Servlet入门

    但是，要编写一个完善的HTTP服务器，以HTTP/1.1为例，需要考虑的包括：

    • 识别正确和错误的HTTP请求；
    • 识别正确和错误的HTTP头；
    • 复用TCP连接；
    • 复用线程；
    • IO异常处理；
    • …

    这些基础工作需要耗费大量的时间，并且经过长期测试才能稳定运行。如果我们只需要输出一个简单的HTML页面，就不得不编写上千行底层代码，那就根本无法做到高效而可靠地开发。

    因此，在JavaEE平台上，处理TCP连接，解析HTTP协议这些底层工作统统扔给现成的Web服务器去做，我们只需要把自己的应用程序跑在Web服务器上。为了实现这一目的，JavaEE提供了Servlet API，我们使用Servlet API编写自己的Servlet来处理HTTP请求，Web服务器实现Servlet API接口，实现底层功能：

    我们来实现一个最简单的Servlet：

    2. @WebServlet(urlPatterns = "/")
    3. public class HelloServlet extends HttpServlet {
    4.     protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
    5.             throws ServletException, IOException {
    6.         // 设置响应类型:
    7.         // 获取输出流:
    8.         PrintWriter pw = resp.getWriter();
    9.         // 写入响应:
    10.         pw.write("<h1>Hello, world!</h1>");
    11.         // 最后不要忘记flush强制输出:
    12.         pw.flush();
    13.     }
    14. }

    一个Servlet总是继承自HttpServlet，然后覆写doGet()或doPost()方法。注意到doGet()方法传入了HttpServletRequest和HttpServletResponse两个对象，分别代表HTTP请求和响应。我们使用Servlet API时，并不直接与底层TCP交互，也不需要解析HTTP协议，因为HttpServletRequest和HttpServletResponse就已经封装好了请求和响应。以发送响应为例，我们只需要设置正确的响应类型，然后获取PrintWriter，写入响应即可。

    现在问题来了：Servlet API是谁提供？

    Servlet API是一个jar包，我们需要通过Maven来引入它，才能正常编译。编写pom.xml文件如下：

    注意到这个pom.xml与前面我们讲到的普通Java程序有个区别，打包类型不是jar，而是war，表示Java Web Application Archive：

    1. <packaging>war</packaging>

    引入的Servlet API如下：

    注意到<scope>指定为provided，表示编译时使用，但不会打包到.war文件中，因为运行期Web服务器本身已经提供了Servlet API相关的jar包。

    我们还需要在工程目录下创建一个描述文件，放到src/main/webapp/WEB-INF目录下（固定目录结构，不要修改路径，注意大小写）。文件内容可以固定如下：

    1. <!DOCTYPE web-app PUBLIC
    2.  "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
    3.  "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd">
    4. <web-app>
    5.   <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
    6. </web-app>

    运行Maven命令mvn clean package，在target目录下得到一个hello.war文件，这个文件就是我们编译打包后的Web应用程序。

    现在问题又来了：我们应该如何运行这个war文件？

    普通的Java程序是通过启动JVM，然后执行main()方法开始运行。但是Web应用程序有所不同，我们无法直接运行war文件，必须先启动Web服务器，再由Web服务器加载我们编写的HelloServlet，这样就可以让HelloServlet处理浏览器发送的请求。

    因此，我们首先要找一个支持Servlet API的Web服务器。常用的服务器有：

    • ：由Eclipse开发的开源免费服务器；
    • GlassFish：一个开源的全功能JavaEE服务器。

    还有一些收费的商用服务器，如Oracle的，IBM的WebSphere。

    无论使用哪个服务器，只要它支持Servlet API 4.0（因为我们引入的Servlet版本是4.0），我们的war包都可以在上面运行。这里我们选择使用最广泛的开源免费的Tomcat服务器。

    要运行我们的hello.war，首先要，解压后，把hello.war复制到Tomcat的webapps目录下，然后切换到bin目录，执行startup.sh或startup.bat启动Tomcat服务器：

    1. $ ./startup.sh 
    2. Using CATALINA_BASE:   .../apache-tomcat-9.0.30
    3. Using CATALINA_HOME:   .../apache-tomcat-9.0.30
    4. Using CATALINA_TMPDIR: .../apache-tomcat-9.0.30/temp
    5. Using JRE_HOME:        .../jdk-11.jdk/Contents/Home
    6. Using CLASSPATH:       .../apache-tomcat-9.0.30/bin/bootstrap.jar:...
    7. Tomcat started.

    在浏览器输入http://localhost:8080/hello/即可看到HelloServlet的输出：

    细心的童鞋可能会问，为啥路径是/hello/而不是？因为一个Web服务器允许同时运行多个Web App，而我们的Web App叫hello，因此，第一级目录/hello表示Web App的名字，后面的/才是我们在HelloServlet中映射的路径。

    那能不能直接使用/而不是/hello/？毕竟/比较简洁。

    实际上，类似Tomcat这样的服务器也是Java编写的，启动Tomcat服务器实际上是启动Java虚拟机，执行Tomcat的main()方法，然后由Tomcat负责加载我们的.war文件，并创建一个HelloServlet实例，最后以多线程的模式来处理HTTP请求。如果Tomcat服务器收到的请求路径是/（假定部署文件为ROOT.war），就转发到HelloServlet并传入HttpServletRequest和HttpServletResponse两个对象。

    因为我们编写的Servlet并不是直接运行，而是由Web服务器加载后创建实例运行，所以，类似Tomcat这样的Web服务器也称为Servlet容器。

    在Servlet容器中运行的Servlet具有如下特点：

    • 无法在代码中直接通过new创建Servlet实例，必须由Servlet容器自动创建Servlet实例；
    • Servlet容器只会给每个Servlet类创建唯一实例；
    • Servlet容器会使用多线程执行doGet()或doPost()方法。

    复习一下Java的内容，我们可以得出结论：

    • 在Servlet中定义的实例变量会被多个线程同时访问，要注意线程安全；
    • HttpServletRequest和HttpServletResponse实例是由Servlet容器传入的局部变量，它们只能被当前线程访问，不存在多个线程访问的问题；
    • 在doGet()或doPost()方法中，如果使用了ThreadLocal，但没有清理，那么它的状态很可能会影响到下次的某个请求，因为Servlet容器很可能用线程池实现线程复用。

    因此，正确编写Servlet，要清晰理解Java的多线程模型，需要同步访问的必须同步。

    给HelloServlet增加一个URL参数，例如传入http://localhost:8080/?name=Bob，能够输出Hello, Bob!。

    从下载练习：HelloServlet练习 （推荐使用快速下载）

    提示：根据HttpServletRequest文档，调用合适的方法获取URL参数。

    编写Web应用程序就是编写Servlet处理HTTP请求；

    Servlet API提供了HttpServletRequest和两个高级接口来封装HTTP请求和响应；

    Web应用程序必须按固定结构组织并打包为.war文件；

    Servlet入门 - 图1