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图解 JSP Servlet Hello World 案例和源码

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一直想写点Web开发相关的。JDK IO源码就隔一段落,温故知新看看Servlet & JSP 相关。把自己基础累积回顾一遍,并和大家分享分享一些心得和代码。

这里应该涉及到一部分源码,开发思想和一些手工做出的图。喜欢java,或者有一定Java开发经验的多提宝贵意见。

一、Web服务器

从事web开发的人,会很清楚一个东西叫 Web服务器,比如J2EE开发—TomcatJetty,.NET开发—IIS等。

HTTP服务器是使用 HTTP(超文本传输协议) 与客户机浏览器进行信息交流。下面就是HTTP服务器简单交互图:

HTTP服务器Web服务器的一种,也是开发最常见的,自然还有其他方式进行信息交互,比如FTP文件服务器

Web服务器是可以向发出请求的浏览器提供文档的程序。其核心过程为 连接过程 — 请求过程 — 应答过程 — 关闭连接

这让我想到了Tomcat架构的一张图:

二、Tomcat 简单说几句

如图,Tomcat 包含了核心服务模块:Connector连接模块 和 Container 容器。Tomcat Server 核心是一个 Servlet/JSP Container。对每一个HTTP请求,过程如下

  • 获取连接
  • Servlet来分析请求HttpServletRequest
  • 调用其service方法,进行业务处理
  • 产生相应的响应HttpServletResponse
  • 关闭连接

如图:

蓝色线指向过程是请求,绿色线指向过程是响应过程。也就是上面Web服务器核心过程:“连接过程 — 请求过程 — 应答过程 — 关闭连接

三、第一个Servlet

什么是Servlet?(每次都会不停的问自己,这是什么“What”?紧接着应该是什么用“How”吧) 在 JavaEE 6文档 中,介绍如下

Servlet 是运行在Web服务器的Java小程序。Servlet可以获取并针对Web客户端的请求作出响应。一般情况下,通过HTTP,即超文本传输协议,进行传输通信。”
A servlet is a small Java program that runs within a Web server. Servlets receive and respond to requests from Web clients, usually across HTTP, the HyperText Transfer Protocol.

所以,Servlet 是Web服务器核心工作的抽象。它不单单只是实现HttpServlet,可能实现有FtpServlet(这个我猜的)等。相对较多的Web开发,知道的肯定是HttpServlet。 补充,在Servlet规范是这样写道的:

Serlvet是基于Java技术的Web组件,容器托管的,用于生产动态内容。它也是基于平台无关的Java类格式,被编译为平台无关的字节码,可以被基于Java技术的web server动态加载并运行。这里容器,有时候也称为servlet 引擎。

JavaEE 6文档中,是这样介绍HttpServlet

“HttpServlet 提供了一个能被继承后创建一个适应Web网站的Http Servlet的抽象类。”

Provides an abstract class to be subclassed to create an HTTP servlet suitable for a Web site.

光说不练假把式,练一个“Hello,Servlet/JSP World!”:

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

@WebServlet(urlPatterns = "/helloWorld.html")
public class HelloWorldServletT extends HttpServlet{
    
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException{
        // 获取输出打印对象
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("Hello,Servlet/JSP World!");
    }
}

右键该HelloWorldServletT.java文件 — Run As — Run On Server — 选择Tomcat服务器 — Finish即可

等待片刻,你可看到网页上如下输出。这就是客户端从HttpServlet获取到的响应:

三、分析源码

@WebServlet(urlPatterns = "/helloWorld.html")

@WebServlet 注解用于声明一个HttpServlet的配置。其中,urlPatters = “/helloWorld.html”,urlPatterns复数形式,说明至少一个URL必须被申明。它和另一个value必须存在一个,但不能同时存在。如果要匹配多个URL路径的话,如下:

@WebServlet(urlPatterns = { "/helloWorld01.html", "/helloWorld02.html" }

下面有个@Override,重写了父类HttpServletdoGet方法。我们先看看父类HttpServlet。HttpServlet是一个抽象类,它提供了以下方法:

  • doGet , 服务于 HTPP GET 请求
  • doPost , 服务于 HTTP POST 请求
  • doPut , 服务于 HTTP PUT 请求
  • doDelete,服务于 HTTP DELETE 请求 …

如图:

对于不同请求,HttpServlet的子类必须相应的实现至少一个方法,通常来说,会是其中一个,这样代码比较清晰。那父类的doGet方法做了什么工作呢?

protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
        throws ServletException, IOException
    {
        String protocol = req.getProtocol();
        String msg = lStrings.getString("http.method\_get\_not\_supported");
        if (protocol.endsWith("1.1")) {
            resp.sendError(HttpServletResponse.SC\_METHOD\_NOT\_ALLOWED, msg);
        } else {
            resp.sendError(HttpServletResponse.SC\_BAD\_REQUEST, msg);
        }
    }

这里就简单的获取了下HTTP协议及Http Local信息,然后可以协议是否是1.1,做出分别是405或者400HTTP状态码的响应。 回到HelloWorldServletT.java 这里:

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
        throws ServletException, IOException {
    // 获取输出打印对象
    PrintWriter out = resp.getWriter();
    out.println("Hello,Servlet/JSP World!");
}

表示该HelloWorldServletT会接受Http GET请求,并OOM到HttpServletRequest,并执行里面的逻辑代码和返回响应。 这里从HttpServletResponse对象中获取到输出打印对象PrintWriter,然后输出了“Hello,Servlet/JSP World!”。

五、深入Servlet 具体过程

又回到这个简单的 Get Servlet代码:

public class HelloWorldServletT extends HttpServlet{
    
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException{
        // 获取输出打印对象
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("Hello,Servlet/JSP World!");
    }
}

这过程总结如下:

  • 从浏览器(Client)获取连接”/helloWorld.html”
  • Tomcat Connector模块将请求(Request)传递给 Container模块
  • Container 模块会做以下事情
  • 分析HTPP请求信息,组装成HttpServletRequest对象
  • 创建新的HttpServletResponse对象
  • 根据路由配置,搜索相应的Servlet,并创建一个线程用于处理本次请求。此时线程会将上面RequestResponse对象的索引传递给Servlet
  • 新线程中的Servlet处理逻辑
  • 线程结束后,通过HttpServletResponse对象的PrintWriter,返回浏览器一个信息

过程图如下:

蓝色线指向过程是请求,绿色线指向过程是响应过程,橙色线指向过程是内部处理过程。 有些面试题会这样问:

Servlet是线程安全的吗? 不是,一个servlet实现类只会有一个实例对象,多个线程是可能会访问同一个servlet实例对象的,线程安全问题都是由全局变量静态变量引起的。

因此,Servlet对象实例化是在以第一次请求此Servlet时,如果访问后,实例对象存在内存中,只会在服务器停止时,它才会消失。它不会随着各个线程结束而结束。因此下次访问Servlet时,Servlet Container会搜索相应的Servlet,如果不存在Container新建相应的Servlet。这也是我们想要的结果。 再来个恶心的面试题:

Servlet是单例吗?

不一定是,在一个ServeltName情况下是的。在多个ServletName匹配到一个Servlet类时,该Servlet不是单例。

六、小结

言归正传本文要点如下

1、简单介绍Web服务器 及 Tomcat容器

2、第一个Sevlet的开发及使用

3、深入源码及api介绍使用

4、总结一次请求及响应的真实过程

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