Servlet 教程

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手冊簡介

運(yùn)行在 Web 服務(wù)器或應(yīng)用服務(wù)器上的程序。

手冊說明

201610261617519395

Servlet是什么?

Servlet（Server Applet），全稱Java Servlet，未有中文譯文。是用Java編寫的服務(wù)器端程序。其主要功能在于交互式地瀏覽和修改數(shù)據(jù)，生成動態(tài)Web內(nèi)容。狹義的Servlet是指Java語言實(shí)現(xiàn)的一個接口，廣義的Servlet是指任何實(shí)現(xiàn)了這個Servlet接口的類，一般情況下，人們將Servlet理解為后者。

Servlet運(yùn)行于支持Java的應(yīng)用服務(wù)器中。從原理上講，Servlet可以響應(yīng)任何類型的請求，但絕大多數(shù)情況下Servlet只用來擴(kuò)展基于HTTP協(xié)議的Web服務(wù)器。
最早支持Servlet標(biāo)準(zhǔn)的是JavaSoft的Java Web Server，此后，一些其它的基于Java的Web服務(wù)器開始支持標(biāo)準(zhǔn)的Servlet。

Servlet由來

Servlet 是在服務(wù)器上運(yùn)行的小程序。這個詞是在 Java applet的環(huán)境中創(chuàng)造的，Java applet 是一種當(dāng)作單獨(dú)文件跟網(wǎng)頁一起發(fā)送的小程序，它通常用于在客戶端運(yùn)行，結(jié)果得到為用戶進(jìn)行運(yùn)算或者根據(jù)用戶互作用定位圖形等服務(wù)。
服務(wù)器上需要一些程序，常常是根據(jù)用戶輸入訪問數(shù)據(jù)庫的程序。這些通常是使用公共網(wǎng)關(guān)接口（Common Gateway Interface，CGI）應(yīng)用程序完成的。然而，在服務(wù)器上運(yùn)行 Java，這種程序可使用 Java 編程語言實(shí)現(xiàn)。在通信量大的服務(wù)器上，JavaServlet 的優(yōu)點(diǎn)在于它們的執(zhí)行速度更快于 CGI 程序。各個用戶請求被激活成單個程序中的一個線程，而無需創(chuàng)建單獨(dú)的進(jìn)程，這意味著服務(wù)器端處理請求的系統(tǒng)開銷將明顯降低。
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)，生成動態(tài) Web 內(nèi)容。這個過程為：
1) 客戶端發(fā)送請求至服務(wù)器端；
2) 服務(wù)器將請求信息發(fā)送至 Servlet；
3) Servlet 生成響應(yīng)內(nèi)容并將其傳給服務(wù)器。響應(yīng)內(nèi)容動態(tài)生成，通常取決于客戶端的請求；
4) 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，它們并不需要一個圖形用戶界面。從這個角度講，Servlet 也被稱為 FacelessObject。
一個 Servlet 就是 Java 編程語言中的一個類，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。
目前最新版本為 4.0。

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)操作一般是動態(tài)執(zhí)行的。然而，Server 通常會提供一個管理的選項(xiàng)，用于在 Server 啟動時強(qiáng)制裝載和初始化特定的 Servlet。
Server 創(chuàng)建一個 Servlet的實(shí)例
第一個客戶端的請求到達(dá) Server
Server 調(diào)用 Servlet 的 init() 方法（可配置為 Server 創(chuàng)建 Servlet 實(shí)例時調(diào)用，在 web.xml 中 <servlet> 標(biāo)簽下配置 <load-on-startup> 標(biāo)簽，配置的值為整型，值越小 Servlet 的啟動優(yōu)先級越高）
一個客戶端的請求到達(dá) Server
Server 創(chuàng)建一個請求對象，處理客戶端請求
Server 創(chuàng)建一個響應(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(只有一個對象)，當(dāng) Server 不再需要 Servlet 時（一般當(dāng) Server 關(guān)閉時），Server 調(diào)用 Servlet 的 destroy() 方法。

Servlet工作模式

客戶端發(fā)送請求至服務(wù)器
服務(wù)器啟動并調(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

Servlet比較

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，而是由另外一個應(yīng)用程序(容器)調(diào)用。
* 它們都有一個生存周期，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，每個請求都要啟動一個新的進(jìn)程，如果 CGI 程序本身的執(zhí)行時間較短，啟動進(jìn)程所需要的開銷很可能反而超過實(shí)際執(zhí)行時間。而在 Servlet 中，每個請求由一個輕量級的 Java 線程處理（而不是重量級的操作系統(tǒng)進(jìn)程）。
在傳統(tǒng) CGI 中，如果有 N 個并發(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
不僅有許多廉價甚至免費(fèi)的 Web 服務(wù)器可供個人或小規(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）。

Servlet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)，同時留出供 Servlet 程序員插入動態(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)常會不自覺的把 presentation layer 和 business layer 混在一起。
根據(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。
實(shí)際上，微軟前不久推出的 DNA 技術(shù)，簡單說，就是 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。
為什么要采用這些組件技術(shù)呢？因?yàn)閱渭兊?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。如果想修改一個地方，經(jīng)常會牽涉到十幾頁 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。微軟分拆后，操作系統(tǒng)將群雄并起，應(yīng)用軟件的開發(fā)商必定要找一個通用開發(fā)語言進(jìn)行開發(fā)，Java 一統(tǒng)天下的時機(jī)就到了。如果微軟分拆順利，從中分出的應(yīng)用軟件公司將成為 Java 的新領(lǐng)導(dǎo)者。目前的 Java 大頭 SUN 和 IBM 都死氣沉沉，令人失望。希望新公司能注入新活力。不過，新公司很有可能和舊 SUN 展開 Java 標(biāo)準(zhǔn)大戰(zhàn)，雙方各自制定標(biāo)準(zhǔn)，影響 Java 跨平臺。
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。

Servlet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。
Pluggability可插入性
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 Servlet 創(chuàng)建一個線程來處理某些請求的時候，如查詢數(shù)據(jù)庫或消息連接，這個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做介紹。
Annotations in Servlet Servlet中使用注解
Servlet 3.0 的一個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
@WebServlet 用來定義 web 應(yīng)用程序中的一個 Servlet。這個注解可以應(yīng)用于繼承了 HttpServlet。這個注解有多個屬性，例如 name，urlPattern, initParams，我們可以使用這些屬性來定義 Servlet 的行為。urlPattern 屬性是必須指定的。

Servlet常見容器

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）