Servlet 入门笔记+架构+理解

这是基于b站狂神的JavaWeb课程的笔记 课程链接

1. 原理:

Servlet 是开发动态web的一门技术, 其基本原理架构如下图:


Servlet原理架构
  • 客户端给服务器发送请求后,若是首次访问,服务器生成一个servlet实现类的.class
  • 服务器生成请求和响应两个对象 [stay tuned]
  • 服务器调用Servlet中的service()方法,讲请求和响应两个对象作为参数通过该方法,就可以实现处理请求,给出响应
  • 我们要做的就是编写Servlet的实现类,重写一些方法(如
    doGet(), doPost())从而:
    1. 接受并处理请求
    2. 给出响应信息
  • 服务器读取响应信息发还给客户端

2. Servlet接口的继承和重写

service方法

3. 基本用法:

  • 写一个普通的类
  • 实现Servlet接口 (重写doGet(), doPost()等方法)
public class HelloServlet extends HttpServlet {}
  • 在web工程的web.xml中注册servlet,编写servlet的映射
  <!-- 注册servlet -->
  <servlet>
    <!-- 这是servlet的名称 -->
    <servlet-name>hello</servlet-name> 
    <!-- 这是servlet类的名称 -->
    <servlet-class>HelloServlet</servlet-class>
  </servlet>
  <!-- Servlet的请求路径 -->
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>hello</servlet-name>
    <!-- 这是映射路径 -->
    <url-pattern>/hello</url-pattern>
  </servlet-mapping>
为什么要编写servlet的映射?
  • 我们写的是Java程序,但须通过浏览器访问,而浏览器需要连接web服务器,所以我们需在web服务中注册我们写的Servlet,并给它一个浏览器可访问的路径 [stay tuned]
  • http://localhost:8080/hello 便可以进入我们写的Servlet程序

4. ServletContext

在web容器启动时,它会为每个web程序创建同一个ServletContext对象,该对象代表了整个web应用:

  • 数据共享
    在一个Servlet程序中保存的数据到ServletContext中,可在另一个Servlet程序中取出
// 在一个Servlet中
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
    // 获取ServletContext对象
    // 保存一个键值对
    this.getServletContext().setAttribute("username", "yldog");
}
// 在另一个Servlet中
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
    // 获取ServletContext对象
    // 获取那个键值对,实现数据共享
    String username = (String) this.getServletContext().getAttribute("username");
}
  • 获取初始化数据
String getInitParameter(String var1);
  • 请求转发
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
    ServletContext context = this.getServletContext();

    // 调用.forward(请求,响应) 实现请求转发
    context.getRequestDispatcher("/转发的请求路径").forward(req, resp);
}

(请求转发与重定向的区别见下文)

  • 读取资源路径
    在java和resources目录下都新建properties文件,发现他们都被打包到了classes目录下,我们俗称这个路径为classpath
InputStream is = this.getServletContext().getResourceAsStream("WEB_INF/classes/xxx.properties")

3. HttpServletResponse

  • 回顾:web服务器在接受客户端http请求后,会分别创建一个代表请求的HttpServletRequest,和一个代表响应的HttpServletResponse;如果要向客户端响应一些信息,就找HttpServletResponse
常见应用:
  1. 给客户端发送一些消息(简单)
  2. 文件下载
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 1. get path
        // 注意这里的path不能用resouces目录,浏览器只能找到classes下的
        String realPath = "/Users/luyaying/javaweb-02-servlet/servlet-03/target/classes/1.png";
        // 2. get filename
        String filename = realPath.substring(realPath.lastIndexOf("/") + 1);
        // 3. 设置响应头,使浏览器支持下载
        resp.setHeader("Content-Disposition",
                "attachment;filename" + filename);
        // 4. get input stream
        FileInputStream in = new FileInputStream(realPath);
        // 5. create buffer
        int len = 0;
        byte[] buffer = new byte[1024];
        // 6. get output stream object
        ServletOutputStream out = resp.getOutputStream();
        // 7. write FileInputStream into buffer, output data
        while ((len=in.read(buffer)) > 0) {
            out.write(buffer, 0, len);
        }

        in.close();
        out.close();
    }
  1. 验证码(后端)实现
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 让网页没5s刷新一次
        resp.setHeader("refresh", "5");

        // 在内存中创建一个图片
        BufferedImage image = new BufferedImage(80, 20, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

        // get the image
        Graphics2D g = (Graphics2D) image.getGraphics();

        // set background color
        g.setColor(Color.WHITE);
        g.fillRect(0, 0, 80, 20);

        // 给图片写数据
        g.setColor(Color.cyan);
        g.setFont(new Font(null, Font.BOLD, 20));
        g.drawString(makeNum(),0 ,20);

        //告诉浏览器, 这个请求用图片的方式打开
        resp.setContentType("image/jpeg");
        //停止网站缓存
        resp.setDateHeader("expires", -1);
        resp.setHeader("Cache-Control", "no-cache");
        resp.setHeader("Pragma", "no-cache");

        //把图片写给浏览器
        ImageIO.write(image, "jpg", resp.getOutputStream());
    }

    // gen random 5-digit int numbers
    private String makeNum() {
        Random random = new Random();
        String num = random.nextInt(99999) + "";
        StringBuffer sb = new StringBuffer();

