Servlet开发-线程安全,路径问题,利用类装载器获取资源,大文件搬运,I/O流,servlet的转发

本文详细介绍Servlet的基本概念,包括Servlet的工作原理、生命周期、配置方法及其实现细节。文章还探讨了ServletConfig与ServletContext对象的使用,以及如何处理客户端的请求。

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1、Servlet简介

Servlet是sun公司提供的一门用于开发动态web资源的技术。
Sun公司在其API中提供了一个servlet接口,用户若想用发一个动态web资源(即开发一个Java程序向浏览器输出数据),需要完成以下2个步骤:
  • 编写一个Java类,实现servlet接口。
  • 把开发好的Java类部署到web服务器中。
生命周期相关的方法:从创建到销毁在某个特定时刻必定会执行。(init  destroy  service)  在service里面写代码
(a)、在webapps目录下新建一个day05的web应用,在day05下新建一个WEB-INF\classes,在classes新建servlet:
package cn.itcast;
import java.io.*;
import javax.servlet.*;

public class FirstServlet extends GenericServlet{	
	public void service(ServletRequest req,ServletResponse res)
                      throws ServletException,java.io.IOException
        {
        	String data = "hello servlet!!";
        	OutputStream out = res.getOutputStream();
        	out.write(data.getBytes());	
        }
}

(b)、进入到classes目录,编译FirstServlet
javac -d . FirstServlet.java
        set classpath=%classpath%;.............

(c)、在day05\web-inf目录,新建一个web.xml文件,对servlet进行配置
<web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"
    version="2.5">
    
    <servlet>
        <servlet-name>FirstServlet</servlet-name>
        <servlet-class>cn.itcast.FirstServlet</servlet-class>
    </servlet>
    
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>FirstServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/xxx</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    
</web-app>

(d)、启动服务器,在ie输入http://localhost:8080/day05/xxx

2、Servlet运行过程图



servlet创建一次,销毁一次,但其中可以是调用了很多次的service方法,提高性能。        复用servlet对象!
  1. Servlet程序是由WEB服务器调用,web服务器收到客户端的Servlet访问请求后:Web服务器首先检查是否已经装载并创建了该Servlet的实例对象。如果是,则直接执行第④步,否则,执行第②步。
  2. 装载并创建该Servlet的一个实例对象。 
  3. 调用Servlet实例对象的init()方法。
  4. 创建一个用于封装HTTP请求消息的HttpServletRequest对象和一个代表HTTP响应消息的HttpServletResponse对象,然后调用Servlet的service()方法并将请求和响应对象作为参数传递进去。
  5. WEB应用程序被停止或重新启动之前,Servlet引擎将卸载Servlet,并在卸载之前调用Servlet的destroy()方法。 

intellij是将源码与发布完全分离开来,src文件与web文件是完全的源码,out文件中为发布内容!!!

 

3、Servlet的接口实现类

Servlet接口SUN公司定义了两个默认实现类,分别为:GenericServlet、HttpServlet。

HttpServlet指能够处理HTTP请求的servlet,它在原有Servlet接口上添加了一些与HTTP协议处理方法,它比Servlet接口的功能更为强大。因此开发人员在编写Servlet时,通常应继承这个类,而避免直接去实现Servlet接口。

在doGet,或doPost方法,不要再去覆写service。

线程安全问题!
@WebServlet(name = "Servlet2")
public class Servlet2 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.getOutputStream().write("hello servlet".getBytes());
    }
}

