重溫Java Web的技術細節

一、背景

Java Servlet可以說是一項非常久遠的技術了，甚至可以說是Java Web應用的起源。也就是說真正瞭解了這項技術的原理與實現細節，我們就掌握了Java Web的基礎，也對以後能上手基於Java Servlet的框架起到事半功倍的作用。
本文旨在重溫與Java Servlet密切相關的一些技術細節。

二、請求與響應

Servlet的核心任務是處理請求Request，並給出響應Response，這也是Servlet存在的真正意義。

2.1、Http請求

在Java Web應用開發中，99.999%用到的都是Http請求

/** 
* Servlet處理HTTP GET/POST請求
*/
public class HttpServletDemo extends HttpServlet {
	
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
	   ...
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp {
		...
    }
 }

HTTP存在GET/POST請求，Servlet是如何分辨的呢？
- GET請求，請求的數據會附在URL之後（就是把數據放置在HTTP協議頭中），以?分割URL和傳輸數據，多個參數用&連接
- POST請求：把提交的數據放置在是HTTP包的Body中。

## GET和POST請求的區別

# GET請求
GET /books/?name=computer&num=1 HTTP/1.1
Host: www.wrox.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.7.6)
Gecko/20050225 Firefox/1.0.1
Connection: Keep-Alive
# 注意最後一行是空行

# POST請求
POST /books/add HTTP/1.1
Host: www.wrox.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.7.6)
Gecko/20050225 Firefox/1.0.1
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 40
Connection: Keep-Alive
# 以下是POST請求Body
name=computer&num=1

HttpServlet類中的Service方法根據Http請求的類型GET/POST分別調用doGet或doPost

/**
* HttpServlet類Service方法
*/
protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String method = req.getMethod();
        long lastModified;
        if (method.equals("GET")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            if (lastModified == -1L) {
                this.doGet(req, resp);
            } else {
                long ifModifiedSince;
                try {
                    ifModifiedSince = req.getDateHeader("If-Modified-Since");
                } catch (IllegalArgumentException var9) {
                    ifModifiedSince = -1L;
                }

                if (ifModifiedSince < lastModified / 1000L * 1000L) {
                    this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
                    this.doGet(req, resp);
                } else {
                    resp.setStatus(304);
                }
            }
        } else if (method.equals("HEAD")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
            this.doHead(req, resp);
        } else if (method.equals("POST")) {
            this.doPost(req, resp);
      	
        } else {
            String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
            Object[] errArgs = new Object[]{method};
            errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
            resp.sendError(501, errMsg);
        }
    }

對於Http Request請求，我們還需要理解冪等的概念：對同一個系統，使用同樣的條件，一次請求和重複的多次請求對系統資源的影響是一致的。

根據以上定義，我們認爲GET請求一般情況下是冪等的（GET請求不會引起服務資源的變更），而POST請求是非冪等的（POST請求會提交數據並造成數據更改，造成不可逆，比如多次POST提交訂單數據）。

Servlet可以通過API獲取到Http請求的相關數據

API	備註
request.getParameter("參數名")	根據參數名獲取參數值（注意，只能獲取一個值的參數）
request.getParameterValue("參數名“)	根據參數名獲取參數值（可以獲取多個值的參數）
request.getMethod	獲取Http請求方式
request.getHeader("User-Agent")	獲取用臺瀏覽器信息
request.getCookies	獲取與請求相關的Cookies
request.getSession	獲取與用戶相關的會話
...	...

2.2、Http響應

響應是爲了向用戶發送數據，Servlet需要處理的是封裝成Http響應消息的HttpServletResponse對象。
Http響應一般返回給瀏覽器HTML頁面，再由瀏覽器解析HTML呈現給用戶。
但Http響應發送HTML頁面並不是全部，比如用戶需要通過網站下載某個文件，那Http響應需要返回字節流。

protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp){
		// 這是一個字節流
        resp.setContentType("application/octet-stream");
        resp.setHeader("Content-disposition", "attachment;filename=" + filename);

        InputStream fis = this.getClass().getResourceAsStream("download.xlsx");
        OutputStream os = resp.getOutputStream();
        byte[] bis = new byte[1024];
        while (-1 != fis.read(bis)) {
            os.write(bis);
        }
}

Servlet設置Http響應頭控制瀏覽器的行爲

//設置refresh響應頭控制瀏覽器每隔1秒鐘刷新一次
response.setHeader("refresh", "1");

//可分別通過三種方式禁止緩存當前文檔內容
response.setDateHeader("expries", -1);

response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");

response.setHeader("Pragma", "no-cache")

// 重定向：收到客戶端請求後，通知客戶端去訪問另外一個web資源
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)  {
     // 通過sendRedirect方法實現請求重定向
     resp.sendRedirect(req.getContextPath() + "/welcome.jsp");
}
// 請求分派
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)  {
  req.getRequestDispatcher("/result.jsp").forward(req,resp);
}

Servlet與HTTP 狀態碼

代碼	消息	描述
200	OK	請求成功。
401	Unauthorized	所請求的頁面需要授權
404	Not Found	服務器無法找到所請求的頁面。
500	Internal Server Error	未完成的請求。服務器遇到了一個意外的情況
...	...	...

