Servlet概述
Servlet 是Java Server Applet的簡稱，稱爲小服務器程序，用Java編寫的服務器端程序，主要功能交互式地瀏覽和修改數據，生成動態Web內容。
Servlet運行於支持Java的應用服務器中。從實現上講，Servlet可以響應任何類型的請求，但絕大多數情況下Servlet只用來擴展基於HTTP協議的Web服務器。
Servlet編程需要使用到javax.servlet 和 javax.servlet.http兩個包下面的類和接口，在所有的類和接口中，javax.servlet.Servlet 接口最爲重要。所有的servlet程序都必須實現該接口或者繼承實現了該接口的類。javax.servlet.ServletConfig;
javax.servlet.ServletException;
javax.servlet.http.HttpServlet;
javax.servlet.http.HttpServletRequest;
javax.servlet.http.HttpServletResponse;
javax.servlet.http.HttpSession;
javax.servlet.http.Cookie;
HTTP協議
什麼是HTTP協議
超文本傳輸協議（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互聯網上應用最爲廣泛的一種網絡協議,是一個基於請求與響應模式的、無狀態的、應用層的協議，常基於TCP的連接方式。
HTTP協議的主要特點如下：
1.支持客戶端/服務器模式。
2.簡單快速： 客戶向服務器請求服務時，只需傳送請求方法和路徑。請求方法常用的有GET、POST。每種方法規定了客戶與服務器聯繫的類型不同。由於HTTP協議簡單，使得HTTP服務器的程序規模小，因而通信速度很快。
3.靈活： HTTP允許傳輸任意類型的數據對象。傳輸的類型由Content-Type加以標記。
4.無連接： 無連接的含義是限制每次連接只處理一個請求。服務器處理完客戶的請求，並收到客戶的應答後，即斷開連接。採用這種方式可以節省傳輸時間。
5.無狀態： HTTP協議是無狀態協議。無狀態是指協議對於事務處理沒有記憶能力。缺少狀態意味着如果後續處理需要前面的信息，則它必須重傳，這樣可能導致每次連接傳送的數據量增大。另一方面，在服務器不需要先前信息時它的應答就較快。
Http協議的通信
HTTP通信機制是在一次完整的HTTP通信過程中，Web瀏覽器與Web服務器之間將完成下列7個步驟：
1、 建立TCP連接
在HTTP工作開始之前，Web瀏覽器首先要通過網絡與Web服務器建立連接，該連接是通過TCP來完成的，該協議與IP協議共同構建Internet，即著名的TCP/IP協議族，因此Internet又被稱作是TCP/IP網絡。HTTP是比TCP更高層次的應用層協議，根據規則，只有低層協議建立之後才能進行更高層協議的連接。因此，首先要建立TCP連接，一般TCP連接的端口號是80
2、 瀏覽器向Web服務器發送請求命令
一旦建立了TCP連接，Web瀏覽器就會向Web服務器發送請求命令
例如：GET /sample/hello.html HTTP/1.1
3、 瀏覽器發送請求頭信息
瀏覽器發送其請求命令之後，還要以頭信息的形式向Web服務器發送一些別的信息，之後瀏覽器發送了一空白行來通知服務器，它已經結束了該頭信息的發送。
4、 Web服務器應答
客戶機向服務器發出請求後，服務器會客戶機回送應答，
HTTP/1.1 200 OK
應答的第一部分是協議的版本號和應答狀態碼
5、 Web服務器發送應答頭信息
正如客戶端會隨同請求發送關於自身的信息一樣，服務器也會隨同應答向用戶發送關於它自己的數據及被請求的文檔。
6、 Web服務器向瀏覽器發送數據
Web服務器向瀏覽器發送頭信息後，它會發送一個空白行來表示頭信息的發送到此爲結束，接着，它就以Content-Type應答頭信息所描述的格式發送用戶所請求的實際數據
7、 Web服務器關閉TCP連接
一般情況下，一旦Web服務器向瀏覽器發送了請求數據，它就要關閉TCP連接，然後如果瀏覽器或者服務器在其頭信息加入了這行代碼
Connection:keep-alive
TCP連接在發送後將仍然保持打開狀態，於是，瀏覽器可以繼續通過相同的連接發送請求。保持連接節省了爲每個請求建立新連接所需的時間，還節約了網絡帶寬
請求和響應數據格式
HTTP請求報文
當瀏覽器向Web服務器發出請求時，它向服務器傳遞了一個數據塊，也就是請求信息（請求報文），HTTP請求信息由4部分組成：
1 請求行 請求方法/地址 URI協議/版本
2 請求頭(Request Header)
3 空行
4 請求正文
HTTP請求的例子：
POST /hello HTTP/1.1
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.8,en-GB;q=0.6,en;q=0.4
Connection:Keep-Alive
Host:localhost:8080
User-Agent:Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/59.0.3071.115 Safari/537.36
Accept-Encoding:gzip, deflate, br
username=zhangsan&age=20&add=beijing
HTTP響應報文
HTTP應答與HTTP請求相似，HTTP響應也由4個部分構成，分別是：
1、狀態行
2、響應頭(Response Header)
3、空行
