《Web網(wǎng)站設(shè)計(jì)與開發(fā)教程》課件第7章

第7章Servlet編程7.1從CGI到Servlet7.2Servlet生命周期7.3Servlet的開發(fā)實(shí)例

【學(xué)習(xí)提示】Servlet的本質(zhì)就是一個(gè)Java類，目的是為客戶服務(wù)。它的任務(wù)是獲取一個(gè)客戶的請求，對請求進(jìn)行相應(yīng)處理后，再發(fā)回一個(gè)響應(yīng)。本章重點(diǎn)講解Servlet如何獲取和使用客戶端請求，怎樣發(fā)送響應(yīng)或者不發(fā)送響應(yīng)直接進(jìn)行重定向讓瀏覽器完成工作，以及Servlet的整個(gè)開發(fā)、配置和使用流程。學(xué)習(xí)Servlet是掌握J(rèn)SP的基礎(chǔ)和前提，因?yàn)镴SP在首次運(yùn)行時(shí)都會被Tomcat容器自動轉(zhuǎn)換為Servlet，再次運(yùn)行時(shí)由Tomcat直接調(diào)用該Servlet。

7.1.1CGI簡介

與瀏覽器端技術(shù)從靜態(tài)向動態(tài)的演進(jìn)過程類似，Web服務(wù)端的技術(shù)也是由靜態(tài)向動態(tài)逐漸發(fā)展并完善起來的。早期的Web服務(wù)器只能簡單地響應(yīng)瀏覽器發(fā)來的HTTP請求，并將存儲在服務(wù)器上的HTML文件返回給瀏覽器，直到通用網(wǎng)關(guān)接口(CommonGatewayInterface，CGI)技術(shù)的產(chǎn)生才使得Web服務(wù)器可根據(jù)運(yùn)行時(shí)的具體情況(如數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù))動態(tài)生成HTML頁面。7.1從CGI到ServletCGI是外部應(yīng)用程序與Web服務(wù)器交互的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。1993年，CGI1.0的標(biāo)準(zhǔn)草案由美國國家超級計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心(NationalCenterforSupercomputingApplications，NCSA)提出，并于1995年制定了CGI1.1標(biāo)準(zhǔn)。把遵循CGI標(biāo)準(zhǔn)編寫的服務(wù)器端的可執(zhí)行程序稱為CGI程序。隨著CGI技術(shù)的普及，聊天室、論壇、電子商務(wù)、搜索引擎等各式各樣的Web應(yīng)用蓬勃興起，使得互聯(lián)網(wǎng)真正成為信息檢索、信息交換和信息處理的超級工具。

CGI技術(shù)允許服務(wù)端的應(yīng)用程序根據(jù)客戶端的請求，動態(tài)生成HTML頁面，這使客戶端和服務(wù)器端的動態(tài)信息交換成為了可能。絕大多數(shù)的CGI程序被用來解釋處理用戶在HTML文件的表單中所輸入的信息，然后在服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的處理并將結(jié)果信息動態(tài)編寫為HTML文件反饋給瀏覽器。

CGI程序大多是編譯后的可執(zhí)行程序，其編程語言可以是C、C++、Pascal或Perl等程序設(shè)計(jì)語言。其中，Perl的跨操作系統(tǒng)、易于修改等特性使它成為CGI的主要編程語言。目前幾乎所有的Web服務(wù)器都支持CGI。CGI程序的工作過程如圖7-1所示，具體流程如下：

(1)用戶指示瀏覽器訪問一個(gè)URL；

(2)瀏覽器通過HTML表單或超鏈接請求指向一個(gè)CGI程序的URL；

(3)

Web服務(wù)器收到請求，并在服務(wù)器端執(zhí)行所指定的CGI程序；

(4)

CGI程序根據(jù)參數(shù)執(zhí)行所需要的操作；

(5)

CGI程序把結(jié)果格式化為HTML網(wǎng)頁；

(6)