// 返回HTTP 500狀態碼
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)  {
  resp.sendError(500);
}

三、ServletConfig

在每個Servlet運行時，有可能需要一些初始化參數，比如，文件使用的編碼，共享的資源信息等。
這些初始化參數可以在 web.xml 文件中使用一個或多個 ＜init-param＞ 元素進行描述配置。當容器初始化一個 Servlet 時，會將該 Servlet 的配置信息封裝，並通過 init（ServletConfig）方法將 ServletConfig 對象的引用傳遞給 Servlet。

3.1 測試ServletConfig參數

在web.xml中進行如下配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
	<servlet>
         <servlet-name>http-demo</servlet-name>
         <servlet-class>demo.servlet.HttpServletDemo</servlet-class>
		  <!-- 設置該servlet的管理員郵箱地址 -->
          <init-param>
              <param-name>adminEmail</param-name>
              <param-value>[email protected]</param-value>
          </init-param>
     </servlet>
</web-app>

在servlet代碼中進行如下調用：

public class HttpServletDemo extends HttpServlet {

    // 重寫Get請求方法,返回一個表單頁面
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException {
        resp.setContentType("text/html");
        resp.setCharacterEncoding("GBK");
        PrintWriter out =resp.getWriter();
        out.println("<html><body>");
        out.println("管理員郵箱:");
        out.println(getServletConfig().getInitParameter("adminEmail"));
        out.println("<br>");
        out.println("</body></html>");
    }
}

四、ServletContext

－web應用同樣也需要一些初始化的參數，但相對於每一個Servlet有一個ServletConfig來說，一個Web應用（確切的說是每個JVM）僅有一個ServletContext來存放這些參數，這個ServletContext對Web應用中的每個Servlet都可用。

4.1 測試ServletContext參數

在web.xml中進行如下配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
         
		<!-- 設置web應用的統一標題欄 -->
        <context-param>
            <param-name>title</param-name>
            <param-value>My-App網站</param-value>
        </context-param>

        <servlet>
            <servlet-name>http-demo</servlet-name>
            <servlet-class>demo.servlet.HttpServletDemo</servlet-class>

            <init-param>
                <param-name>adminEmail</param-name>
                <param-value>[email protected]</param-value>
            </init-param>
        </servlet>

        <servlet-mapping>
            <servlet-name>http-demo</servlet-name>
            <url-pattern>/http-demo</url-pattern>
        </servlet-mapping>
</web-app>

在servlet代碼中進行如下調用：

public class HttpServletDemo extends HttpServlet {

    // 重寫Get請求方法,返回一個表單頁面
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException {

        resp.setContentType("text/html");
        resp.setCharacterEncoding("GBK");
        PrintWriter out =resp.getWriter();
        out.println("<html><body>");
        out.println("<title>"+getServletContext().getInitParameter("title")+"</title>");
        out.println("管理員郵箱:");
        out.println(getServletConfig().getInitParameter("adminEmail"));
        out.println("<br>");
        out.println("</body></html>");
    }
 }

注意點：

// 在web應用中，以下兩句代碼等價
getServletContext().getInitParameter("title");
getServletConfig().getServletContext().getInitParameter("title");

4.2、ServletContext屬性

通過編程的方式，可以給ServletContext綁定屬性，使得web應用中的Servlet對象可以使用該全局屬性。

// 重寫Post請求方法，提交表單上的數據，並返回結果頁面
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

        String name = req.getParameter("name");
        Integer age = Integer.parseInt(req.getParameter("age"));
        if (name != null && age != null) {
            User user = new User(name, age);
            req.setAttribute("name", name);
            req.setAttribute("age", age);
            // 設置提交成功次數屬性,並同步加鎖，防止多線程併發異常
            synchronized (getServletContext()) {
                if (user.checkName()) {
                    Long postCount = getServletContext().getAttribute("postCount") == null ? 1L
                            : Long.parseLong(getServletContext().getAttribute("postCount").toString()) + 1L;
                    getServletContext().setAttribute("postCount", postCount);

                    req.setAttribute("result", "登記成功" + "! 總共已有" + postCount + "人數登記！！");
                } else {
                    req.setAttribute("result", "登記失敗：名稱中包含非法字符");
                }
            }
            RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp");
            view.forward(req, resp);

