Servlet 是什么？

Java Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序，它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。
使用 Servlet，您可以收集来自网页表单的用户输入，呈现来自数据库或者其他源的记录，还可以动态创建网页。
Java Servlet 通常情况下与使用 CGI（Common Gateway Interface，公共网关接口）实现的程序可以达到异曲同工的效果。但是相比于 CGI，Servlet 有以下几点优势：

  • 性能明显更好。
  • Servlet 在 Web 服务器的地址空间内执行。这样它就没有必要再创建一个单独的进程来处理每个客户端请求。
  • Servlet 是独立于平台的，因为它们是用 Java 编写的。
  • 服务器上的 Java 安全管理器执行了一系列限制，以保护服务器计算机上的资源。因此，Servlet 是可信的。

  • Java 类库的全部功能对 Servlet 来说都是可用的。它可以通过 sockets 和 RMI 机制与 applets、数据库或其他软件进行交互。

    Servlet 架构

    下图显示了 Servlet 在 Web 应用程序中的位置。
    servlet - 图1

    Servlet 任务

    Servlet 执行以下主要任务：

  • 读取客户端（浏览器）发送的显式的数据。这包括网页上的 HTML 表单，或者也可以是来自 applet 或自定义的 HTTP 客户端程序的表单。

  • 读取客户端（浏览器）发送的隐式的 HTTP 请求数据。这包括 cookies、媒体类型和浏览器能理解的压缩格式等等。
  • 处理数据并生成结果。这个过程可能需要访问数据库，执行 RMI 或 CORBA 调用，调用 Web 服务，或者直接计算得出对应的响应。
  • 发送显式的数据（即文档）到客户端（浏览器）。该文档的格式可以是多种多样的，包括文本文件（HTML 或 XML）、二进制文件（GIF 图像）、Excel 等。
  • 发送隐式的 HTTP 响应到客户端（浏览器）。这包括告诉浏览器或其他客户端被返回的文档类型（例如 HTML），设置 cookies 和缓存参数，以及其他类似的任务。

    Servlet 包

    Java Servlet 是运行在带有支持 Java Servlet 规范的解释器的 web 服务器上的 Java 类。
    Servlet 可以使用 javax.servlet 和 javax.servlet.http 包创建，它是 Java 企业版的标准组成部分，Java 企业版是支持大型开发项目的 Java 类库的扩展版本。
    这些类实现 Java Servlet 和 JSP 规范。在写本教程的时候，二者相应的版本分别是 Java Servlet 2.5 和 JSP 2.1。
    Java Servlet 就像任何其他的 Java 类一样已经被创建和编译。在您安装 Servlet 包并把它们添加到您的计算机上的 Classpath 类路径中之后，您就可以通过 JDK 的 Java 编译器或任何其他编译器来编译 Servlet。

Servlet 生命周期

Servlet 生命周期可被定义为从创建直到毁灭的整个过程。以下是 Servlet 遵循的过程：

  • Servlet 通过调用 init () 方法进行初始化。
  • Servlet 调用 service() 方法来处理客户端的请求。
  • Servlet 通过调用 destroy() 方法终止（结束）。
  • 最后，Servlet 是由 JVM 的垃圾回收器进行垃圾回收的。

架构图

下图显示了一个典型的 Servlet 生命周期方案。

  • 第一个到达服务器的 HTTP 请求被委派到 Servlet 容器。
  • Servlet 容器在调用 service() 方法之前加载 Servlet。
  • 然后 Servlet 容器处理由多个线程产生的多个请求，每个线程执行一个单一的 Servlet 实例的 service() 方法。

servlet - 图2

Servlet 编写过滤器

Servlet 过滤器可以动态地拦截请求和响应，以变换或使用包含在请求或响应中的信息。
可以将一个或多个 Servlet 过滤器附加到一个 Servlet 或一组 Servlet。Servlet 过滤器也可以附加到 JavaServer Pages (JSP) 文件和 HTML 页面。调用 Servlet 前调用所有附加的 Servlet 过滤器。
Servlet 过滤器是可用于 Servlet 编程的 Java 类，可以实现以下目的：