Web服務(wù)器把結(jié)果返回到瀏覽器中。

圖7-1CGI的基本操作

雖然CGI技術(shù)為Web服務(wù)器端帶來了動態(tài)生成HTML文檔的能力，但CGI的缺點(diǎn)也是較為明顯的：CGI的應(yīng)用程序一般都是一個(gè)獨(dú)立的可執(zhí)行程序，每一個(gè)用戶的請求都會激活一個(gè)CGI進(jìn)程。當(dāng)用戶請求數(shù)量非常大時(shí)，大量的CGI程序就會吞噬系統(tǒng)資源，造成Web服務(wù)器運(yùn)行效率低下。另外，在CGI程序設(shè)計(jì)過程中，代碼編寫方式(在語言中不斷嵌入HTML文檔片段)、調(diào)試等環(huán)節(jié)非常繁瑣，開發(fā)效率不高。7.1.2ISAPI與NSAPI簡介

ISAPI(InternetServerAPI)與NSAPI(NetscapeServerAPI)是分別由Microsoft公司和Netscape公司定義的Web服務(wù)器應(yīng)用程序編程接口。雖然兩種技術(shù)所支持的Web服務(wù)器產(chǎn)品不同，但它們的定位和原理相似，以下主要討論ISAPI。

ISAPI與CGI的工作原理相似，都是通過交互式網(wǎng)頁獲取用戶輸入的信息，然后交服務(wù)器后臺處理。ISAPI與CGI最大的區(qū)別在于：在ISAPI下建立的應(yīng)用程序都是以動態(tài)鏈接庫(DLL)的形式存在的。基于ISAPI進(jìn)程需要的系統(tǒng)資源也較CGI少，因此ISAPI的運(yùn)行效率要顯著高于CGI程序。可以使用ISAPI篩選器來過濾瀏覽器端與服務(wù)器端之間來回傳送的數(shù)據(jù)，如登錄數(shù)據(jù)或URL請求等。當(dāng)發(fā)生選定事件時(shí)相應(yīng)的篩選器就被調(diào)用，通過這種機(jī)制，網(wǎng)站可以監(jiān)視或更改瀏覽器端與服務(wù)器端之間傳送的數(shù)據(jù)。ISAPI篩選器常用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的權(quán)限控制、自定義加密、自定義壓縮和用戶訪問日志等功能。

能夠用來開發(fā)ISAPI程序的語言有VisualC++、VisualBasic、BorlandC++

和Delphi等，支持ISAPI程序運(yùn)行的Web服務(wù)器主要是Microsoft公司的IIS(InternetInformationServices)服務(wù)器。支持NSAPI程序運(yùn)行的Web服務(wù)器主要是Netscape公司的EnterpriseServer和Sun公司的JavaWebServer等產(chǎn)品。7.1.3Servlet簡介

與CGI程序類似，Servlet程序也是一種Web服務(wù)器端的應(yīng)用程序，可以根據(jù)用戶的需求動態(tài)生成Web頁面。Servlet程序由Java語言開發(fā)，由Web服務(wù)器進(jìn)行加載，并在服務(wù)器端的Java虛擬機(jī)中運(yùn)行。

在大量用戶訪問的Web服務(wù)器上，Servlet的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在它的執(zhí)行速度快于CGI程序。每個(gè)用戶請求被激活成一個(gè)線程而非單獨(dú)的進(jìn)程，這意味著服務(wù)器端處理請求的系統(tǒng)開銷將明顯降低。這一點(diǎn)非常類似于ISAPI的運(yùn)行機(jī)理。

Servlet的基本結(jié)構(gòu)代碼如下：

importjava.io.*;

importjavax.servlet.ServletException;

importjavax.servlet.http.HttpServlet;

importjavax.servlet.http.HttpServletRequest;

importjavax.servlet.http.HttpServletResponse;

/*上面是servlet必須引入的類*/

publicclasstestextendsHttpServlet{//Servlet繼承父類HttpServlet

publictest(){//該對象的構(gòu)造方法

super();

}

publicvoiddestroy(){//銷毀該Servlet

super.destroy();//繼承父類的destroy()方法

}

publicvoiddoDelete(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsServletException,IOException{/*當(dāng)收到一個(gè)HTTP的delete請求時(shí)調(diào)用該方法，參變量request表示從客戶端到服務(wù)器端發(fā)送的請求，參變量response表示從服務(wù)器端到客戶端發(fā)送的響應(yīng)，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)拋出ServletException和IOException異常*/

}

publicvoiddoGet(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsServletException,IOException{