        }

    }

屬性與參數的區別

	屬性	參數
設置方法	setAttribute(String name,Object value)	只能在web.xml中設置
返回類型	Object	String
獲取方法	getAttribute(String name).	getInitParameter(String s)

五、屬性的作用域

除了ServletContext可以設置屬性外，HttpSession會話、HttpServletRequest請求都可以設置和使用屬性。但這三者的作用域是不同的，可參見下表：

	屬性作用域	備註
ServletContext	web應用存活期間都可以設置並使用屬性；應用關閉上下文撤消後相應屬性也會消失	各個Servlet都可以使用，但線程不安全，一般適在於常量屬性等，比如數據庫連接
HttpSession	HttpSession應用存活期間都可以設置並使用屬性；會話超時或被人爲撤消後相應屬性也會消失	與會話相關的都可以使用，比如電商網站的購物車屬性
HttpServletRequest	每次請求生成時可設置或使用屬性，直到這個請求在service方法中消失	請求中屬性是線程安全的，類似於局部變量

六、HttpSession

Session就是爲了讓服務器有能力分辨出不同的用戶。

客戶端在第一次請求時沒有攜帶任何sessionId，服務端Servlet容器就會給客戶端創建一個HttpSession對象存儲在服務器端，然後給這個對象創建一個sessionID 作爲唯一標識。同時
這個sessionID還會放在一個cookie裏，通過response返回客戶端。

客戶端第二次發出請求，cookie中會攜帶sessionId，servlet容器拿着這個sessionID在服務器端查找對應的HttpSession對象，找到後就直接拿出來使用。

Servlet會爲不同的客戶端創建不同的sessionId及session對象，代表不同的狀態。

6.1 HttpSession的關鍵方法

關鍵方法

方法	描述
getSession()	獲取Session 對象
setAttribute()	在Session 對象中設置屬性
getAttribute()	在Session 對象中獲取屬性
removeAttribute()	在Session 對象中刪除屬性
invalidate()	使Session 對象失效
setMaxInactiveInterval()	設置Session 對象最大間隔時間(在這段時間內，客戶端未對這個會話有新的請求操作，該會話就會撤消)

6.2 簡易的購物車使用HttpSession

網站後臺通過會話保存用戶的購物車狀態，用戶在退出網站後在會話的有效時間段內重新進入網站，購物車狀態不消失。
web.xml配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

    <context-param>
        <param-name>title</param-name>
        <param-value>購物網站</param-value>
    </context-param>

    <!-- 網站session失效時間爲30分鐘 -->
    <session-config>
        <session-timeout>30</session-timeout>
    </session-config>

    <!-- 登錄servlet -->
    <servlet>
        <servlet-name>http-demo</servlet-name>
        <servlet-class>demo.servlet.HttpServletDemo</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>http-demo</servlet-name>
        <url-pattern>/http-demo</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <!-- 購物車servlet -->
    <servlet>
        <servlet-name>cart</servlet-name>
        <servlet-class>demo.servlet.CartServlet</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>cart</servlet-name>
        <url-pattern>/cart</url-pattern>
    </servlet-mapping>

</web-app>

購物網站登錄頁面Servlet：

/**
 * 購物網站登錄頁面
 *
 * @author zhuhuix
 * @date 2020-08-28
 */
public class HttpServletDemo extends HttpServlet {
    //static int i=0 ;

    // 重寫Get請求方法,返回登錄表單頁面
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException {
        req.setAttribute("title", getServletContext().getInitParameter("title"));
        req.getRequestDispatcher("/form.jsp").forward(req, resp);

    }

    // 重寫Post請求方法，進行登錄，登錄成功後跳車購物車頁面
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

        String name = req.getParameter("name");
        Integer password = Integer.parseInt(req.getParameter("password"));
        if (name != null && password != null) {
            req.getSession().setAttribute("name",name);
            RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/cart.jsp");
            view.forward(req, resp);
        }
    }
}

