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第7章Servlet编程7.1从CGI到Servlet7.2Servlet生命周期7.3Servlet的开发实例

【学习提示】Servlet的本质就是一个Java类，目的是为客户服务。它的任务是获取一个客户的请求，对请求进行相应处理后，再发回一个响应。本章重点讲解Servlet如何获取和使用客户端请求，怎样发送响应或者不发送响应直接进行重定向让浏览器完成工作，以及Servlet的整个开发、配置和使用流程。学习Servlet是掌握JSP的基础和前提，因为JSP在首次运行时都会被Tomcat容器自动转换为Servlet，再次运行时由Tomcat直接调用该Servlet。

7.1.1CGI简介

与浏览器端技术从静态向动态的演进过程类似，Web服务端的技术也是由静态向动态逐渐发展并完善起来的。早期的Web服务器只能简单地响应浏览器发来的HTTP请求，并将存储在服务器上的HTML文件返回给浏览器，直到通用网关接口(CommonGatewayInterface，CGI)技术的产生才使得Web服务器可根据运行时的具体情况(如数据库的实时数据)动态生成HTML页面。7.1从CGI到ServletCGI是外部应用程序与Web服务器交互的一个标准接口。1993年，CGI1.0的标准草案由美国国家超级计算机应用中心(NationalCenterforSupercomputingApplications，NCSA)提出，并于1995年制定了CGI1.1标准。把遵循CGI标准编写的服务器端的可执行程序称为CGI程序。随着CGI技术的普及，聊天室、论坛、电子商务、搜索引擎等各式各样的Web应用蓬勃兴起，使得互联网真正成为信息检索、信息交换和信息处理的超级工具。

CGI技术允许服务端的应用程序根据客户端的请求，动态生成HTML页面，这使客户端和服务器端的动态信息交换成为了可能。绝大多数的CGI程序被用来解释处理用户在HTML文件的表单中所输入的信息，然后在服务器进行相应的处理并将结果信息动态编写为HTML文件反馈给浏览器。

CGI程序大多是编译后的可执行程序，其编程语言可以是C、C++、Pascal或Perl等程序设计语言。其中，Perl的跨操作系统、易于修改等特性使它成为CGI的主要编程语言。目前几乎所有的Web服务器都支持CGI。CGI程序的工作过程如图7-1所示，具体流程如下：

(1)用户指示浏览器访问一个URL；

(2)浏览器通过HTML表单或超链接请求指向一个CGI程序的URL；

(3)

Web服务器收到请求，并在服务器端执行所指定的CGI程序；

(4)

CGI程序根据参数执行所需要的操作；

(5)

CGI程序把结果格式化为HTML网页；

(6)

Web服务器把结果返回到浏览器中。

图7-1CGI的基本操作

虽然CGI技术为Web服务器端带来了动态生成HTML文档的能力，但CGI的缺点也是较为明显的：CGI的应用程序一般都是一个独立的可执行程序，每一个用户的请求都会激活一个CGI进程。当用户请求数量非常大时，大量的CGI程序就会吞噬系统资源，造成Web服务器运行效率低下。另外，在CGI程序设计过程中，代码编写方式(在语言中不断嵌入HTML文档片段)、调试等环节非常繁琐，开发效率不高。7.1.2ISAPI与NSAPI简介

ISAPI(InternetServerAPI)与NSAPI(NetscapeServerAPI)是分别由Microsoft公司和Netscape公司定义的Web服务器应用程序编程接口。虽然两种技术所支持的Web服务器产品不同，但它们的定位和原理相似，以下主要讨论ISAPI。

ISAPI与CGI的工作原理相似，都是通过交互式网页获取用户输入的信息，然后交服务器后台处理。ISAPI与CGI最大的区别在于：在ISAPI下建立的应用程序都是以动态链接库(DLL)的形式存在的。基于ISAPI进程需要的系统资源也较CGI少，因此ISAPI的运行效率要显著高于CGI程序。可以使用ISAPI筛选器来过滤浏览器端与服务器端之间来回传送的数据，如登录数据或URL请求等。当发生选定事件时相应的筛选器就被调用，通过这种机制，网站可以监视或更改浏览器端与服务器端之间传送的数据。ISAPI筛选器常用来实现网站的权限控制、自定义加密、自定义压缩和用户访问日志等功能。

能够用来开发ISAPI程序的语言有VisualC++、VisualBasic、BorlandC++

和Delphi等，支持ISAPI程序运行的Web服务器主要是Microsoft公司的IIS(InternetInformationServices)服务器。支持NSAPI程序运行的Web服务器主要是Netscape公司的EnterpriseServer和Sun公司的JavaWebServer等产品。7.1.3Servlet简介

