Servlet API
以TOMCAT为例,<CATALINA_HOME>/lib/servlet-api.jar文件为Servlet API的类库文件。
Servlet API主要由两个Java包组成: javax.servlet和javax.servlet.http
- 在javax.servlet包中定义了Servlet接口及相关的通用接口和类;
- 在javax.servlet.http包中主要定义了与HTTP协议相关的HttpServlet类,HttpServletRequest接口和HttpServletResponse接口;
Servlet接口
在Servlet接口中定义了5个方法,其中3个方法都是由Servlet容器来调用的,容器会在Servlet的生命周期的不同阶段调用特定的方法:
- init(ServletConfig) —— 负责初始化Servlet对象,容器在创建好Servlet对象后,就会调用该方法;
- service(ServletRquest req, ServletResponse res) —— 负责相应客户的请求,为客户提供相应服务。当容器接受到客户端要求访问特定Servlet对象的请求时,就会调用该Servlet对象的service()方法;
- destroy() —— 负责释放Servlet对象占用的资源。当Servlet对象结束声明周期时,容器会调用此方法;
GenericServlet抽象类
GenericServlet抽象类为Servlet接口提供了通用实现,它与任何网络应用层协议无关。
GenericServlet除了实现了Servlet接口,还实现了ServletConfig接口和Serializable接口:
[java]view plaincopy
publicabstractclass GenericServlet
implements Servlet, ServletConfig, java.io.Serializable
GenericServlet类实现了Servlet接口中的init(ServletConfig config)初始化方法。GenericServlet类有一个ServletConfig类型的private成员变量,当Servlet容器调用GenericServlet的init(ServletConfig)方法时,该方法使得私有变量引用由容器传入的ServletConfig对象。GenericServlet类还定义了一个不带参数的init()方法,init(ServletConfig)方法会调用此方法。因此在子类中重写init时,最好重写init()方法,若重写Init(ServletConfig)方法,还需要先调用父类的init(ServletConfig)方法(super.init(config))。
GenericServlet类没有实现Servlet接口中的service()方法。service()方法是GenericServlet类中唯一的抽象方法,GenericServlet类的具体子类必须实现该方法。
GenericServlet类实现了Servlet接口的destroy()方法,但实际什么也没做。
GenericServlet类实现了ServletConfig接口的所有方法。
HttpServlet抽象类
HttpServlet类是GenericServlet类的子类。HttpServlet类为Serlvet接口提供了与HTTP协议相关的通用实现,也就是说,HttpServlet对象适合运行在与客户端采用HTTP协议通信的Servlet容器或者Web容器中。
在我们自己开发的Java Web应用中,自定义的Servlet类一般都扩展自HttpServlet类。
HttpServlet类实现了Servlet接口中的service(ServletRequest , ServletResponse)方法,而该方法实际调用的是它的重载方法HttpServlet.service(HttpServletRequest, HttpServletResponse);
在上面的重载service()方法中,首先调用HttpServletRequest类型的参数的getMethod()方法,获得客户端的请求方法,然后根据该请求方式来调用匹配的服务方法;如果为GET方式,则调用doGet()方法,如果为POST方式,则调用doPost()方法。
HttpServlet类为所有的请求方式,提供了默认的实现doGet(),doPost(),doPut(),doDelete()方法;这些方法的默认实现都会向客户端返回一个错误。
对于HttpServlet类的具体子类,一般会针对客户端的特定请求方法,覆盖HttpServlet类中的相应的doXXX方法。如果客户端按照GET或POST方式请求访问HttpsServlet,并且这两种方法下,HttpServlet提供相同的服务,那么可以只实现doGet()方法,并且让doPost()方法调用doGet()方法。
ServletRequest接口
ServletRequest表示来自客户端的请求;当Servlet容器接收到客户端要求访问特定Servlet的请求时,容器先解析客户端的原始请求数据,把它包装成一个ServletRequest对象。
ServletRequest接口提供了一系列用于读取客户端的请求数据的方法,例如:
- getContentLength() —— 返回请求正文的长度,如果请求正文的长度未知,则返回-1;
- getContentType() —— 获得请求正文的MIME类型,如果请求正文的类型为止,则返回null;
- getInputStream() —— 返回用于读取请求正文的输入流;
- getLocalAddr() —— 返回服务端的IP地址;
- getLocalName() —— 返回服务端的主机名;
- getLocalPort() —— 返回服务端的端口号;
- getParameters() —— 根据给定的请求参数名,返回来自客户请求中的匹配的请求参数值;