4、Servlet的细节

(1)、servlet在web.xml中的配置
  • 由于客户端是通过URL地址访问web服务器中的资源,所以Servlet程序若想被外界访问,必须把servlet程序映射到一个URL地址上,这个工作在web.xml文件中使用<servlet>元素和<servlet-mapping>元素完成。
  • <servlet>元素用于注册Servlet,它包含有两个主要的子元素:<servlet-name>和<servlet-class>,分别用于设置Servlet的注册名称和Servlet的完整类名。 
  • 一个<servlet-mapping>元素用于映射一个已注册的Servlet的一个对外访问路径,它包含有两个子元素:<servlet-name>和<url-pattern>,分别用于指定Servlet的注册名称和Servlet的对外访问路径。例如:
<web-app>
	<servlet>
		<servlet-name>AnyName</servlet-name>
		<servlet-class>HelloServlet</servlet-class>
	</servlet>
	<servlet-mapping>
		<servlet-name>AnyName</servlet-name>
		<url-pattern>/demo/hello.html</url-pattern>
	</servlet-mapping>
</web-app>


(2)、servlet的映射规则

  • 同一个Servlet可以被映射到多个URL上,即多个<servlet-mapping>元素的<servlet-name>子元素的设置值可以是同一个Servlet的注册名。 
  • 在Servlet映射到的URL中也可以使用*通配符,但是只能有两种固定的格式:一种格式是“*.扩展名”,另一种格式是以正斜杠(/)开头并以“/*”结尾。
(3)、servlet的匹配问题
servlet的匹配,长得越像的先匹配,/的优先级比*高
对于如下的一些映射关系:
Servlet1 映射到 /abc/* 
Servlet2 映射到 /* 
Servlet3 映射到 /abc 
Servlet4 映射到 *.do 
问题:
  • 当请求URL为“/abc/a.html”,“/abc/*”和“/*”都匹配,哪个servlet响应
Servlet引擎将调用Servlet1。
  • 当请求URL为“/abc”时,“/abc/*”和“/abc”都匹配,哪个servlet响应
Servlet引擎将调用Servlet3。
  • 当请求URL为“/abc/a.do”时,“/abc/*”和“*.do”都匹配,哪个servlet响应
Servlet引擎将调用Servlet1。
  • 当请求URL为“/a.do”时,“/*”和“*.do”都匹配,哪个servlet响应
Servlet引擎将调用Servlet2。
  • 当请求URL为“/xxx/yyy/a.do”时,“/*”和“*.do”都匹配,哪个servlet响应
Servlet引擎将调用Servlet2。

(4)、servlet的调用
  • Servlet是一个供其他Java程序(Servlet引擎[服务器调用servlet的程序])调用的Java类,它不能独立运行,它的运行完全由Servlet引擎来控制和调度。
  • 针对客户端的多次Servlet请求,通常情况下,服务器只会创建一个Servlet实例对象,也就是说Servlet实例对象一旦创建,它就会驻留在内存中,为后续的其它请求服务,直至web容器退出,servlet实例对象才会销毁。
  • 在Servlet的整个生命周期内,Servlet的init方法只被调用一次。而对一个Servlet的每次访问请求都导致Servlet引擎调用一次servlet的service方法。对于每次访问请求,Servlet引擎都会创建一个新的HttpServletRequest请求对象和一个新的HttpServletResponse响应对象,然后将这两个对象作为参数传递给它调用的Servlet的service()方法,service方法再根据请求方式分别调用doXXX方法。 
(5)、手动init初始化servlet的实例
如果在<servlet>元素中配置了一个<load-on-startup>元素,那么WEB应用程序在启动时,就会装载并创建Servlet的实例对象、以及调用Servlet实例对象的init()方法
举例:
<servlet>
	<servlet-name>invoker</servlet-name>
	<servlet-class>org.apache.catalina.servlets.InvokerServlet</servlet-class>
	<load-on-startup>2</load-on-startup>
</servlet>
用途:为web应用写一个InitServlet,这个servlet配置为启动时装载,为整个web应用创建必要的数据库表和数据。

(6)、缺省servlet

  • 如果某个Servlet的映射路径仅仅为一个正斜杠(/),那么这个Servlet就成为当前Web应用程序的缺省Servlet。凡是在web.xml文件中找不到匹配的<servlet-mapping>元素的URL,它们的访问请求都将交给缺省Servlet处理,也就是说,缺省Servlet用于处理所有其他Servlet都不处理的访问请求。 
  • 在<tomcat的安装目录>\conf\web.xml文件中,注册了一个名称为org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet的Servlet,并将这个Servlet设置为了缺省Servlet。当访问Tomcat服务器中的某个静态HTML文件和图片时,实际上是在访问这个缺省Servlet。
不管发什么请求都是寻求servlet!       错误提示页面与静态页面都是通过缺省servlet来进行访问的!