購物網站登錄頁面視圖：

<!--表單頁面-->
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css"
          integrity="sha384-HSMxcRTRxnN+Bdg0JdbxYKrThecOKuH5zCYotlSAcp1+c8xmyTe9GYg1l9a69psu" crossorigin="anonymous">
    <script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.5.2/js/bootstrap.min.js"
            integrity="sha384-B4gt1jrGC7Jh4AgTPSdUtOBvfO8shuf57BaghqFfPlYxofvL8/KUEfYiJOMMV+rV"
            crossorigin="anonymous"></script>
    <title>${title}用戶登錄</title>
</head>
<body>
<div class="container">

    <form role="form" method="post" action="http-demo" class="form-horizontal">
        <div class="form-group">
            <h4 class="col-sm-3 col-sm-offset-3">用戶登錄</h4>
        </div>
        <div class="form-group">
            <label class="col-sm-3 control-label">用戶名</label>
            <div class="col-sm-3">
                <input name="name" type="text" class="form-control" placeholder="請輸入用戶名">
            </div>
        </div>
        <div class="form-group">
            <label class="col-sm-3 control-label">密碼</label>
            <div class="col-sm-3">
                <input name="password" type="password" class="form-control" placeholder="請輸入密碼">
            </div>
        </div>

        <div class="form-group">
            <div class="col-sm-3 col-sm-offset-3">
                <button class="btn btn-primary">點擊登錄</button>
            </div>
        </div>
    </form>
</div>
</body>
</html>

購物車頁面視圖：

<!--表單頁面-->
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css"
          integrity="sha384-HSMxcRTRxnN+Bdg0JdbxYKrThecOKuH5zCYotlSAcp1+c8xmyTe9GYg1l9a69psu" crossorigin="anonymous">
    <script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.5.2/js/bootstrap.min.js"
            integrity="sha384-B4gt1jrGC7Jh4AgTPSdUtOBvfO8shuf57BaghqFfPlYxofvL8/KUEfYiJOMMV+rV"
            crossorigin="anonymous"></script>
    <title>${title}購物車</title>
</head>
<body>
<div class="container">

    <form role="form" method="post" action="cart" class="form-horizontal">
        <div class="form-group">
            <h4 class="col-sm-3 col-sm-offset-1">${name}的購物車</h4>
        </div>
        <table class="table table-bordered table-condensed" style="width: 30%">
            <thead>
            <tr>
                <td>貨物</td>
                <td>數量</td>
            </tr>
            </thead>
            <tbody>
            <tr>
                <td>手機</td>
                <td><input type="number" name="phoneNumber" value=${phoneNumber}> </td>
            </tr>
            <tr>
                <td>電腦</td>
                <td><input type="number" name="pcNumber" value=${pcNumber}> </td>
            </tr>
            <tr>
                <td>書本</td>
                <td><input type="number" name="bookNumber" value=${bookNumber}> </td>
            </tr>
            </tbody>
        </table>

        <div class="form-group">
            <div class="col-sm-1 col-sm-offset-1">
                <button class="btn btn-primary">點擊提交</button>
            </div>
        </div>
    </form>
</div>
</body>
</html>

購物車的Servlet：

/**
 * 購物車Servlet
 *
 * @author zhuhuix
 * @date 2020-08-29
 */
public class CartServlet extends javax.servlet.http.HttpServlet {


    // 重寫Post請求方法，提交購物車的數據，並返回結果頁面
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 查找頁面上的購物數量，並放入session中

        req.getSession().setAttribute("phoneNumber", req.getParameter("phoneNumber"));
        req.getSession().setAttribute("pcNumber", req.getParameter("pcNumber"));
        req.getSession().setAttribute("bookNumber", req.getParameter("bookNumber"));

        RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp");
        view.forward(req, resp);
    }
}

購物結果視圖頁面：

<!--結果頁面-->
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css"
          integrity="sha384-HSMxcRTRxnN+Bdg0JdbxYKrThecOKuH5zCYotlSAcp1+c8xmyTe9GYg1l9a69psu" crossorigin="anonymous">
    <script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.5.2/js/bootstrap.min.js"
            integrity="sha384-B4gt1jrGC7Jh4AgTPSdUtOBvfO8shuf57BaghqFfPlYxofvL8/KUEfYiJOMMV+rV"
            crossorigin="anonymous"></script>
    <title>${title}購物結果</title>
</head>
<body>
<div class="container">

    <div class="row">
        <h3 class="col-sm-3 col-sm-offset-1">${name}的購物結果</h3>
    </div>
    <table class="table table-bordered table-condensed" style="width: 30%">
        <thead>
        <tr>
            <td>已購貨物</td>
            <td>已購數量</td>
        </tr>
        </thead>
        <tbody>
        <tr>
            <td>手機</td>
            <td>${phoneNumber} </td>
        </tr>
        <tr>
            <td>電腦</td>
            <td>${pcNumber}</td>
        </tr>
        <tr>
            <td>書本</td>
            <td>${bookNumber} </td>
        </tr>
        </tbody>
    </table>
</div>
</body>
</html>