4、響應正文
HTTP/1.1 200 OK //狀態行
Server: nginx
Date: Tue, 31 May 2016 02:09:24 GMT
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
Connection: keep-alive
Vary: Accept-Encoding
Access-Control-Allow-Origin: *
Access-Control-Allow-Headers: X-Requested-With,access_token,access-token,content-type,multipart/form-data,application/x-www-form-urlencoded
Access-Control-Allow-Methods: GET,POST,OPTIONS
Content-Length: 49
<!DOCTYPE html> //正文
<html>
<head>
<title>網頁標題</title>
<meta charset="utf-8">
</head>
<body>
網頁內容
</body>
</html>
Servlet使用
Servlet接口
在ServletAPI中最重要的是Servlet接口，所有Servlet都會直接或間接的與該接口發生聯繫，或是直接實現該接口，或間接繼承自實現了該接口的類。
該接口包括以下五個方法：
//初始化servlet方法
init(ServletConfig config)
//獲取Servlet配置
ServletConfig getServletConfig()
//服務方法：執行處理瀏覽器請求的方法
service(ServletRequest req,ServletResponse res)
//獲取servlet信息：作者版權
String getServletInfo()
//銷燬方法
destroy( )
處理方式：
（1）第一次訪問Servlet時，服務器會創建Servlet對象，並調用init方法，再調用service方法
（2）第二次再訪問時，Servlet對象已經存在，不再創建，執行service方法
（3）當服務器停止，會釋放Servlet，調用destroy方法。
HttpServlet類
是繼承GenericServlet的基礎上進一步的擴展。
提供將要被子類化以創建適用於 Web 站點的 HTTP servlet 的抽象類。HttpServlet 的子類至少必須重寫一個方法，該方法通常是以下這些方法之一：
doGet，如果 servlet 支持 HTTP GET 請求
doPost，用於 HTTP POST 請求
doPut，用於 HTTP PUT 請求
doDelete，用於 HTTP DELETE 請求
init 和 destroy，用於管理 servlet 的生命週期內保存的資源
getServletInfo，servlet 使用它提供有關其自身的信息
Servlet的兩種創建方式
Servlet的第一種創建方式：繼承HttpServlet
Servlet創建的第二種方式：實現接口Servlet
Servlet的兩種配置方式
第一種註解式配置 Servlet3.0及以後 ：
@WebServlet("/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
使用註解方式：
註解類 WebServlet
name:serlvet名字 （可選）
value: 配置url路徑
urlPatterns：配置url路徑 ，和value作用一樣，不能同時使用
loadOnStartup:配置Servlet的創建的時機， 如果是0或者正數 啓動程序時創建，如果是負數，則訪問時創建。數字越小優先級越高。
initParams：配置Servlet的初始化參數
第二種web.xml配置 Servlet所有版本都支持：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee" xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd" version="3.1">
<display-name>Web_Day11</display-name>
<!--Servlet的第二種配置 -->
<!--Servlet配置 -->
<servlet>
<!--名稱 -->
<servlet-name>hello2</servlet-name>
<!--Servlet的全稱類名 -->
<servlet-class>com.qf.web.servlet.HelloServlet</servlet-class>
<!--啓動的優先級，數字越小越先起作用 -->
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<!--映射配置 -->
<servlet-mapping>
<!--名稱 -->
<servlet-name>hello2</servlet-name>
<!--資源的匹配規則：精確匹配 -->
<url-pattern>/hello2</url-pattern>
</servlet-mapping>
<welcome-file-list>
<welcome-file>login.html</welcome-file>
</welcome-file-list>
</web-app>
容器在進行url-pattern配置的時候是遵循一定的匹配原則的
url-pattern定義匹配規則，取值說明：