(7)、线程安全问题(资源:变量,集合,写文件;操作同一资源 ),线程不安全(否则,性能及其低,上亿人访问,卡死排队)

  • 当多个客户端并发访问同一个Servlet时,web服务器会为每一个客户端的访问请求创建一个线程,并在这个线程上调用Servlet的service方法,因此service方法内如果访问了同一个资源的话,就有可能引发线程安全问题。
  • 如果某个Servlet实现了SingleThreadModel接口(无方法,无构造函数的标记接口,Serializable也是,能做某些事情的标记,那么Servlet引擎将以单线程模式来调用其service方法。
  • SingleThreadModel接口中没有定义任何方法,只要在Servlet类的定义中增加实现SingleThreadModel接口的声明即可。
  • 对于实现了SingleThreadModel接口的Servlet,Servlet引擎仍然支持对该Servlet的多线程并发访问,其采用的方式是产生多个Servlet实例对象,并发的每个线程分别调用一个独立的Servlet实例对象。
  • 实现SingleThreadModel接口并不能真正解决Servlet的线程安全问题,因为Servlet引擎会创建多个Servlet实例对象,而真正意义上解决多线程安全问题是指一个Servlet实例对象被多个线程同时调用的问题。事实上,在Servlet API 2.4中,已经将SingleThreadModel标记为Deprecated(过时的)。   

5、ServletConfig对象

在Servlet的配置文件中,可以使用一个或多个<init-param>标签为servlet配置一些初始化参数


当servlet配置了初始化参数后,web容器在创建servlet实例对象时,会自动将这些初始化参数封装到ServletConfig对象中,并在调用servlet的init方法时,将ServletConfig对象传递给servlet。进而,程序员通过ServletConfig对象就可以得到当前servlet的初始化参数信息。


阅读ServletConfig API,并举例说明该对象的作用

  • 获得字符集编码
  • 获得数据库连接信息(只针对单个servlet,因此多使用servletContext来进行整体配置)
  • 获得配置文件,查看struts案例的web.xml文件
public class ConfigServletDemo1 extends HttpServlet {

	private ServletConfig config;
	
	public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
			throws ServletException, IOException {
		
		//获取指定的初始化参数
		String value = config.getInitParameter("xxx");
		response.getOutputStream().write(value.getBytes());
		
		//获取所有的初始化参数
		Enumeration e = config.getInitParameterNames();
		while(e.hasMoreElements()){
			String name = (String) e.nextElement();
			value = config.getInitParameter(name);
			response.getOutputStream().write((name + "=" + value + "<br/>").getBytes());
		}
		
		String charset = this.config.getInitParameter("charset");
		
		
		/*String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
		String username = "root";
		String password = "root";*/
		
		String url = this.config.getInitParameter("url");
		String username = this.config.getInitParameter("username");
		String password = this.config.getInitParameter("password");
		
		System.out.println(url);
		
	}

	public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
			throws ServletException, IOException {

		doGet(request, response);
	}

	@Override
	public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
		this.config = config;
	}
	

}

6、ServletContext对象

代表web应用
  • WEB容器在启动时,它会为每个WEB应用程序都创建一个对应的ServletContext对象,它代表当前web应用。从而可以通过ServletContext获得web资源。(getResource,getResourceAsStream)
  • ServletConfig对象中维护了ServletContext对象的引用,开发人员在编写servlet时,可以通过ServletConfig.getServletContext方法获得ServletContext对象。
  • 由于一个WEB应用中的所有Servlet共享同一个ServletContext对象,因此Servlet对象之间可以通过ServletContext对象来实现通讯。ServletContext对象通常也被称之为context域对象。(setAttribute,getAttribute)

