Java Servlet是與平台無關的服務器端組件，運行於Servlet容器中(如Tomcat)，Servlet容器負責Servlet和客戶端的通信以及調用Servlet的方法，Servlet和客戶端的通信采用“請求/響應”的模式。Servlet可完成以下功能：
1、創建並返回基於客戶請求的動態HTML頁面。
2、創建可以嵌入到現有HTML頁面中的HTML片段。
3、與其它服務器資源（如數據庫或基於Java的應用程序）進行通信。
4、接收多個客戶端的輸入，並將結果廣播到多個客戶端上，例如，Servlet可以實現支持多個參與者的游戲服務器。
5、根據客戶請求采用特定的MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions）類型對數據過濾，例如進行圖像格式轉換。
Servlet的框架由兩個包組成：javax.servlet和javax.servlet.http。在javax.servlet包中定義了所有Servlet類必須實現或擴展的通用接口和類。在javax.servlet.http包中定義了采用HTTP協議通信的HttpServlet類。
Servlet框架的核心是javax.servlet.Servlet接口，所有的Servlet類都必須實現這個接口。Servlet接口定義的方法如下：
1、init方法，負責初始化Servlet對象。
2、service方法，負責響應客戶端的請求。
3、destroy方法，當Servlet對象退出生命周期時，負責釋放占用的資源。
4、getServletConfig方法，獲得ServletConfig接口，可以得到Servlet的相關參數。
5、getServletInfo方法，獲得Servlet的相關信息。
在javax.servlet包中，GenericServlet類實現了Servlet接口，在javax.servlet.http包中，HttpServlet類擴展了GenericServlet
類。當用戶開發自己的Servlet時，必須擴展以上兩個類中的一個，如果擴展自GenericServlet類，則必須自己實現service方法，
如果擴展自HttpServlet類，則不需要自己實現service方法，因為HttpServlet類已經實現了該方法。
GenericServlet類的service方法是一個抽象方法，只有兩個參數：ServletRequest和ServletResponse。HttpServlet類的service方法也只有兩個參數：HttpServletRequest和HttpServletResponse。HttpSevletRequest接口和HttpResponse接口分別擴展自ServletRequest和ServletResponse接口，都提供了與特定協議HTTP相關的數據。
ServletRequest接口的方法如下：
getAttribute 獲得屬性值
getContentType 獲得客戶請求數據的MIME類型。
getInputStream 獲得可以讀取客戶請求數據的輸入流。
getParameter 獲得參數值
getRemoteAddr 獲得客戶端的IP
getRemoteHost 獲得客戶端的主機名
getRemotePort 獲得客戶端的端口
setAttribute 設置屬性值。
ServletResponse接口的方法如下：
getOutputStream 獲得可以向客戶羰發送二進制數據的輸出流對象ServletOutputStream
getWriter 獲得可以向客戶端發送字符數據的PrintWriter對象
getCharacterEncoding 獲得Servlet發送的響應數據的字符編碼
getContentType 返回Servlet發送的響應數據的MIME類型
setCharacterEncoding 設置Servlet發送的響應數據的字符編碼。
setContentType 設置Servlet發送的響應數據的MIME類型。
Servlet的init方法有如下兩種形式：
public void init(ServletConfig config) throws ServletException
public void init() throws ServletException
在Servlet的初始化分階段，Servlet容器會為Servlet創建一個ServletConfig對象，用來存放Servlet的初始化配置信息，如Servlet的初始參數。如果Servlet覆蓋了帶參數的init方法，則必須在函數體內先調用super.init(config); 以確保config參數引用了ServletConfig對象。如果Servlet覆蓋了沒有帶參數的init方法，則不需要調用super.init(); 方法，可以通過調用getServletConfig()方法來獲得ServletConfig對象。
Servlet容器會為Web應用創建一個唯一的全局的ServletContext對象，可以把它看成是一個Web應用的服務器端組件的共享內存。它有如下方法：
etAttribute(String name,Object obj) 將一個對象與一個屬性名綁定，並存放到
ServletContext中
getAttribute(String name) 獲得指定名稱的屬性值。
removeAttribute(String name) 刪除指定名稱的屬性。
getAttributeNames() 返回所有屬性名的一個Enumeration對象。
getInitParameter(String name) 獲得指定名稱的參數值,該參數是Web應用的初始化參數.