精確匹配 /具體的名稱 只有url路徑是具體的名稱的時候纔會觸發Servlet
後綴匹配 .xxx 只要是以xxx結尾的就匹配觸發Servlet
通配符匹配 / 匹配所有請求，包含服務器的所有資源
通配符匹配 / 匹配所有請求，包含服務器的所有資源，不包括.jsp
load-on-startup
1元素標記容器是否應該在web應用程序啓動的時候就加載這個servlet。
2它的值必須是一個整數，表示servlet被加載的先後順序。
3如果該元素的值爲負數或者沒有設置，則容器會當Servlet被請求時再加載。
4如果值爲正整數或者0時，表示容器在應用啓動時就加載並初始化這個servlet，值越小，servlet的優先級越高，就越先被加載。值相同時，容器就會自己選擇順序來加載。
<init-param>
<param-name>name</param-name>
<param-value>張三</param-value>
</init-param>
1 init-param元素用來定義Servlet啓動的參數，可以定義多個
2 param-name表示參數名稱
3 param-value表示參數值
Servlet生命週期
階段一、實例化（調用構造方法）
階段二、初始化（init方法）
階段三、就緒/服務
階段四、銷燬
獲取請求參數
GET請求
GET提交的數據會放在URL之後，以?分割URL和傳輸數據，參數之間以&相連
GET提交的數據大小有限制（因爲瀏覽器對URL的長度有限制）
GET方式提交數據，會帶來安全問題
效率高
對應的Servlet的方法是doGet
POST請求
POST方法是把提交的數據放在HTTP包的Body中
POST方法提交的數據沒有限制
POST提交的數據相對安全
效率相對沒有GET高
對應的Servlet的方法是doPost
中文亂碼處理
產生亂碼，就是因爲服務器和客戶端溝通的編碼不一致造成的，因此解決的辦法是：在客戶端和服務器之間設置一個統一的編碼，之後就按照此編碼進行數據的傳輸和接收
GET中文亂碼
在Tomcat7及以下
客戶端以UTF-8的編碼傳輸數據到服務器端，而服務器端的request對象使用的是ISO8859-1這個字符編碼來接收數據，服務器和客戶端溝通的編碼不一致因此纔會產生中文亂碼的。解決辦法：在接收到數據後，先獲取request對象以ISO8859-1字符編碼接收到的原始數據的字節數組，然後通過字節數組以指定的編碼構建字符串，解決亂碼問題。
Tomcat8的版本中GET基本就不會亂碼了，因爲服務器對url的編碼格式可以進行自動轉換
POST亂碼
由於客戶端是以UTF-8字符編碼將表單數據傳輸到服務器端的，因此服務器也需要設置以UTF-8字符編碼進行接收，要想完成此操作，服務器可以直接使用從ServletRequest接口繼承而來的"setCharacterEncoding(charset)"方法進行統一的編碼設置。
Servlet輸出中文內容
瀏覽器識別不到返回的中文是什麼編碼格式，就會默認使用GB2312,如果返回的是UTF-8格式的那麼在瀏覽器上就會顯示亂碼的問題
解決內容中的亂碼
response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");//方式一
response.setCharacterEncoding("UTF-8");//方式二：輸出一個完整的網頁
線程安全問題
因爲每次請求都會創建一個線程，如果多人同時請求，那麼就會存在多個線程操作同一個Servlet對象，那麼如果在對應的方法中操作了成員變量，就有可能產生線程安全的問題。
如何保證線程安全
1、synchronized
將存在線程安全問題的代碼放到同步代碼塊中
2、實現SingleThreadModel接口
servlet實現SingleThreadModel接口後，每個線程都會創建servlet實例，這樣每個客戶端請求就不存在共享資源的問題，但是servlet響應客戶端請求的效率太低，所以已經淘汰。
3、儘可能只使用局部變量
表單數據請求響應示例：
package com.tomcat;
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;
@WebServlet("/ServletDemo")
public class ServletDemo extends HttpServlet {
//request請求，response響應
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
//設置接收到的請求體信息爲utf-8編碼
request.setCharacterEncoding("utf-8");
//沒有在響應頭聲明編碼，使用時還需要在輸出時輸出整個html聲明
//response.setCharacterEncoding("utf-8");
//設置響應體文本格式和編碼
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
//獲取請求體的內容
String username = request.getParameter("username");
String phone = request.getParameter("phone");
System.out.println(username+"->"+phone);
//給請求體響應
PrintWriter writer = response.getWriter();
writer.print("<h2>提交成功!!!</h2>");
}