ServletContext对象的应用:

(1)、多个Servlet通过ServletContext对象实现数据共享。(常用)

@WebServlet(name = "ServletContext1")
public class ServletContext1 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        String data="abcd";
        ServletContext Context = this.getServletContext();
        Context.setAttribute("data",data);
    }
}
@WebServlet(name = "ServletContext2")
public class ServletContext2 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        ServletContext Context = this.getServletContext();
        String data = (String) Context.getAttribute("data");
        response.getOutputStream().write(data.getBytes());
    }
}

(2)、获取WEB应用的初始化参数。

在web.xml中进行配置

<context-param>
	<param-name>url</param-name>
	<param-value>jdbc:mysql://localhost:3306/test</param-value>
</context-param>
<context-param>标签与servlet中的<init-param>的区别:

<context-param>为整个web应用进行配置,而<init-param>只针对于当前的servlet!

Context对象的getInitParameter只针对于context-param标签。而config对象的getInitParameter只针对于该servlet的<init-param>标签

@WebServlet(name = "ServletContext3")
public class ServletContext3 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        ServletContext Context = getServletContext();
        String value = Context.getInitParameter("url");
        response.getOutputStream().write(value.getBytes());
    }
}

(3)、实现Servlet的转发。(重要)

servlet不适合来进行排版,因此多用来传递给mvc进行处理

@WebServlet(name = "ServletContext4")
public class ServletContext4 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        ServletContext Context = getServletContext();
        //RequestDispatcher servletContext5 = Context.getNamedDispatcher("ServletContext5");
        RequestDispatcher requestDispatcher = Context.getRequestDispatcher("/ServletContext5");
        requestDispatcher.forward(request,response);
    }
}
@WebServlet(name = "ServletContext5")
public class ServletContext5 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.getOutputStream().write("转发成功了".getBytes());
    }
}

response.getOutputStream().write("1111".getBytes());

ServletContext context = this.getServletContext();
RequestDispatcher rd = context.getRequestDispatcher("/servlet/ServletContextDemo5");
rd.forward(request, response);  //doget()

response.getOutputStream().write("4444444444".getBytes());
只会写入demo5,数字都不会写入的。

如果把"11111"的流得到并且人工close那么就会跑出异常!

注意:

  • 转发之前的所有写入都无效
  • 转发之前,response不能提交,否则转发的时候服务器会抛:Cannot forward after response has been committed
  • 转发写完后,后面的写入代码无效,但是代码仍能执行。

(4)、利用ServletContext对象读取资源文件。

(资源文件一般只有两种:xml和properties,存放数据,xml复杂的数据,properties简单的数据)

代码由谁运行就相对于谁,做web工程时,不建议采用传统方式读取文件数据

public void test1() throws FileNotFoundException {
//做web工程时,不建议采用传统方式读取文件数据
FileInputStream in = new FileInputStream("db.properties");//tomcat的bin目录
System.out.println(in);
}

做web工程时,不建议采用传统方式读取文件数据


(a)、得到文件路径:利用context读取路径

如果是properties文件,那么就是用properties对象!