- getProtocal() —— 返回客户端与服务器端通信所用的协议名称及版本号;
- getReader() —— 返回用于读取字符串形式的请求正文的BufferReader对象;
- getRemoteAddr() —— 返回客户端的IP地址
- getRemoteHost() —— 返回客户端的主机名
- getRemotePort() —— 返回客户端的端口号
HttpServletRequest接口
HttpServletRequest接口是ServletRequest接口的子接口。
HttpServletRequest接口提供了用于读取HTTP请求中的相关信息的方法:
- getContextPath() —— 返回客户端请求方法的Web应用的URL入口,例如,如果客户端访问的URL为http://localhost:8080/helloapp/info,那么该方法返回“/helloapp”;
- getCookies() —— 返回HTTP请求中的所有Cookie;
- getHeader(String name) —— 返回HTTP请求头部的特定项;
- getHeaderName() —— 返回一个Enumeration对象,它包含了HTTP请求头部的所有项目名;
- getMethod() —— 返回HTTP请求方式;
- getRequestURL() —— 返回HTTP请求的头部的第一行中的URL;
- getQueryString() —— 返回HTTP请求中的查询字符串,即URL中的“?”后面的内容;
ServletResponse接口
Servlet通过ServletResponse对象来生成响应结果。
ServletResponse接口定义了一系列与生成响应结果相关的方法,例如:
- setCharacterEncoding() —— 设置相应正文的字符编码。响应正文的默认字符编码为ISO-8859-1;
- setContentLength() —— 设置响应正文的长度;
- setContentType() —— 设置响应正文的MIME类型;
- getCharacterEncoding() —— 获得响应正文的字符编码
- getContentType() —— 获得响应正文的MIME类型
- setBufferSize() —— 设置用于存放响应正文数据的缓冲区的大小
- getBufferSize() —— 获得用于存放响应正文数据的缓冲区的大小;
- reset() —— 清空缓冲区内的正文数据,并且清空响应状态代码及响应头
- resetBuffer() —— 仅仅清空缓冲区的正文数据,不清空响应状态代码及响应头;
- flushBuffer() —— 强制性地把缓冲区内的响应正文数据发送到客户端;
- isCommitted() —— 返回一个boolean类型的值,如果为true,表示缓冲区内的数据已经提交给客户,即数据已经发送到客户端;
- getOutputStream() —— 返回一个ServletOutputStream对象,Servlet用它来输出二进制的正文数据;
- getWriter() —— 返回一个PrinterWriter对象,Servlet用它来输出字符串形式的正文数据;
ServletResponse中响应正文的默认MIME类型是text/plain,即纯文本类型,而HttpServletResponse中响应正文的默认MIME类型为text/html,即HTML文档类型。
为了提高输出数据的效率,ServletOutputStream和PrintWriter首先把数据写到缓冲区内。当缓冲区内的数据被提交给客户后,ServletResponse的isComitted方法返回true。在以下几种情况下,缓冲区内的数据会被提交给客户,即数据被发送到客户端:
- 当缓冲区内的数据已满时,ServletOutPutStream或PrintWriter会自动把缓冲区内的数据发送给客户端,并且清空缓冲区;
- Servlet调用ServletResponse对象的flushBuffer方法;
- Servlet调用ServletOutputStream或PrintWriter对象的flush方法或close方法;
为了确保SerlvetOutputStream或PrintWriter输出的所有数据都会被提交给客户,比较安全的做法是在所有数据都输出完毕后,调用ServletOutputStream或PrintWriter的close()方法(Tomcat中,会自动关闭)。
如果要设置响应正文的MIME类型和字符编码,必须先调用ServletResponse对象的setContentType()和setCharacterEncoding()方法,然后再调用ServletResponse的getOutputStream()或getWriter()方法,提交缓冲区内的正文数据;只有满足这样的操作顺序,所做的设置才能生效。
HttpServletResponse接口
HttpServletResponse接口提供了与HTTP协议相关的一些方法,Servlet可通过这些方法来设置HTTP响应头或向客户端写Cookie。
- addHeader() —— 向HTTP响应头中加入一项内容
- sendError() —— 向客户端发送一个代表特定错误的HTTP响应状态代码
- setHeader() —— 设置HTTP响应头中的一项内容,如果在响应头中已经存在这项内容,则原来的设置被覆盖
- setStatus() —— 设置HTTP响应的状态代码
- addCookie() —— 向HTTP响应中加入一个Cookie
在HttpServletResponse接口中定义了一些代表HTTP响应状态代码的静态常量。
ServletConfig接口
当Servlet容器初始化一个Servlet对象时,会为这个Servlet对象创建一个ServletConfig对象。
在Servlet对象中包含了Servlet的初始化参数信息。
ServletConfig接口中定义了以下方法:
- getInitParameter(String name) —— 返回匹配的初始化参数值