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
doPost(request,response);
}
}
<meta charset="UTF-8">
<form action="ServletDemo" method="post">
用戶名：<input type="text" name="username">
<br />
聯繫方式：<input type="text" name="phone">
<br />
<input type="submit" value="提交">
</form>
頁面跳轉
Java Web服務端控制頁面跳轉主要有兩種：重定向和轉發
重定向
重定向就是通過各種方法將網絡請求重新定個方向轉到其它位置。
實現原理：
客戶瀏覽器發送http請求----》web服務器接受後發送302狀態碼響應及對應新的location給客戶瀏覽器–》客戶瀏覽器發現是302響應，則自動再發送一個新的http請求，請求url是新的location地址----》服務器根據此請求尋找資源併發送給客戶。
特點：
1、重定向是客戶端行爲。
2、重定向是瀏覽器做了至少兩次的訪問請求。
3、重定向瀏覽器地址改變。
4、重定向兩次跳轉之間傳輸的信息會丟失（request範圍）。
5、重定向可以指向任何的資源，包括當前應用程序中的其他資源，同一個站點上的其他應用程序中的資源，其他站點的資源。注意：傳遞給HttpServletResponse.sendRedirect 方法的相對URL以“/”開頭，它是相對於整個WEB站點的根目錄
示例：
301跳轉：
@WebServlet("/ServletDemo4")
public class ServletDemo4 extends HttpServlet {
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
//設置響應狀態碼
response.setStatus(301);
//設置響應頭信息設置響應信息頭
response.setHeader("Location","ServletDemo");
System.out.println("不想處理");
}
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
doPost(request,response);
}
}
302跳轉：
@WebServlet("/ServletDemo")
public class ServletDemo extends HttpServlet {
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
response.sendRedirect("http://www.baidu.com");
}
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
doPost(request,response);
}
}
請求轉發
原理：
客戶瀏覽器發送http請求----》web服務器接受此請求–》調用內部的一個方法在容器內部完成請求處理和轉發動作----》將目標資源發送給客戶。在這裏，轉發的路徑必須是同一個web容器下的url，其不能轉向到其他的web路徑上去，中間傳遞的是自己的容器內的request。在客戶瀏覽器路徑欄顯示的仍然是其第一次訪問的路徑，也就是說客戶是感覺不到服務器做了轉發的。
特點：
1，轉發是服務器行爲
2，轉發是瀏覽器只做了一次訪問請求
3，轉發瀏覽器地址不變
4，轉發兩次跳轉之間傳輸的信息不會丟失，所以可以通過request進行數據的傳遞
5，轉發只能將請求轉發給同一個WEB應用中的組件
注意：如果創建RequestDispatcher 對象時指定的相對URL以“/”開頭，它是相對於當前WEB應用程序的根目錄。
網絡路徑
絕對路徑: 用在不同網站之間的跳轉,比如：http://www.baidu.com/aaa/1.jpg
相對路徑: 用在同一個網站中, aaa/1.jpg，僅限靜態資源，如果頁面比較多，並且使用框架，會出現混亂。
根路徑：根指定就是主機名（服務器） /day12web1/loginservlet （/ 表示 http://localhost:8080/）
/day12web1/loginservlet 如果在瀏覽器中使用 / 表示 http://localhost:8080/
/listservlet 如果是在服務器中使用 / 表示 /day12web1
response對象
在Servlet中可以使用的內置對象主要有：request、response、application、session、out（PrintWriter）。
ServletResponse簡介
定義輔助 servlet 將響應發送到客戶端的對象。servlet 容器創建 ServletResponse 對象，並將它作爲參數傳遞給 servlet 的 service 方法。 要發送 MIME 正文響應中的二進制數據，請使用 getOutputStream 返回的 ServletOutputStream。要發送字符數據，請使用 getWriter 返回的 PrintWriter 對象。
2.2 HttpServletResponse介紹
擴展 ServletResponse 接口以提供特定於 HTTP 的發送響應功能。例如，該接口擁有訪問 HTTP 頭和 cookie 的方法。 客戶端向服務器發起的都是HTTP協議操作,所以我們大部分使用HttpServletResponse對象作爲直接操作對象!