//读取web工程中资源文件的模板代码
public void test2() throws IOException {
	InputStream in = this.getServletContext().getResourceAsStream("/WEB-INF/classes/db.properties");
	Properties pro = new Properties();
	pro.load(in);

	String driver=pro.getProperty("driver");
	String url=pro.getProperty("url");
	String username=pro.getProperty("username");
	String password=pro.getProperty("password");

	System.out.println(driver);
	System.out.println(url);
	System.out.println(username);
	System.out.println(password);
}

(b)、读取资源文件的三种方式

~获取流(getResourceAsStream),如(a)代码所示

~获取绝对路径(getRealPath):

//获取web资源的绝对路径
public void test3() throws IOException {
	String realPath = this.getServletContext().getRealPath("/WEB-INF/classes/db.properties");
	FileInputStream in = new FileInputStream(realPath);
	Properties pro= new Properties();
	pro.load(in);

	String driver = pro.getProperty("driver");
	System.out.println(driver);
}
//读取webroot目录下的资源
public void test4() throws IOException {
	InputStream in = this.getServletContext().getResourceAsStream("db.properties");
	Properties pro= new Properties();
	pro.load(in);

	String driver = pro.getProperty("driver");
	System.out.println(driver);
}

~类目录下的路径获取利用类装载器

//类根目录下
public void test1() throws IOException {
	ClassLoader loader = ServletContext7.class.getClassLoader();
	InputStream in = loader.getResourceAsStream("db.properties");
	Properties pro = new Properties();
	pro.load(in);

	String driver = pro.getProperty("driver");
	System.out.println(driver);
}
//读取类路径下面、包下面的资源文件
public void test2() throws IOException {
	ClassLoader loader = ServletContext7.class.getClassLoader();
	InputStream in = loader.getResourceAsStream("seu/xinci/ServletConfig/db.properties");
	Properties pro = new Properties();
	pro.load(in);

	String driver = pro.getProperty("driver");
	System.out.println(driver);
}

注意:

  • 类装载器装载文件,不适合装载大文件,否则会导致jvm内存溢出。利用类装载器,只能装载1次 
  • 但如果是交给dao文件处理的话就要使用类加载器,不能用Context

示例:

大文件的搬运:肯定不能使用类加载器

//文件太大,只能用servletContext
public void test4() throws IOException{
	//读取PranavMistry_2009I_480.mp4,并拷贝到e:\根目录下
	
	//path=c:\asdf\adsd\add\PranavMistry_2009I_480.mp4
	//path=PranavMistry_2009I_480.mp4
	////获取文件名
	String path = this.getServletContext().getRealPath("/WEB-INF/classes/PranavMistry_2009I_480.mp4");
	String filename = path.substring(path.lastIndexOf("\\")+1);
	
	
	InputStream in = this.getServletContext().getResourceAsStream("/WEB-INF/classes/PranavMistry_2009I_480.mp4");
	byte buffer[] = new byte[1024];
	int len = 0;
	
	FileOutputStream out = new FileOutputStream("e:\\" + filename);
	while((len=in.read(buffer))>0){
		out.write(buffer,0,len);
	}
	
	out.close();
	in.close();
}	


(c)、.properties文件(属性文件)


但servlet经常只提供一个接口交给其他程序处理,此时就只能利用类装载器来进行文件的读取

public class Dao {
    public void run() throws IOException {
        URL url = Dao.class.getClassLoader().getResource("db.properties");
        String path = url.getPath();

        System.out.println(path);

        FileInputStream in = new FileInputStream(path);


        Properties pro = new Properties();
        pro.load(in);
        System.out.println(pro.getProperty("driver"));

        pro.setProperty("name", "flx");

        FileOutputStream out = new FileOutputStream(path);
        pro.store(out, "");

        System.out.println(pro.size());
        in.close();
        out.close();
    }
}


重点:

InputStream流:输入流,和文件相关联

OutStream流:重新创建文件,如果OutStream(***,true)则为不删除原来内容

7、在客户端缓存Servlet的输出

对于不经常变化的数据,在servlet中可以为其设置合理的缓存时间值,以避免浏览器频繁向服务器发送请求,提升服务器的性能。

刷新按钮是一定要向服务器发送请求
@WebServlet(name = "Servlet3")
public class Servlet3 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setDateHeader("expires",System.currentTimeMillis()+24*3600*1000);
        response.getOutputStream().write("aaa".getBytes());
    }
}




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