与CGI程序类似，Servlet程序也是一种Web服务器端的应用程序，可以根据用户的需求动态生成Web页面。Servlet程序由Java语言开发，由Web服务器进行加载，并在服务器端的Java虚拟机中运行。

在大量用户访问的Web服务器上，Servlet的优点表现在它的执行速度快于CGI程序。每个用户请求被激活成一个线程而非单独的进程，这意味着服务器端处理请求的系统开销将明显降低。这一点非常类似于ISAPI的运行机理。

Servlet的基本结构代码如下：

importjava.io.*;

importjavax.servlet.ServletException;

importjavax.servlet.http.HttpServlet;

importjavax.servlet.http.HttpServletRequest;

importjavax.servlet.http.HttpServletResponse;

/*上面是servlet必须引入的类*/

publicclasstestextendsHttpServlet{//Servlet继承父类HttpServlet

publictest(){//该对象的构造方法

super();

}

publicvoiddestroy(){//销毁该Servlet

super.destroy();//继承父类的destroy()方法

}

publicvoiddoDelete(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsServletException,IOException{/*当收到一个HTTP的delete请求时调用该方法，参变量request表示从客户端到服务器端发送的请求，参变量response表示从服务器端到客户端发送的响应，当发生错误时抛出ServletException和IOException异常*/

}

publicvoiddoGet(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsServletException,IOException{

/*当客户端发送请求的方式为get时调用该方法，即通过浏览器直接请求该Servlet或者表单中method的值为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{

/*当客户端发送请求的方式为post时调用该方法，即表单的method值为post*/

doGet(request,response);//直接调用doGet方法

}

publicvoiddoPut(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsServletException,IOException{

//当接收到put请求时调用该方法

//Putyourcodehere

}

publicStringgetServletInfo(){//返回Servlet的相关信息，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()方法体现了Servlet的主要功能，要根据具体的请求方式来确定写doGet()方法还是doPost()方法。

前面章节中介绍了同样是基于Java的网站设计技术Applet。与Servlet比较，两者具有的相似之处包括：

(1)它们都不是独立的应用程序，没有main()方法；

(2)它们都不是由用户或程序员调用，而是由另外一个应用程序(浏览器或服务器)

调用；

(3)它们都包含init()和destroy()方法，用来定义生命周期。但Applet与Servlet又具有很大不同：Applet具有图形界面，在客户端运行；而Servlet则没有图形界面，在服务器端运行。

最早支持Servlet技术的是JavaWebServer。此后，基于Java的稳定性和跨平台性等优点，大量的Web服务器开始支持标准的ServletAPI。

Servlet容器(即Tomcat)会全盘控制Servlet的一生，它会创建请求和响应对象，为Servlet创建一个新线程或分配一个线程，同时调用Servlet的service()方法，传递请求和响应对象的引用作为参数。容器还会对创建的Servlet实例进行适当的管理，服务器内存不够时，要撤销较老的未用实例。因此，每个Servlet都有一个生命期。7.2Servlet生命周期容器创建一个实例时，生命期开始；容器把该实例从服务中删除并撤销时，生命期终止。如图7-2所示的Servlet生命周期说明了初始化和撤销等重要事件何时发生。

图7-2Servlet的生命周期上述生命周期可以概括为以下四个步骤：

(1)第一次访问一个Servlet时，Web容器会加载类并创建它的一个实例。所谓的Web容器就是为Servlet提供运行环境，Servlet的运行必须依赖于Web容器，不能独立于容器运行。前面提到的Tomcat即为Web容器。当容器收到第一个请求时，会创建一个Servlet实例，即运行Servlet类的无参数构造函数。

(2)如果需要，要初始化这个实例。用构造函数创建的实例只是一个普通的对象，而不是一个Servlet。要想成为一个Servlet，必须进行初始化，使其具备一些“Servlet特性”，能为客户请求提供服务。初始化工作由容器即Tomcat完成。对于创建的每个Servlet实例，初始化工作应当只完成一次，而且要通过调用该Servlet的init()方法完成。服务器一旦初始化了一个Servlet，这个Servlet就处于准备状态，可以在任何时刻调用此Servlet来处理到来的请求。

(3)维护这个实例，处理到来的请求。每个客户请求到来时，容器会开启一个新线程，或者从线程池分配一个线程，并调用Servlet的service()方法。该方法根据请求的HTTP方法(GET、POST等)来调用doGet()或doPost()方法。一般在doGet()或doPost()中写客户自己的代码。客户的Web应用想要做什么，就由这个方法负责。

容器可以在Servlet的这个阶段对该Servlet调用多次service()方法，通过运行多个线程来处理对一个Servlet的多个请求，如图7-3所示。对应每个客户请求，会生成一对新的请求和响应对象。

