漫谈Servlet技术

1、要谈到Servlet技术，不得不先谈谈动态网页的概念。

     编写过网页的人都知道，浏览器能够根据HTML静态标记语言来显示各式各样的网页。但是如果我们需要在网页上完成一些业务逻辑：比如登陆验证。或者说网页显示的内容在服务器的数据库中。如果是这样，除了负责显示的HTML标记之外，必须还要有完成这些业务功能的代码存在。这种网页我们就叫做动态网页。

对于静态网页而言，服务器上存在的是一个个纯HTML文件。当客户端浏览器发出HTTP请求时，服务器可以根据请求的URL找到对应的HTML文件，并将HTML代码返回给客户端浏览器。

     但是对于动态网页，服务器上除了找到需要显示的HTML标记外，还必须执行所需要的业务逻辑，然后将业务逻辑运算后的结果和需要显示的HTML标记一起生成新的HTML代码。最后将新的带有业务逻辑运算结果的HTML代码返回给客户端。

2、可想而知，动态内容对于网页意味着什么。为了实现动态网页的目标，Sun公司前扑后继，努力了数十年。

     最初，Applet是为了实现这个目标的一种最早的尝试。可以这样说，Java最初能红的原因就是依靠了它在浏览器上的表现。Applet程序使得客户在浏览器端品尝到了动态交互的美妙滋味。

    与此同时，开发人员也在研究如何使用服务器平台实现这个目标。开始的时候，公共网关接口（Common Gateway Interface ，CGI）脚本是生成动态内容的主要技术。虽然使用得非常广泛，但CGI脚本技术有很多的缺陷，这包括平台相关性和缺乏可扩展性。为了避免这些局限性，Java Servlet技术因应而生，它能够以一种可移植的方法来提供动态的、面向用户的内容。

3、Servlet由来
　　servlet是在服务器上运行的小程序。这个词是在Java applet的环境中创造的，Java applet是一种当作单独文件跟网页一起发送的小程序，它通常用于在客户端运行，结果得到为用户进行运算或者根据用户互作用定位图形等服务。　
　　服务器上需要一些程序，常常是根据用户输入访问数据库的程序。这些通常是使用公共网关接口（CGI）应用程序完成的。然而，在服务器上运行Java，这种程序可使用Java编程语言实现。在通信量大的服务器上，Java servlet的优点在于它们的执行速度更快于CGI程序。各个用户请求被激活成单个程序中的一个线程，而创建单独的程序，这意味着各个请求的系统开销比较小。
　　最早支持Servlet技术的是JavaSoft的Java Web Server。此后，一些其它的基于Java的WebServer开始支持标准的ServletAPI。Servlet的主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容。这个过程为：
　　客户端发送请求至服务器端；
　　服务器将请求信息发送至Servlet
　　Servlet生成响应内容并将其传给Server。响应内容动态生成，通常取决于客户端的请求
　　服务器将响应返回给客户端
　　Servlet看起来像是通常的Java程序。Servlet导入特定的属于Java ServletAPI的包。因为是对象字节码，可动态地从网络加载，可以说Servlet对Server就如同Applet对Client一样，但是，由于Servlet运行于Server中，它们并不需要一个图形用户界面。从这个角度讲，Servlet也被称为FacelessObject。
　　一个servlet就是Java编程语言中的一个类，它被用来扩展服务器的性能，服务器上驻留着可以通过“请求-响应”编程模型来访问的应用程序。虽然servlet可以对任何类型的请求产生响应，但通常只用来扩展Web服务器的应用程序。

4、Servlet生命周期
　　装载Servlet。这项操作一般是动态执行的。然而，Server通常会提供一个管理的选项，用于在Server启动时强制装载和初始化特定的Servle t。
　　Server创建一个Servlet的实例
　　Server调用Servlet的init()方法
　　一个客户端的请求到达Server
　　Server创建一个请求对象
　　Server创建一个响应对象
　　Server激活Servlet的service()方法，传递请求和响应对象作为参数
　　service()方法获得关于请求对象的信息，处理请求，访问其他资源，获得需要的信息
　　service()方法使用响应对象的方法，将响应传回Server，最终到达客户端。service()方法可能激活其它方法以处理请求，如doGet()或doPost()或程序员自己开发的新的方法。
　　对于更多的客户端请求，Server创建新的请求和响应对象，仍然激活此Servlet的service()方法，将这两个对象作为参数传递给它。如此重复以上的循环，但无需再次调用init()方法。一般Servlet只初始化一次(只有一个对象),当Server不再需要Servlet时(一般当Server关闭时)，Server调用Servlet的Destroy()方法。

5、Servlet的工作模式
　　客户端发送请求至服务器
　　服务器启动并调用Servlet，Servlet根据客户端请求生成响应内容并将其传给服务器
　　服务器将响应返回客户端