HttpSession狀態測試

用戶登錄網站後在購物車頁面提交購物結果：
用戶退出網站，重新登錄後進入購物車頁面，網站後臺將HttpSession中的數據重新調取到頁面進行顯示：

在web.xml中將會話失效時間改爲一分鐘，並重啓網站，進行購物車提交

  <!-- 網站session失效時間爲1分鐘 -->
    <session-config>
        <session-timeout>1</session-timeout>
    </session-config>

退出網站，超過一分鐘後重新登錄，並查看購物車情況
購物車已空空如也

七、監聽器

監聽器Listener又稱爲監聽者，Listener的設計爲開發Servlet應用程序提供了一種快捷的手段，能夠方便地從另一個縱向維度控制程序和數據，正所謂旁觀者清。
監聽器採用了觀察者設計模式，監聽範圍包括ServletContext、HttpSession、HttpRequest。

7.1 監聽器測試--在線會話數統計

在web.xml中進行如下配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

        <context-param>
            <param-name>title</param-name>
            <param-value>My-App網站</param-value>
        </context-param>

        <!-- 監聽者 負責監聽HttpSession創建與銷燬-->
        <listener>
            <listener-class>demo.servlet.HttpSessionListenerDemo</listener-class>
        </listener>

        <!-- 登錄servlet -->
        <servlet>
            <servlet-name>http-demo</servlet-name>
            <servlet-class>demo.servlet.HttpServletDemo</servlet-class>

            <load-on-startup>1</load-on-startup>
        </servlet>

        <servlet-mapping>
            <servlet-name>http-demo</servlet-name>
            <url-pattern>/http-demo</url-pattern>
        </servlet-mapping>
    
</web-app>

創建監聽器類：

/**
 * HttpSession監聽器測試：統計當前服務器在線人數
 */
public class HttpSessionListenerDemo implements javax.servlet.http.HttpSessionListener {
    @Override
    public void sessionCreated(javax.servlet.http.HttpSessionEvent httpSessionEvent) {
        SessionStatics.increase();
    }

    @Override
    public void sessionDestroyed(javax.servlet.http.HttpSessionEvent httpSessionEvent) {
        SessionStatics.decrease();
    }
}

/**
 * 計數類
 */
public  class SessionStatics {
    private  static volatile Long count=0L;

    public static void increase(){
        synchronized (SessionStatics.class) {
            count++;
        }
    }

    public static void decrease(){
        synchronized (SessionStatics.class) {
            count--;
        }
    }

    public static Long getCount(){
        return count;
    }
}

創建用戶登錄的servlet代碼：

/**
 * HttpServlet模擬一個登錄頁面
 *
 * @author zhuhuix
 * @date 2020-08-28
 */
public class HttpServletDemo extends HttpServlet {

    // 重寫Get請求方法,返回一個表單頁面
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException {
        req.setAttribute("title", getServletContext().getInitParameter("title"));
        req.getRequestDispatcher("/form.jsp").forward(req, resp);

    }

    // 重寫Post請求方法，提交表單上的數據，並返回結果頁面
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

        String name = req.getParameter("name");
        Integer password = Integer.parseInt(req.getParameter("password"));
        if (name != null && password != null) {
            // checkUserAndPassword
            req.setAttribute("name", name);

            req.setAttribute("result","登錄成功,當前在線人數:"+SessionStatics.getCount());

            RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp");
            view.forward(req, resp);
        }
    }
}

設計用戶登錄與登錄結果的視圖頁面：

<!--表單頁面-->
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css"
          integrity="sha384-HSMxcRTRxnN+Bdg0JdbxYKrThecOKuH5zCYotlSAcp1+c8xmyTe9GYg1l9a69psu" crossorigin="anonymous">
    <script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.5.2/js/bootstrap.min.js"
            integrity="sha384-B4gt1jrGC7Jh4AgTPSdUtOBvfO8shuf57BaghqFfPlYxofvL8/KUEfYiJOMMV+rV"
            crossorigin="anonymous"></script>
    <title>${title}用戶登錄</title>
</head>
<body>
<div class="container">