/*當(dāng)客戶端發(fā)送請求的方式為get時(shí)調(diào)用該方法，即通過瀏覽器直接請求該Servlet或者表單中method的值為get*/

response.setContentType("text/html");

PrintWriterout=response.getWriter();

out.println("<!DOCTYPEHTMLPUBLIC\"-//W3C//DTDHTML4.01Transitional//EN\">");

out.println("<HTML>");

out.println("<HEAD><TITLE>AServlet</TITLE></HEAD>");

out.println("<BODY>");

out.print("Thisis");

out.print(this.getClass());

out.println(",usingtheGETmethod");

out.println("</BODY>");

out.println("</HTML>");

out.flush();

out.close();

}

publicvoiddoPost(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsServletException,IOException{

/*當(dāng)客戶端發(fā)送請求的方式為post時(shí)調(diào)用該方法，即表單的method值為post*/

doGet(request,response);//直接調(diào)用doGet方法

}

publicvoiddoPut(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsServletException,IOException{

//當(dāng)接收到put請求時(shí)調(diào)用該方法

//Putyourcodehere

}

publicStringgetServletInfo(){//返回Servlet的相關(guān)信息，例如作者等

return"ThisismydefaultservletcreatedbyEclipse";

}

publicvoidinit()throwsServletException{//Servlet的初始化方法

//Putyourcodehere

}

}

在上述Servlet的所有方法中doGet()和doPost()方法體現(xiàn)了Servlet的主要功能，要根據(jù)具體的請求方式來確定寫doGet()方法還是doPost()方法。

前面章節(jié)中介紹了同樣是基于Java的網(wǎng)站設(shè)計(jì)技術(shù)Applet。與Servlet比較，兩者具有的相似之處包括：

(1)它們都不是獨(dú)立的應(yīng)用程序，沒有main()方法；

(2)它們都不是由用戶或程序員調(diào)用，而是由另外一個(gè)應(yīng)用程序(瀏覽器或服務(wù)器)

調(diào)用；

(3)它們都包含init()和destroy()方法，用來定義生命周期。但Applet與Servlet又具有很大不同：Applet具有圖形界面，在客戶端運(yùn)行；而Servlet則沒有圖形界面，在服務(wù)器端運(yùn)行。

最早支持Servlet技術(shù)的是JavaWebServer。此后，基于Java的穩(wěn)定性和跨平臺性等優(yōu)點(diǎn)，大量的Web服務(wù)器開始支持標(biāo)準(zhǔn)的ServletAPI。

Servlet容器(即Tomcat)會全盤控制Servlet的一生，它會創(chuàng)建請求和響應(yīng)對象，為Servlet創(chuàng)建一個(gè)新線程或分配一個(gè)線程，同時(shí)調(diào)用Servlet的service()方法，傳遞請求和響應(yīng)對象的引用作為參數(shù)。容器還會對創(chuàng)建的Servlet實(shí)例進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芾?，服?wù)器內(nèi)存不夠時(shí)，要撤銷較老的未用實(shí)例。因此，每個(gè)Servlet都有一個(gè)生命期。7.2Servlet生命周期容器創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例時(shí)，生命期開始；容器把該實(shí)例從服務(wù)中刪除并撤銷時(shí)，生命期終止。如圖7-2所示的Servlet生命周期說明了初始化和撤銷等重要事件何時(shí)發(fā)生。

圖7-2Servlet的生命周期上述生命周期可以概括為以下四個(gè)步驟：

(1)第一次訪問一個(gè)Servlet時(shí)，Web容器會加載類并創(chuàng)建它的一個(gè)實(shí)例。所謂的Web容器就是為Servlet提供運(yùn)行環(huán)境，Servlet的運(yùn)行必須依賴于Web容器，不能獨(dú)立于容器運(yùn)行。前面提到的Tomcat即為Web容器。當(dāng)容器收到第一個(gè)請求時(shí)，會創(chuàng)建一個(gè)Servlet實(shí)例，即運(yùn)行Servlet類的無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)。

