔ)設(shè)施）
建議
在 Web 應(yīng)用程序中，一個(gè) Servlet 在一個(gè)時(shí)刻可能被多個(gè)用戶同時(shí)訪問。這時(shí) Web 容器將為每個(gè)用戶創(chuàng)建一個(gè)線程來執(zhí)行 Servlet。如果 Servlet 不涉及共享資源的問題，不必關(guān)心多線程問題。但如果 Servlet 需要共享資源，需要保證 Servlet 是線程安全的。
下面是編寫線程安全的 Servlet 的一些建議：? 用方法的局部變量保存請求中的專有數(shù)據(jù)。對方法中定義的局部變量，進(jìn)入方法的每個(gè)線程都有自己的一份方法變量拷貝。任何線程都不會(huì)修改其他線程的局部變量。如果要在不同的請求之間共享數(shù)據(jù)，應(yīng)該使用會(huì)話來共享這類數(shù)據(jù)。
? 只用 Servlet的成員變量來存放那些不會(huì)改變的數(shù)據(jù)。有些數(shù)據(jù)在 Servlet 生命周期中不發(fā)生任何變化，通常是在初始時(shí)確定的，這些數(shù)據(jù)可以使用成員變量保存，如數(shù)據(jù)庫連接名稱、其他資源的路徑等。
? 對可能被請求修改的成員變量同步。有時(shí)數(shù)據(jù)成員變量或者環(huán)境屬性可能被請求修改。當(dāng)訪問這些數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該對它們同步，以避免多個(gè)線程同時(shí)修改這些數(shù)據(jù)。
如果 Servlet 訪問外部資源，那么需要同步訪問這些資源。例如，假設(shè) Servlet 要從文件中讀寫數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)線程讀寫一個(gè)文件時(shí)，其他線程也可能正在讀寫這個(gè)文件。文件訪問本身不是線程安全的，所以必須編寫同步訪問這些資源的代碼。在編寫線程安全的 Servlet 時(shí)，下面兩種方法是不應(yīng)該使用的：
? 在 Servlet API 中提供了一個(gè) SingleThreadModel 接口，實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的 Servlet 在被多個(gè)客戶請求時(shí)一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)線程運(yùn)行。這個(gè)接口已被標(biāo)記不推薦使用。
? 對 doGet() 或doPost() 方法同步。如果必須在 Servlet 中使用同步代碼，應(yīng)盡量在最小的代碼塊范圍上進(jìn)行同步。同步代碼越小，Servlet 執(zhí)行得才越好。
Servlet 為創(chuàng)建基于 web 的應(yīng)用程序提供了基于組件、獨(dú)立于平臺(tái)的方法，可以不受 CGI 程序的性能限制。Servlet 有權(quán)限訪問所有的 Java API，包括訪問企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫的 JDBC API。
最后
先分享給大家這套 Servlet 入門視頻，對Servlet 技術(shù)的整體框架進(jìn)行了講解，并附帶了實(shí)例演示，前提需要具備 Java 基礎(chǔ)。
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