getInitParameterNames() 返回Web應用的所有初始化參數的名稱的Enumeration對象.
getMimeType(String file) 返回文件的MIME類型.
getRealPath(String path) 返回網絡路徑path對應的文件系統路徑.
getServerInfo() 返回Servlet容器的名稱和版本
注意: 一般在HptpServlet的子類中,將doPost方法的實現合並到doGet方法中,也就是在doPost方法中簡單地調用doGet方法.因為一般情況下對於Get和Post請求,它們都是一樣的處理.
編譯了Servlet后,將它打包成jar放到WEB-INF/lib目錄下,或將Servlet的class文件放到WEB-INF/classes/目錄下,再在WEB-INF/web.xml配置文件中配置這些servlet,就可以在Web應用中訪問servlet了,配置如下:
<servlet>
<servlet-name>my_servlet</servlet-name>
<servlet-class>com.mycompany.ServletClass1</servlet-class>
< init-param> <!--定義servlet的初始化參數, 可以有多個init-param參數-->
< param-name>iParam< /param-name>
< param-value>2< /param-value>
< /init-param>
< load-on-startup>2< /load-on-startup> <!--定義servlet的加載順序-->
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>my_servlet</servlet-name>
<url-pattern>*.hello</url-pattern>
</servlet-mapping>
Session相關
在Servlet API中定義了javax.servlet.http.HttpSession接口，Servlet容器必須實現這一個接口。當一個Session開始時，Servlet容器將創建一個HttpSession對象，在HttpSession對象中可以存放客戶狀態的信息。Servlet容器為HttpSession對象分配一個唯一的標識符，叫做Session ID，Servlet容器把Session ID作為Cookie保存在客戶的瀏覽器中，每次客戶發出HTTP請求時，Servlet容器可以從HttpRequest對象中讀取Session ID，然后根據Session ID找到相應的HttpSession對象，從而獲得客戶的狀態信息。HttpSession接口有如下方法：
getId() 返回Session ID
invalidate() 使當前的Session失效，Servlet容器會釋放HttpSession對象占用的資源。
setAttribute(String name,Object obj) 將一對name/value屬性保存到HttpSession對象中。
getAttribute(String name) 返回名字為name的屬性值。
getAttributeNames() 返回HttpSession對象中所有的屬性名。
isNew() 判斷這個Session是不是新創建的。
setMaxInactiveInterval() 設定Session可以處於不活動狀態的最大時間（以秒為單位）， 超過這個時間，Session就會自動失效，如果設置為負數，則不 限制Session的不活動狀態時間。
getMaxInactiveInterval() 返回Session可以處於不活動狀態的最大時間。
當客戶第一次訪問Web應用中支持Session的某個頁面時，就會開始一個新的Session，接下來，當客戶瀏覽這個Web應用的其它頁面時，始終處於同一個Session中。以下情況之一，Session就會失效：
1、客戶端關閉瀏覽器。
2、Session過期，即客戶在指定的最大時間內沒有與Web服務器交互。
3、服務器端調用了HttpSession的invalidate()方法。
如果客戶端瀏覽器不支持或禁用Cookie，則Servlet容器無法從客戶端瀏覽器中取得作為Cookie的Session ID，也就無法跟蹤客戶的狀態，因此客戶端的每次請求支持Session的JSP頁面時，Servlet容器都會創建一個新的HttpSession對象。對於這種情況，需要通過HttpServletResponse的encodeURL()方法重寫客戶請求的URL，它把Session ID添加到URL信息中，也就是說，對於支持Session的JSP頁面中的所有連接URL，都要調用encodeURL()方法來重寫這些URL，例如：
對於<a href=”login.jsp”/>應該改為<a href=”<%=response.encodeURL(“login.jsp”)%>”/>
這樣，即使客戶禁用Cookie，也能使用Session來跟蹤客戶的狀態信息了。
Session的持久化：
Session的持久化就是將HttpSession對象從內存中轉移到文件系統或數據庫中，這樣做的好處是：減少系統資源的占用，如果Servlet容器突然關閉或重啟，或Web應用重啟，這些持久化了的HttpSession對象可以再重新加載進來，對於客戶端，還是使用同一個Session。
Session的持久化是由Session Manager來管理的，Tomcat提供了兩個實現類：
l org.apache.catalina.session.StandarManager
l org.apache.catalina.session.PersistentManager
1、StandarManager是默認的Session Manager。它的實現機制是：當Tomcat服務器關閉或重啟，或Web應用被重新加載時，會將內存中所有的HttpSession對象保存到文件系統中，默認的文件路徑是：%CATALINA_HOME%\work\Catalina\<applicaton-name>\SESSIONS.ser