HttpServletResponse 常用API介紹
| 方法名稱 | 作用 |
|---|---|
| setStatus(int code) | 設置響應狀態碼：200 成功 302 臨時重定向 304 處理緩存 404 Not Found沒有找到資源，500 服務器錯誤 |
| setHeader(name,value) | 設置響應信息頭 |
| setCharacterEncoding(String); | 設置編碼格式 |
| setContentType(String) | 設置返回數據mimetype |
| getWriter() | 獲取字符輸出流 |
| getOutputStream() | 獲取字節輸出流 |
設置返回字符編碼格式
方法一：
可以解決返回字符串亂碼問題,但是需要將返回的字符串封裝到html代碼中.操作繁瑣!
response.setCharacterEncoding("utf-8");
方法二
方案按相對簡單,通過設置響應頭告知瀏覽器解析字符串的編碼格式!
response.setHeader("Content-type","text/html;charset=UTF-8")
方法三(推薦)
利用setContentType這種綜合性的寫法解決問題!此方法也是開發中常用的方法!方便!
response.setContentType("text/html;charset=UTF-8")
request對象
ServletRequest介紹
定義將客戶端請求信息提供給某個 servlet 的對象。servlet 容器創建ServletRequest 對象，並將該對象作爲參數傳遞給該 servlet 的service方法。
3.2 HttpServletRequest介紹
HttpServletRequest對象代表客戶端的請求，當客戶端通過HTTP協議訪問服務器時，HTTP請求頭中的所有信息都封裝在這個對象中，開發人員通過這個對象的方法，可以獲得客戶這些信息。
小結: 同響應相同,客戶端請求協議都是基於HTTP所以我們選用HttpServletRequest來操作用戶發送過來的請求的數據!
3.3 HttpServletRequest常用API
URL ：Uniform Resource Location (統一資源定位符) 網址
URI ：Uniform Resource Identifier (統一資源標識符) URI包含URL
美國總統：—》特朗普 URI
他二大爺:—》特朗普 URI
美國白宮10號樓99號房間–> 特朗普的地址 URL
//獲取請求路徑相關參數
**
getRequestURL方法返回客戶端發出請求時的完整URL。
getRequestURI方法返回請求行中的資源名部分。
getQueryString 方法返回請求行中的參數部分。
getRemoteAddr方法返回發出請求的客戶機的IP地址
getRemoteHost方法返回發出請求的客戶機的完整主機名
getRemotePort方法返回客戶機所使用的網絡端口號
getLocalAddr方法返回WEB服務器的IP地址。
getLocalName方法返回WEB服務器的主機名
getMethod得到客戶機請求方式
//獲取請求頭信息
getHead(name)方法
getHeaders(String name)方法
getHeaderNames方法
//獲取請求正文參數
**getParameter(name)方法
**getParameterValues（String name）方法
getParameterNames方法
getParameterMap方法 //做框架用，非常實用
getInputStream方法 獲取輸入流
封裝請求參數
將數據封裝到實體類上
創建一個對應的實體類!
實體類要變量命名和變量類型都有相應的要求,要求變量名跟提交參數的key相同,變量跟參數類型相同!
public class User {
private String username;
private String password;
private String sex;
private String [] hobby;
//getter/setter
}
第一種方式：使用getParameter獲取
String username = req.getParameter("username");
String password=req.getParameter("password");
String gender=req.getParameter("gender");
String[] hobby = req.getParameterValues("hobby");
User user=new User(username,password,gender,hobby);
System.out.println(user.toString());
第二種方式：使用反射進行解析
//表單的name值和value值
//key name值 value values值
Map<String, String[]> parameterMap = request.getParameterMap();
User bean = new User();
Set<Entry<String, String[]>> entrySet = parameterMap.entrySet();
for (Entry<String, String[]> entry : entrySet) {
//entry map中的一條
//username password sex
String key = entry.getKey();
String[] value = entry.getValue();
try {
PropertyDescriptor descriptor =
new PropertyDescriptor(key, User.class);
Method set = descriptor.getWriteMethod();
/**
* 參數：哪個對象的set方法
* password username sex
*/
if (value.length == 1) {
set.invoke(bean, value[0]);
}else{
set.invoke(bean, (Object)value);
}
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
第三種方式：使用Apache BeanUtils進行快速映射
1.導入beanutils對應jar包、logging日誌、commons-collections-3.2.1.jar
2.映射
BeanUtils.populate(bean2, request.getParameterMap());
System.out.println(bean2);