4、HTTPServlet应用编程接口
 
     这里介绍javax.servlet.http.HttpServlet，该类使用一个HTML表格来发送和接收数据。要创建一个 HTTP Servlet，请扩展 HttpServlet 类， 该类是用专门的方法来处理 HTML 表格的 GenericServlet 的一个子类。基本上编写Servlet程序都继承这个类。

    

      init() 方法
      在 Servlet 的生命期中，仅执行一次 init() 方法。它是在服务器装入 Servlet 时执行的。 可以配置服务器，以在启动服务器或客户机首次访问 Servlet 时装入 Servlet。 无论有多少客户机访问 Servlet，都不会重复执行 init() 。缺省的 init() 方法设置了 Servlet 的初始化参数，并用它的 ServletConfig 对象参数来启动配置，

     

      service() 方法
      service是 Servlet 的核心。每当一个客户请求一个HttpServlet 对象，该对象的service() 方法就要被调用，而且传递给这个方法一个"请求"（ServletRequest）对象和一个"响应"（ServletResponse）对象作为参数。 在 HttpServlet 中已存在 service() 方法。缺省的服务功能是调用与 HTTP 请求的方法相应的 do 功能。例如， 如果 HTTP 请求方法为 GET，则缺省情况下就调用 doGet() 。Servlet 应该为 Servlet 支持的 HTTP 方法覆盖 do 功能。因为 HttpServlet.service() 方法会检查请求方法是否调用了适当的处理方法，不必要覆盖 service() 方法。只需覆盖相应的 do 方法就可以了。

 

      destroy() 方法
      destroy()仅执行一次，即在服务器停止且卸装Servlet 时执行该方法。

　

      doGet()方法
　   当一个客户通过HTML 表单发出一个HTTP GET请求或直接请求一个URL时，doGet()方法被调用。与GET请求相关的参数添加到URL的后面，并与这个请求一起发送。当不会修改服务器端的数据时，应该使用doGet()方法。
　
      doPost()方法
　   当一个客户通过HTML 表单发出一个HTTP POST请求时，doPost()方法被调用。与POST请求相关的参数作为一个单独的HTTP 请求从浏览器发送到服务器。当需要修改服务器端的数据时，应该使用doPost()方法。

　

      GetServletConfig()方法
　   GetServletConfig()返回一个 ServletConfig 对象，该对象用来返回初始化参数和ServletContext。ServletContext 接口提供有关servlet 的环境信息。
　　
      GetServletInfo()方法
      GetServletInfo()是一个可选的方法，它提供有关servlet 的信息，如作者、版本、版权。

 

      当服务器调用sevlet 的Service()、doGet()和doPost()这三个方法时，均需要 "请求"和"响应"对象作为参数。"请求"对象提供有关请求的信息，而"响应"对象提供了一个将响应信息返回给浏览器的一个通信途径。
 
　    javax.servlet 软件包中的相关类为ServletResponse和ServletRequest，而javax.servlet.http 软件包中的相关类为HttpServletRequest 和HttpServletResponse 。Servlet 通过这些对象与服务器通信并最终与客户机通信。Servlet 能通过调用"请求"对象的方法获知客户机环境，服务器环境的信息和所有由客户机提供的信息。Servlet 可以调用"响应"对象的方法发送响应，该响应是准备发回客户机的。

5、简单的Servlet程序HelloServlet，可以传回一个HTML显示的“Hello!Servlet!2009.9.6”文字

//HelloServlet.java
//完成业务逻辑获得当前时间，并发送到浏览器显示
package com.single;
   
import java.io.*; 
import java.util.*;
import javax.servlet.*; 
import javax.servlet.http.*;  

 public class HelloServlet extends HttpServlet {     
        // doGet()处理客户端请求的Get方法。
     public void doGet(HttpServletRequest req,   HttpServletResponse res) throws ServletException, IOException 
        {
               String dateNow = this.getDateNow();
               //HttpServletResponse对象可以获得奖响应返回给浏览器的通信途径(PrintWriter)。
          res.setContentType("text/html");         
                PrintWriter out = res.getWriter();          
                out.println("<html>");         
                out.println("<head>");        
                out.println("<title>Hello!Servlet!</title>");        
                out.println("</head>");         
                out.println("<body>");         
                out.println("<h1><b>Hello!Servlet!</b></h1>"+dateNow);         
                out.println("</body>");         
                out.println("</html>");     
       } 

       private String getDateNow()
       {
             SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd");
             return sdf.format(new Date());
       }
  }

 

为了能编译上面的类，必须将servlet-api.jar加入到CLASSPATH中，在Tomcat中servlet-api.jar是放在common/lib目录下的。然后编译此HelloServlet.java。假如你的Web应用程序位于webapps/myServlet下，则将HelloServlet.class放置webapps/myServlet/WEB-INF/classes中。
  