重啟Tomcat后，Tomcat服務器把SESSIONS.ser中的持久化HttpSession對象加載到內存中。
2、PersistentManager能夠把HttpSession對象保存到Session Store中，它提供了比較StandarManager更靈活的管理功能，具有容錯能力，控制內存中HttpSession對象的數目等。
Tomcat實現Session Store的接口為org.apache.catalina.session.Store，目前提供了兩個實現這一接口的類：org.apache.catalina.session.FileStore和org.apache.catalina.session.JDBCStore。FileStore會將HttpSession對象保存到文件系統中；而JDBCStore則將HttpSession對象保存到數據庫表中。
下面給出這兩個類的配置：
配置FileStore：
在server.xml中，在Web應用的<Context>元素加入<Manager>元素，例如：
<Context path=”/helloapp” docBase=”helloapp” debug=”0” reloadable=”true”>
<Manager className=”org.apache.catalina.session.PersistentManager”>
debug=0;
saveOnRestart=”true”
maxActiveSessions=”-1”
minIdleSwap=”-1”
maxIdleSwap=”-1”
maxIdleBackup=”-1”
<Store className=”org.apache.catalina.session.FileStore” directory=”mydir”/>
</Manager>
</Context>
|
屬性 |
作用 |
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className |
指定Session Manager的實現類名，或Session Store的實現類名 |
|
debug |
設定Session Manager采用的跟蹤級別，取值0到99，越小越跟蹤信息越少，發布產品時，應該設置為0，以提高性能。 |
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saveOnRestart |
如果為true，則當Tomcat關閉時，所有的有效HttpSession對象都保存到Session Store中；當Tomcat重啟時，加載這些HttpSession對象。 |
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maxActiveSessions |
設置處於活動狀態的Session的最大數目，如果超過這一數目，Tomcat把一些超過的Sessin對象保存到Session Store中。-1表示不限制。 |
|
minIdleSwap |
Session處於不活動狀態的最小時間，單位為秒，超過這一時間，Tomcat有可能把這個Session對象移到Session Store中。 |
|
maxIdleSwap |
Session處於不活動狀態的最大時間，超過這一時間，Tomcat就一定會將這個Session對象移到Session Store中。 |
|
maxIdleBackup |
Session處於不活動狀態的最大時間，超過這一時間，Tomcat就就會將這個Session對象拷貝到Session Store中進行備份。 |
|
directory |
指定Session Store在哪個文件系統目錄下存放持久化的Session對象的信息，文件名是Session ID.session。 |
配置JDBCStore:
在server.xml中，在Web應用的<Context>元素加入<Manager>元素，例如：
<Context path=”/helloapp” docBase=”helloapp” debug=”0” reloadable=”true”>
<Manager className=”org.apache.catalina.session.PersistentManager”>
debug=0;
saveOnRestart=”true”
maxActiveSessions=”-1”
minIdleSwap=”-1”
maxIdleSwap=”-1”
maxIdleBackup=”-1”
<Store className=”org.apache.catalina.session.JDBCStore”
driverName=”com.mysql.jdbc.Driver”
connectionURL=”jdbc:mysql://localhost:3306/demo?user=root password=1234”
sessionTable=”tomcat_sessions”
sessionIdCol=”session_id”
sessionDataCol=”session_data”
sessionValidCol=”session_valid”
sessionMaxInactiveCol=”max_inactive”
sessionLastAccessedCol=”last_access”
sessionAppCol=”app_name”
checkInterval=”60”
debug=”0”
/>
</Manager>
</Context>
說明：上面的元素屬性的含義與FileStore的相同，上面的配置假設在MySQL服務器上的demo數據庫的tomcat_sessions表中存放持久化Session對象的信息，這個表的結構如下：
