JavaEE基础 - Servlet

开发技术 Java

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 2020/05/06 

Java Servlet主要功能是可以交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容。

Servlet及其工作模式

Servlet 为创建基于 web 的应用程序提供了基于组件、独立于平台的方法，可以不受 CGI 程序的性能限制。Servlet 有权限访问所有的 Java API，包括访问企业级数据库的 JDBC API。

使用Servlet的优点如下：

性能更好。
Servlet 在 Web 服务器的地址空间内执行。这样它就没有必要再创建一个单独的进程来处理每个客户端请求。
Servlet 是独立于平台的，因为它们是用 Java 编写的。
服务器上的 Java 安全管理器执行了一系列限制，以保护服务器计算机上的资源。因此，Servlet 是可信的。
Java 类库的全部功能对 Servlet 来说都是可用的。它可以通过 sockets 和 RMI 机制与 applets、数据库或其他软件进行交互。

Servlet的定位大概是这样的位置：

客户端发出请求到HTTP服务器，请求内容由Servlet进行处理，由Servlet来作为中间层去调用如数据库等这类资源，最终处理结果作为响应返回给客户端浏览器。

Servlet生命周期

一个Servlet程序的生命周期有三步：

即init() -> service() -> destroy()。其中service()方法是执行任务的主体，每次服务器接收到一个 Servlet 请求时，服务器会产生一个新的线程并调用服务。service() 方法检查 HTTP 请求类型（GET、POST、PUT、DELETE 等），并在适当的时候调用 doGet、doPost、doPut，doDelete 等方法，这些方法都定义在HttpServlet这个抽象类中，该类的UML图如下：

简单实例

建立项目

首先先建立一个最基本的项目：

选中Web APPlication项目即可。也可以使用Maven建立，我这里下好了tomcat所以就用javaEE模板了。之后取项目名称，结束。

Tomcat的配置如下：

主要配置端口等项目，然后到Deployment中设置好war包以及访问路径：

更多建立细节请移步https://www.cnblogs.com/javabg/p/7976977.html进行参考。

Servlet编写

下面主要重点关注Servlet的使用、过滤器的作用及原理、数据库的使用。其他如Cookie操作、Session操作等请移步https://www.runoob.com/servlet学习

首先我们写一个简单的类来进行了解。

import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;

@WebServlet("/Hello")
public class HelloWorld extends HttpServlet {
 
  private String message;

  /**
   * 初始化函数
   */
  public void init() throws ServletException {
      message = "Hello World";
  }

  /**
   * Get方法的处理函数
   */
  public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
      throws ServletException, IOException {
      // 设置响应内容类型
      response.setContentType("text/html");

      // 业务逻辑
      PrintWriter out = response.getWriter();
      out.println("<h1>" + message + "</h1>");
  }
  
  /**
   * 销毁函数
   */
  public void destroy() {
      System.out.println("Destroy");
  }
}

在你写的类的开头使用@WebService注解就可以将他作为一个servlet了，或者你可以将这个类写到web.xml中来体现：

<web-app>      
    <servlet>
        <servlet-name>HelloWorld</servlet-name>
        <servlet-class>HelloWorld</servlet-class>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>HelloWorld</servlet-name>
        <url-pattern>/HelloWorld</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

使用过滤器

Servlet的过滤器机制以前看到过这样的设计，Struts2中就有过滤器这样的组件，都是由这个发展过去的。过滤器的作用主要是动态地拦截请求和响应，以变化或使用在请求或响应中地信息，可以实现以下目的：

在客户端的请求访问后端资源之前，拦截这些请求。
在服务器的响应发送到客户端之前，处理这些响应。

常见的由以下作用类型的过滤器：

身份验证过滤器（Authentication Filters）。
数据压缩过滤器（Data compression Filters）。
加密过滤器（Encryption Filters）。
触发资源访问事件过滤器。
图像转换过滤器（Image Conversion Filters）。
日志记录和审核过滤器（Logging and Auditing Filters）。
MIME-TYPE 链过滤器（MIME-TYPE Chain Filters）。
标记化过滤器（Tokenizing Filters）。
XSL/T 过滤器（XSL/T Filters），转换 XML 内容。

过滤器类的编写主要是实现了javax.servlet.Filter接口，该接口的定义如下：

package javax.servlet;

import java.io.IOException;

public interface Filter {
    default void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}

    void doFilter(ServletRequest var1, ServletResponse var2, FilterChain var3) throws IOException, ServletException;

    default void destroy() {}
}

其中init为初始化函数，doFilter函数为业务逻辑函数，destory函数为销毁函数。下面实现一个例子，在用户访问一个页面前对其用户名进行检查，这里使用Filter类：

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

/**
 * 实现一个Filter过滤器类
 */
@WebFilter("/Hello")
public class MyFilter implements Filter {

    private static String passMsg;