      为了要让容器能知道这个Servlet的存在并实例化，还必须配置WEB-INF/web.xml： 

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>  
  <web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee           http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-app_2_4.xsd"     version="2.4">      
      <description>
           My Servlet Examples.     
      </description>     

      <display-name>Servlet Examples</display-name>      
  
      <servlet>         
           <servlet-name>hello</servlet-name>         
           <servlet-class>com.single.HelloServlet</servlet-class>     
      </servlet>     
  
      <servlet-mapping>         
           <servlet-name>hello</servlet-name>         
           <url-pattern>/helloServlet</url-pattern>     
      </servlet-mapping>   
  </web-app>

 

     在容器对Servlet实例化对象时, 容器会为每一个注册的<servlet-name>实例化一个<servlet-class>指定的类别,而<url- pattern>用于指定与 <servlet-name>对应的Servlet实例，经由这么指定，在启动Tomcat之后，你可以通过这样的网址来执行Servlet：
        http://localhost:8080/myServlet/helloServlet
  当然，如果你想要的话，也可以在<url-pattern>中伪装Servlet，例如伪装成PHP网页，就设定为/helloworld.php。这时网址就成了：
        http://localhost:8080/myServlet/helloworld.php

 

6、Servlet 与 Applet 的比较
　　相似之处：
　　* 它们不是独立的应用程序，没有main()方法。
　　* 它们不是由用户或程序员调用，而是由另外一个应用程序(容器)调用。
　　* 它们都有一个生存周期，包含init()和destroy()方法。
　　不同之处：
　　* Applet具有很好的图形界面(AWT)，与浏览器一起，在客户端运行。
　　* Servlet 则没有图形界面，运行在服务器端。

7、Servlet与传统CGI的比较
　　Java Servlet 与 CGI(Common Gateway Interface 公共网关接口) 的比较:
　　与传统的CGI和许多其他类似CGI的技术相比，Java Servlet具有更高的效率，更容易使用，功能更强大，具有更好的可移植性，更节省投资。在未来的技术发展过程中，Servlet有可能彻底取代CGI。
　　在传统的CGI中，每个请求都要启动一个新的进程，如果CGI程序本身的执行时间较短，启动进程所需要的开销很可能反而超过实际执行时间。而在Servlet中，每个请求由一个轻量级的Java线程处理(而不是重量级的操作系统进程)。
　　在传统CGI中，如果有N个并发的对同一CGI程序的请求，则该CGI程序的代码在内存中重复装载了N次；而对于Servlet，处理请求的是N个线程，只需要一份Servlet类代码。在性能优化方面，Servlet也比CGI有着更多的选择。
　　* 方便 　
　　Servlet提供了大量的实用工具例程，例如自动地解析和解码HTML表单数据、读取和设置HTTP头、处理Cookie、跟踪会话状态等。
　　* 功能强大
　　在Servlet中，许多使用传统CGI程序很难完成的任务都可以轻松地完成。例如，Servlet能够直接和Web服务器交互，而普通的CGI程序不能。Servlet还能够在各个程序之间共享数据，使得数据库连接池之类的功能很容易实现。
　　* 可移植性好
　　Servlet用Java编写，Servlet API具有完善的标准。因此，为IPlanet Enterprise Server写的Servlet无需任何实质上的改动即可移植到Apache、Microsoft IIS或者WebStar。几乎所有的主流服务器都直接或通过插件支持Servlet。
　　* 节省投资 　
　　不仅有许多廉价甚至免费的Web服务器可供个人或小规模网站使用，而且对于现有的服务器，如果它不支持Servlet的话，要加上这部分功能也往往是免费的(或只需要极少的投资)。

8、Java Servlet 与 JSP 的比较
　　JavaServer Pages(JSP) 是一种实现普通静态HTML和动态HTML混合编码的技术，JSP并没有增加任何本质上不能用Servlet实现的功能。但是，在JSP中编写静态 HTML更加方便，不必再用println语句来输出每一行HTML代码。更重要的是，借助内容和外观的分离，页面制作中不同性质的任务可以方便地分开：比如，由页面设计者进行HTML设计，同时留出供Servlet程序员插入动态内容的空间。

      JSP事实上也是转变为Servlet，骨子里还是个Servlet程序。JSP会在第一次执行页面时转化为Servlet的.java原始代码，然后再编译为.class，之后实例化对象并载入JVM中。至于具体如何转化为Servlet,这里不过多的说明，总之，JSP在服务器端的执行过程就是Servlet程序的执行过程。

 

7、总结

  对于J2EE标准而言，所有动态网页在服务器端得执行过程都与Servlet息息相关。可以说Servlet是J2EE标准下Web应用程序开发的基本技术。搞懂Servlet对提高J2EE应用程序开发能力有重要的意义。