(2)如果需要，要初始化這個(gè)實(shí)例。用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的實(shí)例只是一個(gè)普通的對象，而不是一個(gè)Servlet。要想成為一個(gè)Servlet，必須進(jìn)行初始化，使其具備一些“Servlet特性”，能為客戶請求提供服務(wù)。初始化工作由容器即Tomcat完成。對于創(chuàng)建的每個(gè)Servlet實(shí)例，初始化工作應(yīng)當(dāng)只完成一次，而且要通過調(diào)用該Servlet的init()方法完成。服務(wù)器一旦初始化了一個(gè)Servlet，這個(gè)Servlet就處于準(zhǔn)備狀態(tài)，可以在任何時(shí)刻調(diào)用此Servlet來處理到來的請求。

(3)維護(hù)這個(gè)實(shí)例，處理到來的請求。每個(gè)客戶請求到來時(shí)，容器會開啟一個(gè)新線程，或者從線程池分配一個(gè)線程，并調(diào)用Servlet的service()方法。該方法根據(jù)請求的HTTP方法(GET、POST等)來調(diào)用doGet()或doPost()方法。一般在doGet()或doPost()中寫客戶自己的代碼。客戶的Web應(yīng)用想要做什么，就由這個(gè)方法負(fù)責(zé)。

容器可以在Servlet的這個(gè)階段對該Servlet調(diào)用多次service()方法，通過運(yùn)行多個(gè)線程來處理對一個(gè)Servlet的多個(gè)請求，如圖7-3所示。對應(yīng)每個(gè)客戶請求，會生成一對新的請求和響應(yīng)對象。

圖7-3Servlet線程分配

(4)如果需要為新的Servlet實(shí)例讓出空間，則刪除Servlet實(shí)例。Servlet的生命周期中，大多數(shù)時(shí)間一般都是在為到來的請求提供服務(wù)。如果一個(gè)服務(wù)器負(fù)載過重，可能會出現(xiàn)這樣一些情況，即需要加載新的Servlet，但是沒有足夠的內(nèi)存資源來保證安全的加載。在這些情況下，容器中的資源管理邏輯就可能會從服務(wù)中選擇刪除一個(gè)Servlet實(shí)例。在所有情況下，這個(gè)資源管理邏輯都會選擇刪除最不可能用到的Servlet實(shí)例。在刪除Servlet之前，Servlet規(guī)范要求容器調(diào)用該Servlet的destroy()方法，然后進(jìn)行垃圾收集。

下面通過一個(gè)簡單Servlet開發(fā)、配置與調(diào)用的實(shí)例展示Servlet的具體使用方法及其生命周期。7.3Servlet的開發(fā)實(shí)例7.3.1編寫Servlet代碼

選擇合適的編輯工具，編寫類名為HelloWorld的Servlet源文件，具體代碼如下：

HelloWorld.java

importjava.io.*;

importjavax.servlet.http.*;

importjavax.servlet.*;

/*上面是Servlet必須引入的3個(gè)類*/

publicclassHelloWorldextendsHttpServlet{

publicHelloWorld(){//構(gòu)造函數(shù)

super();

}

/*下面的doGet()方法處理以Get方式提交過來的數(shù)據(jù)*/

publicvoiddoGet(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsIOException,ServletException

{

response.setContentType("text/html");

PrintWriterout=response.getWriter();

//下面的代碼實(shí)現(xiàn)向客戶端瀏覽器輸入內(nèi)容

out.println("<html>");

out.println("<head>");

out.println("<title>HelloWorld</title>");

out.println("</head>");

out.println("<body>");

out.println("<h1>HelloWorld!</h1>");

out.println("</body>");

out.println("</html>");

}

//下面的doPost()方法處理以Post方式提交過來的數(shù)據(jù)

publicvoiddoPost(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)

throwsServletException,IOException{

doGet(request,response);

}

publicvoidinit()throwsServletException{//該Servlet裝載到容器后將自動執(zhí)行的初始方法

//放置初始化代碼

}

publicvoiddestroy(){//銷毀時(shí)調(diào)用的方法

super.destroy();

}

}在編寫Servlet時(shí)，重點(diǎn)要根據(jù)請求數(shù)據(jù)的提交方式重寫doGet或doPost方法，當(dāng)需要處理表單提交的數(shù)據(jù)時(shí)，可以依據(jù)form屬性method的取值來確定是重寫doGet還是doPost方法。客戶端提交的數(shù)據(jù)均封裝在request對象中，通過調(diào)用該對象的相應(yīng)方法可以獲取提交的參數(shù)值。對request對象的詳細(xì)講解參見9.2節(jié)。7.3.2編譯和部署Servlet

