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！

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。
装载并创建该Servlet的一个实例对象。
调用Servlet实例对象的init()方法。
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。
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());
    }
}