CREATE TABLE tomcat_sessions(
session_id VARCHAR(10) NOT NULL PRIMARY KEY,
session_data MEDIUMBLOB,
session_valid CHAR(1) NOT NULL,
max_inactive INT NOT NULL,
last_access BIGINT NOT NULL,
app_name VARCHR(255),
KEY kapp_name(app_name)
);
Filter相關
Servlet過濾器是在Java Servlet規范2.3中定義的，它能夠對Servlet容器的請求和響應對象進行檢查和修改，它在Servlet被調用之前檢查Request對象，修改Request Header和Request內容；在Servlet被調用之后檢查Response對象，修改Response Header和Response內容。Servlet過濾器負責過濾的Web組件可以是Servlet、JSP或HTML文件，具有以下特點：
l Servlet過濾器可能檢查和修改ServletRequest和ServletResponse對象
l 可以指定Servlet過濾器和特定的URL關聯，只有當客戶請求訪問此URL時，才會觸發該過濾器工作
l 多個Servlet過濾器可以被串聯起來，形成管道效應，協同修改請求和響應對象
l 所有支持Java Servlet規范2.3的Servlet容器，都支持Servlet過濾器
所有的Servlet過濾器類都必須實現javax.servlet.Filter接口。該接口定義了以下3個方法：
l init(FilterConfig) 這是Servlet過濾器的初始化方法，Servlet容器創建Servlet過濾器實例后就會調用這個方法。在這個方法中可以通過FilterConfig來讀取web.xml文件中Servlet過濾器的初始化參數。
l doFilter(ServletRequest, ServletResponse, FilterChain) 這是完成實際的過濾操作的方法，當客戶請求訪問與過濾器關聯的URL時，Servlet容器先調用該方法。FilterChain參數用來訪問后續的過濾器的doFilter()方法。
l destroy() Servlet容器在銷毀過濾器實例前調用該方法，在這個方法中，可以釋放過濾器占用的資源。
下面是一個過濾器的例子，它可以拒絕列在黑名單上的客戶訪問留言簿，而且能將服務器響應客戶請求所花的時間寫入日志：
//WEB-INF/classes/NoteFilter.class
import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
public class NoteFilter implements Filter{
private FilterConfig config=null;
private String blackList=null;
public void init(FilterConfig config)throws ServletException{
this.config=config;
blackList=config.getInitParameter(“blacklist”);
}
public void destroy(){
config=null;
}
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
throws IOException, ServletException{
String userName=((HttpServletRequest)request).getParameter(“user_name”);
if(userName!=null)
userName=new String(userName.getBytes(“ISO-8859-1”),”GB2312”);
if(userName!=null && userName.indexOf(blackList)!=-1){
PrintWriter out=response.getWriter();
out.print(“<html><body>”);
out.print(“<h1>對不起，”+userName+”，你沒有權限留言</h1>”);
out.print(“</body></html>”);
out.flush();
return;
}
long before=System.currentTimeMillis();
config.getServletContext().log(“NoteFilter:before call chain.doFilter()”);
chan.doFilter(request, response);
config.getServletContext().log(“NoteFilter:after call chain.doFilter()”);
logn after=System.currentTimeMillis();
String name=””;
if(request instanceof HttpServletRequest)
name=((HttpServletRequest)request).getRequestURL();
config.getServletContext().log(“NoteFilter:”+name+”:”+(after-before)+”ms”);
}
}
發布Servlet過濾器，必須在web.xml文件中加入<filter>和<filter-mapping>元素，如下：
<filter>
<filter-name>NoteFilter</filter>
<filter-class>NoteFilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>blackList</param-name>
<param-value>搗蛋鬼</param-value>