1.編譯Servlet

如果采用MyEclipse編寫Servlet代碼，點(diǎn)擊保存后，會自動生成對應(yīng)的字節(jié)碼文件(即

.class文件)。如果沒有采用開發(fā)工具，則可以直接在命令行窗口中運(yùn)行javac命令將HelloWorld.java文件編譯成字節(jié)碼文件，如下圖7-4所示。

圖7-4Servlet的class文件

2．部署Servlet

所謂部署Servlet就是把

.class文件放到其所屬Web服務(wù)應(yīng)用文件下的/WEB-INF/

classes/目錄下。如果用package語句指明了Servlet類所在的包，則要在classes目錄下按照包結(jié)構(gòu)創(chuàng)建子文件夾。

本節(jié)創(chuàng)建的HelloWorldServlet用于名為Chapter7的Web應(yīng)用。它在Tomcat容器中的位置如下圖7-5所示。

圖7-5HelloWorld.class文件的部署7.3.3配置Servlet

在Web應(yīng)用的web.xml文件中配置Servlet(HelloWorld.class)的信息，包括Servlet定義邏輯名和訪問路徑(相對URL地址)，具體代碼如下：

web.xml

<web-appversion="2.5"xmlns="/xml/ns/javaee"

xmlns:xsi="/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http:

///xml/ns/javaee/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd">

<servlet>

<servlet-name>MyServlet</servlet-name>

<!--標(biāo)簽servlet-name用于給servlet起一個(gè)名字，例如MyServlet，這是一個(gè)虛構(gòu)的名字，只能在Web應(yīng)用的部署描述文檔(即Web.xml)的其他部分使用-->

<servlet-class>HelloWorld</servlet-class>

<!--標(biāo)簽servlet-class用于指定名為MyServlet的Servlet對應(yīng)的類文件的完全限定名-->

</servlet>

<servlet-mapping>

<!--標(biāo)簽servlet-mapping用于規(guī)定前面起好名字的Servlet的訪問路徑-->

<servlet-name>MyServlet</servlet-name>

<!--直接使用前面創(chuàng)建的Servlet名表示要為哪個(gè)Servlet規(guī)定訪問路徑-->

<url-pattern>/Servlet-example</url-pattern>

<!--標(biāo)簽url-pattern的值“/Servlet-example”表示調(diào)用MyServlet的URL路徑，以Web應(yīng)用的路徑為根目錄，譬如在本書中該Servlet絕對調(diào)用路徑為：http://localhost:8080/Chapter7/Servlet-example-->

</servlet-mapping>

<welcome-file-list>

<welcome-file>index.jsp</welcome-file>

</welcome-file-list>

<login-config>

<auth-method>BASIC</auth-method>

</login-config>

</web-app>

web.xml的具體結(jié)構(gòu)信息參見6.4.2節(jié)。從上述實(shí)例可以看出在web.xml文檔中必須要為Servlet配置兩個(gè)信息：一個(gè)是給Servlet起名字并指定其對應(yīng)的class文件，另一個(gè)是規(guī)定該Servlet的相對訪問路徑并建立其訪問路徑之間的映射關(guān)系。7.3.4測試Servlet

部署包含該Servlet的Web應(yīng)用(本書中為Chpater7)，啟動瀏覽器，訪問http://localhost:

8080/Chapter7/Servlet-example,運(yùn)行名為MyServlet的Servlet，顯示結(jié)果如圖7-6所示。

圖7-6MyServlet的運(yùn)行結(jié)果7.3.5Servlet初始化參數(shù)

對于經(jīng)常發(fā)生變化的值不適宜在Servlet類中硬編碼寫入，而可以將其作為Servlet的初始化參數(shù)寫到web.xml文檔中。例如，在Servlet中要打印輸出email地址：

out.println("lianxi@");

如果email有變化怎么辦？必須重新編譯Servlet，而這樣就會大量增加開發(fā)人員的工作量，所以可以先將其作為Servlet的初始化參數(shù)配置到web.xml中。

Servlet初始化參數(shù)的創(chuàng)建和使用步驟如下：

(1)在web.xml中配置Servlet