- getInitParameterNames() —— 返回一个Enumeration对象,里面包含了所有的初始化参数名
- getServletContext() —— 返回一个ServletContext对象
- getServletName() —— 返回Servlet的名字,即web.xml文件中相应<servlet>元素的<servlet-name>子元素的值;如果没有为servlet配置<servlet-name>子元素,则返回Servlet类的名字
HttpServlet类继承了GenericServlet类,而GenericServlet类实现了ServletConfig接口,因此HttpServlet或GenericServlet类及子类中都可以直接调用ServletConfig接口中的方法。
ServletContext接口
ServletContext是Servlet与Servlet容器之间直接通信的接口。
Servlet容器在启动一个Web应用时,会为它创建一个ServletContext对象。每个Web应用都有唯一的ServletContext对象,可以把ServletContext对象形象地理解为Web应用的总管家,同一个Web应用中的所有Servlet对象都共享一个ServletContext,Servlet对象可以通过其访问容器中的各种资源。
ServletContext接口提供的方法可以分为以下几种类型:
- 用于在web应用范围内存取共享数据的方法:
- setAttribute(String name, Object object) —— 把一个Java对象与一个属性名绑定,并存入到ServletContext中;
- getAttribute() —— 返回指定数姓名的属性值
- getAttributeNames() —— 返回一个Enumeration对象,包含所有存放在ServletContext中的属性名
- removeAttributes() —— 从ServletContext中删除匹配的属性
访问当前Web应用的资源:
- getContextPath() —— 返回当前Web应用的URL入口
- getInitParameter() —— 返回Web应用范围内的匹配的初始化参数值。在web.xml中,直接在<web-app>根元素下定义的<context-param>元素表示应用范围内的初始化参数
- getServletContextName() —— 返回Web应用的名字,即web.xml文件中<display-name>元素的值
- getRequestDispatcher() —— 返回一个用于向其他WEB组件转发请求的RequestDispatcher对象
访问Servlet容器中的其他WEB应用:访问Servlet容器的相关信息:访问服务器端的文件系统资源:- getRealPath() —— 根据参数指定的虚拟路径,返回文件系统中的一个真实的路径
- getResources() —— 返回一个映射到参数指定的路径的URL
- getResourceAsStream() —— 返回一个用于读取参数指定的文件的输入流
- getMimeType() —— 返回参数指定的文件MIME类型
输出日志:- log(String msg) —— 向Servlet的日志文件中写日志
- log(String message, Throwable throwable) —— 向Servlet的日志文件中写入错误日志,以及异常的堆栈信息
Servlet相关类的关系
与Servlet主动关联的是三个类,分别是ServletConfig,ServletRequest和ServletResponse。这三个类都是通过容器传递给Servlet的;其中,ServletConfig是在Servlet初始化时传给Servlet的,后两个是在请求到达时调用Servlet传递过来的。
对于Request和Response,以TOMCAT为例,tomcat接到请求首先将会创建org.apache.coyote.Request和org.apache.coyote.Response,这两个类是Tomcat内部使用的描述一次请求和相应的信息类,它们是一个轻量级的类,作用就是在服务器接收到请求后,经过简单解析将这个请求快速分配给后续线程去处理。接下来当交给一个用户线程去处理这个请求时又创建org.apache.catalina.connector.Request和org.apache.catalina.connector.Response对象。这两个对象一直贯穿整个Servlet容器直到要传给Servlet,传给Servlet的是Request和Response的Facade类。
Request和Response的转变过程:
Servlet如何工作
当用户从浏览器向服务器发起的一个请求通常会包含如下信息:
hostname和port用来与服务器建立TCP连接,后面的URL用来选择在服务器中哪个子容器服务用户的请求。
在Tomcat7中,这种映射工作由专门的一个类完成:org.apache.tomcat.util.http.mapper,这个类保存了tomcat的container容器中的所有子容器的信息。org.apache.catalina.connector.Request类在进入Container容器之前,Mapper将会根据这次请求的hostname和contextpath将host和context容器设置到Request的mappingData属性中,所以当Request进入container容器之前,对于它要访问哪个子容器就已经确定了。
Servlet的实际使用
- 我们自己定义的servlet通常去继承HttpServlet或GenericServlet类。
- 采用MVC框架的实现中,其基本原理是将所有的请求都映射到一个Servlet,然后去实现servie方法,这个方法也就是MVC框架的入口
原文出处:【Java.Web】Servlet —— Servlet的类的体系结构