  • 在客户端的请求访问后端资源之前，拦截这些请求。
  • 在服务器的响应发送回客户端之前，处理这些响应。

根据规范建议的各种类型的过滤器：

  • 身份验证过滤器（Authentication Filters）。
  • 数据压缩过滤器（Data compression Filters）。
  • 加密过滤器（Encryption Filters）。
  • 触发资源访问事件过滤器。
  • 图像转换过滤器（Image Conversion Filters）。
  • 日志记录和审核过滤器（Logging and Auditing Filters）。
  • MIME-TYPE 链过滤器（MIME-TYPE Chain Filters）。
  • 标记化过滤器（Tokenizing Filters）。
  • XSL/T 过滤器（XSL/T Filters），转换 XML 内容。

过滤器通过 Web 部署描述符（web.xml）中的 XML 标签来声明，然后映射到您的应用程序的部署描述符中的 Servlet 名称或 URL 模式。
当 Web 容器启动 Web 应用程序时，它会为您在部署描述符中声明的每一个过滤器创建一个实例。
Filter的执行顺序与在web.xml配置文件中的配置顺序一致，一般把Filter配置在所有的Servlet之前。

Servlet 过滤器方法

过滤器是一个实现了 javax.servlet.Filter 接口的 Java 类。javax.servlet.Filter 接口定义了三个方法：

序号 方法 & 描述
1 public void doFilter (ServletRequest, ServletResponse, FilterChain)
该方法完成实际的过滤操作，当客户端请求方法与过滤器设置匹配的URL时，Servlet容器将先调用过滤器的doFilter方法。FilterChain用户访问后续过滤器。
2 public void init(FilterConfig filterConfig)
web 应用程序启动时，web 服务器将创建Filter 的实例对象，并调用其init方法，读取web.xml配置，完成对象的初始化功能，从而为后续的用户请求作好拦截的准备工作（filter对象只会创建一次，init方法也只会执行一次）。开发人员通过init方法的参数，可获得代表当前filter配置信息的FilterConfig对象。
3 public void destroy()
Servlet容器在销毁过滤器实例前调用该方法，在该方法中释放Servlet过滤器占用的资源。

Servlet Session 跟踪

HTTP 是一种”无状态”协议，这意味着每次客户端检索网页时，客户端打开一个单独的连接到 Web 服务器，服务器会自动不保留之前客户端请求的任何记录。
但是仍然有以下三种方式来维持 Web 客户端和 Web 服务器之间的 session 会话：

Cookies

一个 Web 服务器可以分配一个唯一的 session 会话 ID 作为每个 Web 客户端的 cookie，对于客户端的后续请求可以使用接收到的 cookie 来识别。
这可能不是一个有效的方法，因为很多浏览器不支持 cookie，所以我们建议不要使用这种方式来维持 session 会话。

隐藏的表单字段

一个 Web 服务器可以发送一个隐藏的 HTML 表单字段，以及一个唯一的 session 会话 ID，如下所示：

该条目意味着，当表单被提交时，指定的名称和值会被自动包含在 GET 或 POST 数据中。每次当 Web 浏览器发送回请求时，session_id 值可以用于保持不同的 Web 浏览器的跟踪。
这可能是一种保持 session 会话跟踪的有效方式，但是点击常规的超文本链接（）不会导致表单提交，因此隐藏的表单字段也不支持常规的 session 会话跟踪。

URL 重写

您可以在每个 URL 末尾追加一些额外的数据来标识 session 会话，服务器会把该 session 会话标识符与已存储的有关 session 会话的数据相关联。
例如，http://w3cschool.cc/file.htm;sessionid=12345，session 会话标识符被附加为 sessionid=12345，标识符可被 Web 服务器访问以识别客户端。
URL 重写是一种更好的维持 session 会话的方式，它在浏览器不支持 cookie 时能够很好地工作，但是它的缺点是会动态生成每个 URL 来为页面分配一个 session 会话 ID，即使是在很简单的静态 HTML 页面中也会如此。