    <form role="form" method="post" action="http-demo" class="form-horizontal">
        <div class="form-group">
            <h4 class="col-sm-3 col-sm-offset-3">用戶登錄</h4>
        </div>
        <div class="form-group">
            <label class="col-sm-3 control-label">用戶名</label>
            <div class="col-sm-3">
                <input name="name" type="text" class="form-control" placeholder="請輸入用戶名">
            </div>
        </div>
        <div class="form-group">
            <label class="col-sm-3 control-label">密碼</label>
            <div class="col-sm-3">
                <input name="password" type="password" class="form-control" placeholder="請輸入密碼">
            </div>
        </div>

        <div class="form-group">
            <div class="col-sm-3 col-sm-offset-3">
                <button class="btn btn-primary">點擊登錄</button>
            </div>
        </div>
    </form>
</div>
</body>
</html>

<!--結果頁面-->
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css"
          integrity="sha384-HSMxcRTRxnN+Bdg0JdbxYKrThecOKuH5zCYotlSAcp1+c8xmyTe9GYg1l9a69psu" crossorigin="anonymous">
    <script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.5.2/js/bootstrap.min.js"
            integrity="sha384-B4gt1jrGC7Jh4AgTPSdUtOBvfO8shuf57BaghqFfPlYxofvL8/KUEfYiJOMMV+rV"
            crossorigin="anonymous"></script>
    <title>${title}登錄結果</title>
</head>
<body>
<div class="container">

    <div class="row">
        <h3 class="col-sm-3 col-sm-offset-3">登錄結果</h3>
    </div>
    <div class="row">
        <label class="col-sm-3 col-sm-offset-3">姓名：${name} </label>
    </div>
    <div class="row">
        <label class="col-sm-3 col-sm-offset-3"> ${result}</label>
    </div>
</div>
</body>
</html>

結果演示：

7.2 特殊的監聽器

HttpSessionBindingListener監聽器可以JavaBean對象感知自己被綁定到Session中和從Session中刪除；且該監聽器不需要在web.xml聲明。

public class User implements javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener {
    private String name;

    public User(String name){
        this.name=name;
    }

    @Override
    public void valueBound(HttpSessionBindingEvent httpSessionBindingEvent) {
        System.out.println(name+"加入session");
    }

    @Override
    public void valueUnbound(HttpSessionBindingEvent httpSessionBindingEvent) {
        System.out.println(name+"移出session");
    }
}

 @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp){
  		...
        // 測試HttpSessionBindingListener
        req.getSession().setAttribute("user",new User(name));
}

八、過濾器

過濾器Filter允許你攔截請求和響應，通過編寫和配置一個過濾器，可以完成一些全局性的操作：比如安全驗證、統一編碼處理、敏感字過濾等。

Servlet API中提供了一個Filter接口，開發web應用時，如果編寫的Java類實現了這個接口，則把這個java類稱之爲過濾器Filter。

通過Filter技術，開發人員可以實現用戶在訪問某個目標資源之前，對訪問的請求和響應進行攔截。簡單說，就是可以實現web容器對某資源的訪問前截獲進行相關的處理，還可以在某資源向web容器返回響應前進行截獲進行處理。

8.1 過濾器的使用方法

定義一個類，實現接口Filter，並重寫Filter接口類的方法；

/**
 * 過濾器例子
 */
public class FilterDemo implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        // 過濾
        System.out.println("攔截過濾...");
        // 放行請求
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);
    }

    @Override
    public void destroy() {

    }
}

配置過濾器攔截路徑。

<!-- web.xml -->
    <!-- 過濾器配置 -->
    <filter>
        <filter-name>filterDemo</filter-name>
        <filter-class>demo.filter.FilterDemo</filter-class>
    </filter>

    <filter-mapping>
        <filter-name>filterDemo</filter-name>
        <!-- 攔截路徑 -->
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

8.2 過濾器的執行流程

當Web容器接受到一個對資源路徑的請求時，會判斷是否有過濾器與這個資源路徑相關聯。如果有，就把請求交給過濾器進行處理。
在過濾器程序中，可以改變請求的內容，或者重新設置請求的頭信息等操作，然後對請求放行發送給對應目標資源；當目標資源完成響應後，容器再次會將響應轉發給過濾器，這時候可以對響應的內容進行處理，然後再將響應發送到客戶端.。

	@Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        // 前置過濾
        System.out.println("攔截過濾{pre}");
        // 放行請求
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);
        // 後置過濾
        System.out.println("攔截過濾{post}");
    }

8.3 過濾器的生命週期

初始化init：服務器啓動時，進行創建Filter對象，然後調用init方法；該過程只執行一次，一般用於加載資源。
攔截過濾doFilter：每一次請求被都會被執行。
銷燬destroy：服務器正常關閉時，Filter對象會被銷燬。該過程只執行一次，一般用於釋放資源。