图7-3Servlet线程分配

(4)如果需要为新的Servlet实例让出空间，则删除Servlet实例。Servlet的生命周期中，大多数时间一般都是在为到来的请求提供服务。如果一个服务器负载过重，可能会出现这样一些情况，即需要加载新的Servlet，但是没有足够的内存资源来保证安全的加载。在这些情况下，容器中的资源管理逻辑就可能会从服务中选择删除一个Servlet实例。在所有情况下，这个资源管理逻辑都会选择删除最不可能用到的Servlet实例。在删除Servlet之前，Servlet规范要求容器调用该Servlet的destroy()方法，然后进行垃圾收集。

下面通过一个简单Servlet开发、配置与调用的实例展示Servlet的具体使用方法及其生命周期。7.3Servlet的开发实例7.3.1编写Servlet代码

选择合适的编辑工具，编写类名为HelloWorld的Servlet源文件，具体代码如下：

HelloWorld.java

importjava.io.*;

importjavax.servlet.http.*;

importjavax.servlet.*;

/*上面是Servlet必须引入的3个类*/

publicclassHelloWorldextendsHttpServlet{

publicHelloWorld(){//构造函数

super();

}

/*下面的doGet()方法处理以Get方式提交过来的数据*/

publicvoiddoGet(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsIOException,ServletException

{

response.setContentType("text/html");

PrintWriterout=response.getWriter();

//下面的代码实现向客户端浏览器输入内容

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()方法处理以Post方式提交过来的数据

publicvoiddoPost(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)

throwsServletException,IOException{

doGet(request,response);

}

publicvoidinit()throwsServletException{//该Servlet装载到容器后将自动执行的初始方法

//放置初始化代码

}

publicvoiddestroy(){//销毁时调用的方法

super.destroy();

}

}在编写Servlet时，重点要根据请求数据的提交方式重写doGet或doPost方法，当需要处理表单提交的数据时，可以依据form属性method的取值来确定是重写doGet还是doPost方法。客户端提交的数据均封装在request对象中，通过调用该对象的相应方法可以获取提交的参数值。对request对象的详细讲解参见9.2节。7.3.2编译和部署Servlet

1.编译Servlet

如果采用MyEclipse编写Servlet代码，点击保存后，会自动生成对应的字节码文件(即

.class文件)。如果没有采用开发工具，则可以直接在命令行窗口中运行javac命令将HelloWorld.java文件编译成字节码文件，如下图7-4所示。

图7-4Servlet的class文件

2．部署Servlet

所谓部署Servlet就是把

.class文件放到其所属Web服务应用文件下的/WEB-INF/

classes/目录下。如果用package语句指明了Servlet类所在的包，则要在classes目录下按照包结构创建子文件夹。

本节创建的HelloWorldServlet用于名为Chapter7的Web应用。它在Tomcat容器中的位置如下图7-5所示。

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

在Web应用的web.xml文件中配置Servlet(HelloWorld.class)的信息，包括Servlet定义逻辑名和访问路径(相对URL地址)，具体代码如下：

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>

<!--标签servlet-name用于给servlet起一个名字，例如MyServlet，这是一个虚构的名字，只能在Web应用的部署描述文档(即Web.xml)的其他部分使用-->

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

<!--标签servlet-class用于指定名为MyServlet的Servlet对应的类文件的完全限定名-->

</servlet>

<servlet-mapping>

<!--标签servlet-mapping用于规定前面起好名字的Servlet的访问路径-->

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

<!--直接使用前面创建的Servlet名表示要为哪个Servlet规定访问路径-->

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

<!--标签url-pattern的值“/Servlet-example”表示调用MyServlet的URL路径，以Web应用的路径为根目录，譬如在本书中该Servlet绝对调用路径为：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的具体结构信息参见6.4.2节。从上述实例可以看出在web.xml文档中必须要为Servlet配置两个信息：一个是给Servlet起名字并指定其对应的class文件，另一个是规定该Servlet的相对访问路径并建立其访问路径之间的映射关系。7.3.4测试Servlet

部署包含该Servlet的Web应用(本书中为Chpater7)，启动浏览器，访问http://localhost:

8080/Chapter7/Servlet-example,运行名为MyServlet的Servlet，显示结果如图7-6所示。

图7-6MyServlet的运行结果7.3.5Servlet初始化参数

对于经常发生变化的值不适宜在Servlet类中硬编码写入，而可以将其作为Servlet的初始化参数写到web.xml文档中。例如，在Servlet中要打印输出email地址：

out.println("lianxi@");

如果email有变化怎么办？必须重新编译Servlet，而这样就会大量增加开发人员的工作量，所以可以先将其作为Servlet的初始化参数配置到web.xml中。

Servlet初始化参数的创建和使用步骤如下：

(1)在web.xml中配置Servlet

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