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        //获取初始化参数
        passMsg = "<h1>Login Ok.</h1>";
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        servletResponse.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        servletRequest.setCharacterEncoding("UTF-8");
        servletResponse.setCharacterEncoding("UTF-8");
        PrintWriter out = servletResponse.getWriter();
        if (servletRequest.getParameter("name").isEmpty()) {
            out.println("<!DOCTYPE html> \n" +
                    "<html>\n" +
                    "<head><meta charset=\"utf-8\"><title>登录页面</title></head>\n" +
                    "<body>\n" +
                    "please input name!" +
                    "</body>\n" +
                    "</html>");
        } else if (servletRequest.getParameter("name").equals("float")) {
            out.println("<!DOCTYPE html> \n" +
                    "<html>\n" +
                    "<head><meta charset=\"utf-8\"><title>登录页面</title></head>\n" +
                    "<body>\n" +
                    passMsg +
                    "</body>\n" +
                    "</html>");
            //将请求传回过滤连
            filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
        } else {
            out.println("<!DOCTYPE html> \n" +
                    "<html>\n" +
                    "<head><meta charset=\"utf-8\"><title>登录页面</title></head>\n" +
                    "<body>\n" +
                    "wrong username!" +
                    "</body>\n" +
                    "</html>");
        }
    }
}

我使用了webFilter将这个类作为Hello的Servlet的过滤器，其中要求了传入的用户名不为空且为float，这样才会放过这个请求到Hello的Servlet中去。访问结果：

这里HTTP头的操作可以遍历HttpServletRequest对象的headers来实现，使用getHeaderNames和getHeader即可。

其中的filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);意为继续调用下一个过滤器，因为我这里只有一个过滤器，所以没有太大用途。过滤器可以使用@WebFilter注解进行标注，/*意为全局过滤器，也可以在web.xml中进行定义，过滤器之间的顺序由xml文档中的顺序决定：

<filter>
   <filter-name>LogFilter</filter-name>
   <filter-class>com.runoob.test.LogFilter</filter-class>
   <init-param>
      <param-name>test-param</param-name>
      <param-value>Initialization Paramter</param-value>
   </init-param>
</filter>

<filter>
   <filter-name>AuthenFilter</filter-name>
   <filter-class>com.runoob.test.AuthenFilter</filter-class>
   <init-param>
      <param-name>test-param</param-name>
      <param-value>Initialization Paramter</param-value>
   </init-param>
</filter>

<filter-mapping>
   <filter-name>LogFilter</filter-name>
   <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

<filter-mapping>
   <filter-name>AuthenFilter</filter-name>
   <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

比如上述的这个配置中有两个过滤器，但是因为filter-mapping的顺序为：LogFilter -> AuthenFilter，所以会先进入LogFilter再进入AuthenFilter过滤器。

连接数据库

Java Database Connectivity，简称JDBC，是Java中用来规范客户端程序如何来访问数据库的应用程序接口，提供了诸如查询和更新数据库中数据的方法。下面使用mysql5.7进行配合使用JDBC，可以使用Maven拉取依赖，这里选择了引入jar文件。

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.sql.*;

@WebServlet("/DatabaseAccess")
public class DatabaseAccess extends HttpServlet {

    //JDBC驱动以及数据库URL
    static final String JDBC_DRIVER = "com.mysql.jdbc.Driver";
    static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/RUNOOB";

    // 数据库的用户名与密码，需要根据自己的设置
    static final String USER = "root";
    static final String PASS = "990311puk";

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        Connection conn = null;
        Statement stmt = null;
        //设置响应内容类型
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        String title = "Servlet Mysql";
        String docType = "<!DOCTYPE HTML>";
        out.println(docType +
                "<html>\n" +
                "<head><title>" + title + "</title></head>\n" +
                "<body bgcolor=\"#f0f0f0\">\n" +
                "<h1 align=\"center\">" + title + "</h1>\n");
        try {
            //注册JDBC驱动器
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

            //打开一个连接
            conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS);

            // 执行 SQL 查询
            stmt = conn.createStatement();
            String sql;
            sql = "SELECT id, name, url FROM websites";
            ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);

            // 展开结果集数据库
            while(rs.next()){
                // 通过字段检索
                int id  = rs.getInt("id");
                String name = rs.getString("name");
                String url = rs.getString("url");

                // 输出数据
                out.println("ID: " + id);
                out.println(", 站点名称: " + name);
                out.println(", 站点 URL: " + url);
                out.println("<br />");
            }
            out.println("</body></html>");

            // 完成后关闭
            rs.close();
            stmt.close();
            conn.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 最后是用于关闭资源的块
            try{
                if(stmt!=null)
                    stmt.close();
            }catch(SQLException se2){
            }
            try{
                if(conn!=null)
                    conn.close();
            }catch(SQLException se){
                se.printStackTrace();
            }
        }
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doGet(req, resp);
    }
}