</init-param>
<filter>
<filter-mapping>
<filter-name>NoteFilter</filter-name>
<url-pattern>/note</url-pattern>
</filter-mapping>
多個過濾器可以串連起來協同工作，Servlet容器將根據它們在web.xml中定義的先后順序，依次調用它們的doFilter()方法。而這些過濾之間的關系不需要任何配置。
Listener的作用類似於load-on-startup的Servlet,在Web應用啟動時被加載,在Web應用關閉時被銷毀，Listener用來作為Web應用的后台服務，比load-on-startup的Servlet更早被加載到Servlet容器中。自定義的Listener類必須實現ServletContextListener接口，並實現該接口的兩個方法：contextInitialized(ServletContextEvent)和contextDestroyed(ServletContextEvent)，例如：
public class GetConnListener implements ServletContextListener{
public void contextInitialized(ServletContextEvent sce){
try{
ServletContext application=sce.getServletContext();
String driver=application.getInitParameter("driver");
String url=application.getInitParameter("url");
String user=application.getInitParameter("user");
String password=application.getInitParameter("password");
Class.forName(driver);
Connection conn=DriverManager.getConnection(url, user, password);
application.setAttribute("conn", conn);
}catch(Exception e){
System.out.println("Listener中獲取數據庫連接出現異常:"+e.getMessage());
}
}
public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce){
ServletContext application=sce.getServletContext();
Connection conn=(Connection)application.getAtrribute("conn");
if(conn!=null){
try{
conn.close();
conn=null;
}catch(Exception e){}
}
}
}
Listener配置：
<listener>
<listener-class>lee.GetConnListener</listener-class>
</listener>
自定義JSP標簽庫
實現自定義標簽的處理類
JSP容器編譯JSP網頁時，遇到自定義標簽，就會調用這個標簽的處理類。標簽處理類必須擴展自javax.servlet.jsp.TagSupport類或javax.servlet.jsp.BodyTagSupport類。
1、TagSupport類的主要方法如下：
l doStartTag JSP容器遇到自定義標簽的起始標志時調用該方法。
l doEndTag JSP容器遇到自定義標簽的結束標志時調用該方法。
l setValue(String k, Object v) 在標簽處理類中設置key/value。
l getValue(String k) 在標簽處理類中獲得key對應的value。
l removeValue(String k) 在標簽處理類中刪除key/value。
l setPageContext(PageContext pc) 設置PageContext對象，由JSP容器在調用doStartTag或doEndTag方法之前調用。
l setParent(Tag t) 設置該標簽的上層標簽的處理類，由JSP容器在調用doStartTag或 doEndTag方法之前調用。
l getParent() 返回該標簽的上層標簽的處理類。
2、TagSupport類有兩個重要屬性：
l parent 該標簽的上層標簽的處理類。
l pageContext Web應用中的javax.servlet.jsp.PageContext對象，提供了保存和訪問Web應用的共享數據方法：setAttribute(String name, Object value, int scope)和getAttribute(String name, int scope)。其中scope參數用來指定屬性存在的范圍，可選值有：PageContext.PAGE_SCOPE、PageContext.REQUEST_SCOPE、PageContext.SESSION_SCOPE和PageContext.APPLICATION_SCOPE。
注意：在TagSupport的構造函數中不能訪問pageContext成員，因為此時JSP容器還沒有調用setPageContext 方法對pageContext進行初始化。
3、處理標簽的方法：
當JSP容器遇到自定義標簽的起始標志時，就會調用該標簽處理類的doStartTag()方法。doStartTag()方法返回一個整數值，用來決定程序的后續流程，有兩個可選值：Tag.SKIP_BODY和Tag.EVAL_BODY_INCLUDE。Tag.SKIP_BODY表示標簽之間的內容被忽略，例如：
<prefix:mytag>
Hello World!