8.4 過濾器的攔截配置

攔截路徑配置：

攔截具體資源：比如/index.jsp，只有訪問index.jsp資源時，過濾器纔會執行。
攔截網站目錄：/demo ，訪問網站的demo目錄下的資源時，過濾器纔會執行。
後綴名攔截：比如 *.jsp，訪問所有後綴名爲jsp資源時，過濾器會執行。
攔截所有資源：比如/*，訪問網站下所有資源時，過濾器都會執行。

	<!-- 攔截具體資源 -->
 	<filter-mapping>
        <filter-name>filterDemo</filter-name>
        <url-pattern>/form.jsp</url-pattern>
    </filter-mapping>
	<!-- 攔截網站目錄 -->
    <filter-mapping>
        <filter-name>filterDemo</filter-name>
        <url-pattern>/demo</url-pattern>
    </filter-mapping>
	<!-- 後綴名攔截 -->
    <filter-mapping>
        <filter-name>filterDemo</filter-name>
        <url-pattern>*.jsp</url-pattern>
    </filter-mapping>
	<!-- 攔截所有資源 -->
    <filter-mapping>
        <filter-name>filterDemo</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

攔截方式配置：

REQUEST : 瀏覽器直接請求時，過濾器纔會執行。
FORWARD：只有轉發訪問時，過濾器纔會執行。
INCLUDE：包含訪問資源時，過濾器纔會執行。
ERROR：錯誤跳轉資源時，過濾器纔會執行。
ASYNC：異步訪問資源時，過濾器纔會執行。

 <!-- 過濾器配置 -->
    <filter>
        <filter-name>filterDemo</filter-name>
        <filter-class>demo.filter.FilterDemo</filter-class>
    </filter>

    <filter-mapping>
        <filter-name>filterDemo</filter-name>
        <url-pattern>/http-demo</url-pattern>
        <!-- 瀏覽器直接請求時，過濾器會執行 -->
        <dispatcher>REQUEST</dispatcher>
        <!-- 轉發請求時，過濾器會執行 -->
        <dispatcher>FORWARD</dispatcher>
    </filter-mapping>

8.5 過濾器鏈

過濾器可以鏈到一起，一個接一個地運行。
在web.xml中，哪個過濾器的filter-mapping先配置，則哪個過濾器先執行

<!-- 過濾器配置  -->
    <filter>
        <filter-name>filterDemo1</filter-name>
        <filter-class>demo.filter.FilterDemo</filter-class>
    </filter>
    <!-- 哪個過濾器的filter-mapping先配置，則哪個過濾器先執行-->
    <filter-mapping>
        <filter-name>filterDemo1</filter-name>
        <url-pattern>/http-demo</url-pattern>
    </filter-mapping>

    <filter>
        <filter-name>filterDemo2</filter-name>
        <filter-class>demo.filter.FilterDemo2</filter-class>
    </filter>
    <!-- 哪個過濾器的filter-mapping後配置，則哪個過濾器後執行-->
    <filter-mapping>
        <filter-name>filterDemo2</filter-name>
        <url-pattern>/http-demo</url-pattern>
    </filter-mapping>

8.5 過濾器的案例--登錄驗證

項目結構
web.xml配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

    <context-param>
        <param-name>title</param-name>
        <param-value>購物網站</param-value>
    </context-param>

    <!-- 過濾器配置  -->
    <filter>
        <filter-name>loginFilter</filter-name>
        <filter-class>demo.filter.FilterDemo</filter-class>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>loginFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>


    <!-- 登錄驗證servlet -->
    <servlet>
        <servlet-name>loginServlet</servlet-name>
        <servlet-class>demo.servlet.LoginServlet</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>loginServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/login</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <!-- 購物車servlet -->
    <servlet>
        <servlet-name>cart</servlet-name>
        <servlet-class>demo.servlet.CartServlet</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>cart</servlet-name>
        <url-pattern>/cart</url-pattern>
    </servlet-mapping>

</web-app>

登錄程序

/**
 * 購物網站登錄頁面
 *
 * @author zhuhuix
 * @date 2020-08-30
 */
public class LoginServlet extends HttpServlet {

    // 重寫Get請求方法,返回一個登錄頁面
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException {
        req.setAttribute("title", getServletContext().getInitParameter("title"));
        req.getRequestDispatcher("/form.jsp").forward(req, resp);