        // 若不足5位,用0补齐
        for (int i = 0; i < 5-num.length(); i++) {
            sb.append("0");
        }
        return num + sb.toString();
    }
  1. 重定向(重点
    当一个web资源收到一个客户端请求后,它会通知客户端去访问另一个web资源,这个过程就叫做重定向。
  • 常见场景:用户登录等
  • 实现:
resp.sendRedirect("/Tomcat中部署工程的Application context/重定向地址");
  • 原理:
// redirect 做了这两件事:
resp.setHeader("Location", "/Tomcat中部署工程的Application context/重定向地址");
resp.setStatus(302) // 重定向状态码 302
  • 重定向和请求转发的异同?
    • 相同点:都发生了页面跳转
    • 不同点: 请求转发时URL会发生变化;而重定向时URL不会发生变化

4. HttpServletRequest

客户端的http请求会被封装到HttpServletRequest中,通过它能够获取客户端的所有信息
应用:

  1. 请求转发
  2. 获取前端参数

场景举例:用户在index.jsp页面登录后,web服务器通过servlet程序接收到用户的登录信息,验证成功后,将用户页面跳转到一个succes.jsp页面
实现:

  • index.jsp
<html>
<body>
<h2>Login</h2>
<%--需要找到项目的路径--%>
<%--${pageContext.request.contextPath}就代表当前项目--%>
<form action="${pageContext.request.contextPath}/login" method="get">
    用户名: <input type="text" name="username"> <br>
    密码:   <input type="password" name="password"> <br>
    <input type="submit">
</form>
</body>
</html>
  • servlet程序
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 处理请求
        String username = req.getParameter("username");
        String password = req.getParameter("password");
        
        // 模拟验证
        System.out.println(username + " : " + password);

        // 登陆成功
        // 请求转发
        // 这里的/代表web应用
        req.getRequestDispatcher("/success").forward(req, resp);
    }
  • success.jsp
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <title>Title</title>
</head>
<body>

<h1>Success</h1>

</body>
</html>

5. Cookie & Session

  • 会话:打开浏览器,访问一些web资源,关闭浏览器,这可以称之为一次会话
  • 有状态会话:访问一个网站后,再去访问,网站能够知道你来过
  • 如何实现有状态会话?i.e. 如何保存会话,让网站知道你来过?
    1. 服务端给客户端一个信件,封装了一些信息,下次客户端访问时带着这个信件 - Cookie - 客户端行为/技术
    2. 一个客户访问后,服务端登记那个客户,下次访问时服务端来匹配这个客户 - Session - 服务端行为/技术
  • 常见场景:用户登录网站后,一段时间内都无需再登录

Cookie

  • 服务器从请求中拿到cookie
  • 服务器响应给客户端cookie

实现场景:保存用户上一次访问的时间:

public class CookieDemo extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 解决中文乱码
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setCharacterEncoding("UTF-8");

        PrintWriter out = resp.getWriter();

        // 从客户端获取cookie
        Cookie[] cookies = req.getCookies();

        // 判断Cookie是否存在
        if (cookies!=null) {
            out.println("您上次访问的时间是: ");
            for (Cookie cookie : cookies) {
                // 如果是保存着login time的cookie
                if (cookie.getName().equals("lastLoginTime")) {
                    Long lastTime = Long.parseLong(cookie.getValue());
                    Date lastTimeDate = new Date(lastTime);
                    out.print(lastTimeDate.toString());
                }
            }
        } else {
            out.println("这是您第一次访问本站!!!");
        }

        // 给客户端响应一个Cookie
        resp.addCookie(new Cookie("lastLoginTime", System.currentTimeMillis()+""));
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doGet(req, resp);
    }
}
  • cookie 一般会被保存在本地 用户目录下的 appdata (windows)
  • cookie是否有上限?
    • 一个浏览器至多~300个
    • 一个网站至多~20个
    • 一个cookie只能保存一条信息
  • 如何删除cookie?
    • 不设置有效期,关闭浏览器自动删除
    • 设置有效期为0
    someCookie.setMaxAge(0)
    

Session

  • 服务器会给一个用户(浏览器)独创一个session对象
  • 一个session会独占一个浏览器,直到浏览器关闭,session才会消失
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
    // 获取session
    HttpSession session = req.getSession();
    
    // 在session中存东西
    // 注意:在session中保存的 值 可以是一个object!
    session.setAttribute("name", "yldog");
    
    // 获取session的id
    session.getId();        
}

创建session时发生了什么?

// 通过浏览器cookie中分析得到的
resp.addCookie(new Cookie("JSESSIONID", sessionId));

在另一个servlet中可以

    // 获取刚刚保存的信息
    String name = (String) session.getAttribute("name");
    // 注销session
    session.invalidate();

注意:session被手动注销后,一个新的session(不同的sessionID)会立即被创建

  • 另一种注销session的方式:在web.xml中配置session
<!-- 设置session默认的失效时间 -->
<session-config>
    <!-- 15分钟后session自动失效,以分钟为单位 -->
    <session-timeout>15</session-timeout>
</session-config>
  • Session和Cookie的区别:

    • Cookie是把用户的数据写给用户的浏览器,浏览器保存(可以保存多个)
    • Session是把用户的数据写到用户独占的session中,服务器保存
    • session对象由服务器创建
  • 使用场景:

    1. 保存一个登陆用户的信息
    2. 购物车信息
      3.整个网站中经常使用的数据

总结一下Session, Cookie, 和ServletContext

Session&Cookie&ServletContext

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