</prefix:mytag>
如果這個標簽的處理類的doStartTag()方法返回Tag.SKIP_BODY，則Hello World!字符串不會顯示在網頁上。Tag.EVAL_BODY_INCLUDE表示標簽之間的內容會被處理。
當JSP容器遇到自定義標簽的結束標志時，就會調用該標簽處理類的doEndTag()方法。doEndTag()方法也返回一個整數值，表示程序的后續流程，也是有兩個可選值：Tag.SKIP_PAGE和Tag.EVAL_PAGE。Tag.SKIP_PAGE表示立刻停止執行JSP頁面，該標簽的結束標志之后的所有頁面內容全部會初忽略，任何已有的輸出內容立刻返回到客戶的瀏覽器上；Tag.EVAL_PAGE表示按正常的流程繼續執行JSP頁面的內容。
4、自定義標簽的屬性
例如：<prefix:mytag attribute1=”value1”>…</prefix:mytag>
那么在標簽處理類中必須將這個屬性作為類的成員變量，並且必須提供相應的getter和setter方法，例如：
private int attribute1;
public void setAttribute1(int value){ attribute1=value;}
public int getAttribute1(){return attribute1;}
以下是一個自定義標簽<message>的處理類的例子：
// WEB-INF/classess/mypack/MessageTag.class
package mypack;
import javax.servlet.jsp.JspException;
import javax.servlet.jsp.JspTagException;
import javax.servlet.jsp.TagSupport;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.util.Properties;
import java.io.*;
public class MessageTag extends TagSupport{
private String key=null;
public MessageTag(){}
public void setKey(String key){
this.key=key;
}
public String getKey(){
return key;
}
public int doEndTag() throws JspException{
try{
pageContext.getOut.print(key);
}catch(Exception e){
throw new JspTagException(e.getMessage());
}
return SkIP_BODY;
}
public void release(){
super.release();
}
}
創建標簽庫描述文件(Tag Library Descriptor, TLD)
TLD文件中的元素可分為3類：
l <taglib>元素用來設置標簽庫的相關信息，它有如下屬性：
tlibversion 指定標簽庫的版本
jspversion 指定JSP的版本
shortname 指定標簽庫默認的前綴名(prefix)
uri 設置標簽庫的唯一訪問標示符
info 標簽庫的說明信息
l <tag>元素用來定義一個標簽，它的屬性如下：
name 標簽的名字
tagclass 標簽的處理類
bodycontent 標簽主體(body)的內容
info 標簽的說明信息
說明：bodycontent屬性有3個可選值：empty、JSP和tagdependent。empty表示標簽沒有主體，JSP表示標簽的主體中可以加入JSP代碼，tagdependent表示標簽的主體的內容由標簽的處理類自己去處理。
l <attribute>元素用來定義標簽的屬性，它有如下屬性：
name 屬性名
required 該屬性是否必須，默認是false
rtexprvalue 該屬性的值是否可能通過”<%=…%>”的方式獲得，當設置為true時，該屬性就可以采用如下的方式設置值：<% int num=1;%> <prefix:mytag attribute1=”<%=num%>”/>
以下是一個標簽庫描述文件的例子：
<!--WEB-INF/mytag.tld-->
<?xml version=”1.0” encoding=”ISO-8859-1”?>
<!DOCTYPE taglib PUBLIC “-//Sun Microsystems,Inc.//DTD JSP TagLibrary 1.1//EN”
“http://java.sun.com/j2ee/dtds/web-jsptaglibrary_1_1.dtd”>
<taglib>
<tlibversion>1.0</tlibversion>
<jspversion>1.1</jspversion>
<shortname>mytaglib</shortname>
<uri>/mytaglib</uri>
<tag>
<name>message</name>
<tagclass>mypack.MessageTag</tagclass>
<bodycontent>empty</bodycontent>
<info>produce message by key</info>
<attribute>
<name>key</name>
<required>true</required>
<rtexprvalue>true</rtexprvalue>
</attribute>
</tag>
</taglib>
在web.xml文件中加入標簽庫的定義
<taglib>
<!--標簽庫的唯一標示符，與標簽庫描述文件中的<uri>元素的內容相同，在JSP頁面中，也要通過這個定義來使用標簽庫-->
<taglib-uri>/mytaglib</taglib-uri>
<!--指定標簽庫描述文件所在的位置-->
<taglib-location>/WEB-INF/mytaglib.tld</taglib-location>
</taglib>
在JSP頁面中使用自定義的標簽
例如：
<%@ taglib uri=”/mytaglib” prefix=”mm”%>
<html>
<body>
<mm:message key=”hello world!”/>
</body>
</html>