    }

    // 重寫Post請求方法，提交用戶名與密碼
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

        String name = req.getParameter("name");
        Integer password = Integer.parseInt(req.getParameter("password"));
        if (name != null && password != null) {
            // 用戶登錄驗證通過後，設置用戶名稱屬性
            req.getSession().setAttribute("name",name);
            RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/cart.jsp");
            view.forward(req, resp);
        }

    }
}

登錄頁面

<!--表單頁面-->
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css"
          integrity="sha384-HSMxcRTRxnN+Bdg0JdbxYKrThecOKuH5zCYotlSAcp1+c8xmyTe9GYg1l9a69psu" crossorigin="anonymous">
    <script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.5.2/js/bootstrap.min.js"
            integrity="sha384-B4gt1jrGC7Jh4AgTPSdUtOBvfO8shuf57BaghqFfPlYxofvL8/KUEfYiJOMMV+rV"
            crossorigin="anonymous"></script>
    <title>${title}用戶登錄</title>
</head>
<body>
<div class="container">

    <form role="form" method="post" action="login" class="form-horizontal">
        <div class="form-group">
            <h4 class="col-sm-3 col-sm-offset-3">用戶登錄</h4>
        </div>
        <div class="form-group">
            <label class="col-sm-3 control-label">用戶名</label>
            <div class="col-sm-3">
                <input name="name" type="text" class="form-control" placeholder="請輸入用戶名">
            </div>
        </div>
        <div class="form-group">
            <label class="col-sm-3 control-label">密碼</label>
            <div class="col-sm-3">
                <input name="password" type="password" class="form-control" placeholder="請輸入密碼">
            </div>
        </div>

        <div class="form-group">
            <div class="col-sm-3 col-sm-offset-3">
                <button class="btn btn-primary">點擊登錄</button>
            </div>
        </div>
    </form>
</div>
</body>
</html>

購物車程序

/**
 * 購物車Servlet
 *
 * @author zhuhuix
 * @date 2020-08-29
 */
public class CartServlet extends javax.servlet.http.HttpServlet {


    // 重寫Post請求方法，提交購物車的數據，並返回結果頁面
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 查找頁面上的購物數量，並放入session中

        req.getSession().setAttribute("phoneNumber", req.getParameter("phoneNumber"));
        req.getSession().setAttribute("pcNumber", req.getParameter("pcNumber"));
        req.getSession().setAttribute("bookNumber", req.getParameter("bookNumber"));

        RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp");
        view.forward(req, resp);
    }
}

購物車頁面

<!--表單頁面-->
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css"
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    <title>${title}購物車</title>
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<div class="container">

    <form role="form" method="post" action="cart" class="form-horizontal">
        <div class="form-group">
            <h4 class="col-sm-3 col-sm-offset-1">${name}的購物車</h4>
        </div>
        <table class="table table-bordered table-condensed" style="width: 30%">
            <thead>
            <tr>
                <td>貨物</td>
                <td>數量</td>
            </tr>
            </thead>
            <tbody>
            <tr>
                <td>手機</td>
                <td><input type="number" name="phoneNumber" value=${phoneNumber}> </td>
            </tr>
            <tr>
                <td>電腦</td>
                <td><input type="number" name="pcNumber" value=${pcNumber}> </td>
            </tr>
            <tr>
                <td>書本</td>
                <td><input type="number" name="bookNumber" value=${bookNumber}> </td>
            </tr>
            </tbody>
        </table>

        <div class="form-group">
            <div class="col-sm-1 col-sm-offset-1">
                <button class="btn btn-primary">點擊提交</button>
            </div>
        </div>
    </form>
</div>
</body>
</html>

程序測試

訪問購物車頁面：由於用戶未登錄，則會跳轉到登錄頁面
用戶輸入用戶名和密碼後進行登錄，登錄成功後會跳轉到購物車頁面。
用戶進行購物，並提交購物結果
退出頁面，在瀏覽器中再次訪問購物車頁面，可以看到過濾器判斷到用戶會話存在，已處於登錄狀態，直接跳轉到購物車頁面。

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一、背景

二、請求與響應

2.1、Http請求

2.2、Http響應

三、ServletConfig

3.1 測試ServletConfig參數

四、ServletContext

4.1 測試ServletContext參數

4.2、ServletContext屬性

五、屬性的作用域

六、HttpSession

6.1 HttpSession的關鍵方法

6.2 簡易的購物車使用HttpSession

七、監聽器

7.1 監聽器測試--在線會話數統計

7.2 特殊的監聽器

八、過濾器

8.1 過濾器的使用方法

8.2 過濾器的執行流程

8.3 過濾器的生命週期

8.4 過濾器的攔截配置

8.5 過濾器鏈

8.5 過濾器的案例--登錄驗證

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