Servlet技术基础.ppt

第1部分 Servlet技术基础,主讲人：柴大鹏 Email：,主要内容,Servlet简介,1,HTTP与HttpServlet,2,Servlet的配置,3,4,请求转发与重定向,5,Servlet上下文,Servlet简介,历史背景,当网络开始被用于提供服务时，服务供应商逐渐意识到需要提供动态的内容。 Applet作为最早尝试实现这一目标的技术，侧重于使用客户端平台提供动态的用户体验。与此同时，开发商还对将服务器平台用于这一目的进行了调查。,Servlet简介,最初，CGI (Common Gateway Interface)脚本是用于生成动态内容的主要技术。尽管被广泛使用，但是CGI脚本技术存在着一些缺点，包括平台依赖性和缺乏可扩展性。 为了解决这些问题，Java Servlet技术提供了一种便捷的方式用来生成动态的、面向用户的内容。,Servlet简介,什么是Servlet？,Java Servlet是与平台无关的服务器端组件，它可以运行在Servlet容器中，由Servlet容器负责与客户端的通信(采用“请求/响应”模式)以及调用Servlet的方法。,Servlet简介,Servlet的功能,创建并返回基于客户请求的动态HTML页面。 创建可嵌入到现有HTML页面中的部分HTML页面(HTML片段)。 与其他服务器资源(如数据库或基于Java的应用程序)进行通信。,Servlet简介,接收多个客户端的输入，并将结果广播到多个客户端上。例如，Servlet可以实现支持多个参与者的游戏服务器。 根据客户请求采用特定的MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)类型对数据过滤，例如进行图像格式转换。,Servlet简介,Servlet的缺点,尽管Servlet功能非常强大，但并没有被大规模地使用，主要原因在于Servlet的编写很繁琐，它将网页的显示部分和业务逻辑功能混合在一起，不易于维护和分工。,Servlet简介,【例2.1】编写一个Servlet，向客户端输出一个字符串“Hello，world”。,简单的Servlet实例,Servlet简介,编写Servlet源文件,package cn.sdcet.servlet; import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class HelloWorldServlet extends HttpServlet protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException PrintWriter out=response.getWriter(); out.println(“Hello,world“); out.close(); ,Servlet简介,自动编译源程序,在MyEclipse集成开发环境下进行开发，IDE会自动对Servlet进行编译。在工作空间目录下的“ServletProjWebRootWEB -INFclassescnsdcetservlet”文件夹下可以看到生成的.class文件。,Servlet简介,手动编译源程序,打开命令窗口，转到HelloWorldServlet.java所在的目录，然后执行： javac HelloWorldServlet.java 注意：编译过程中常见的错误是找不到javax.servlet和javax.servlet.http这两个包及包中的类。要解决这个问题，就需要让Java编译器知道Servlet API库所在的位置。Tomcat中已经包含了这个库文件，它的完整路径为libservlet-api.jar，只需要在系统的CLASSPATH环境变量中添加这个JAR文件的路径就可以了。,Servlet简介,部署Servlet,在web.xml中为HelloWorldServlet.java添加如下配置信息： HelloWorldServlet HelloWorldServlet HelloWorldServlet /hello ,Servlet简介,访问Servlet,打开浏览器，在地址栏中输入http:/localhost:8080/ch02/hello后回车。,Servlet简介,Servlet的生命周期,Servlet的生命周期由Web容器控制，当Servlet被请求时Web容器的操作： 如果Servlet实例不存在，Web容器会首先加载Servlet类，然后创建一个该Servlet的实例，接着调用它的init()方法进行初始化。 调用service()方法，并向它传递请求和响应对象。 当Web容器检测到一个Servlet实例应该被移除时，就会调用它的destroy()方法，以便让该实例可以释放它所使用的资源。,Servlet简介,Servlet生命周期,Servlet简介,Servlet API,Servlet的框架是由两个Java包组成的：javax.servlet和javax.servlet.http。 在javax.servlet包中定义了所有的Servlet类都必须实现或扩展的通用接口和类。在javax.servlet.http包中定义了采用HTTP协议通信的HttpServlet类。,Servlet简介,Servlet框架类图,Servlet简介,实现Servlet的方法,扩展GenericServlet类,扩展HttpServlet类,当用户开发自己的Servlet时，可以有下面两种方法：,Servlet简介,如果Servlet类扩展了GenericServlet类，则必须实现service()方法。Servlet容器将客户的请求信息封装在ServletRequest对象中，然后传递给service()方法；service()方法将响应客户端的结果通过ServletResponse对象传给客户。 public abstract void service(ServletRequest request, ServletResponse response) throws ServletException, IOException;,扩展GenericServlet类,Servlet简介,HttpServlet已经实现了service( )方法，它首先从HttpServletRequest对象中获取HTTP的请求方式，然后再根据请求方式调用相应的方法。 HTTP的请求方式包括DELETE、GET、OPTIONS、POST、PUT和TRACE，在HttpServlet类中分别提供了与之相对应的方法，它们是doDelete()、doGet()、doOptions()、doPost()、doPut()和doTrace()。,扩展HttpServlet类,Servlet简介,Servlet接口,Servlet框架的核心是javax.servlet.Servlet接口，所有的Servlet都应当实现这一接口，它包括下面的5个方法：,init() service() destroy(),getServletConfig() getServletInfo(),Servlet简介,ServletRequest接口,ServletRequest接口中封装了客户请求信息，如客户请求方式、参数名和参数值、客户端使用的协议、以及发出客户请求的远程主机信息等。 ServletRequest的子类可以为Servlet提供更多的与特定协议相关的方法，如HttpServletRequest提供了读取HTTP Head信息的方法。,Servlet简介,ServletRequest接口的部分方法,Servlet简介,ServletResponse接口,ServletResponse接口为Servlet提供了返回响应结果的方法，它允许Servlet设置返回数据的长度和MIME类型，并且提供输出流ServletOutputStream。 ServletResponse子类可以提供更多和特定协议相关的方法，如HttpServletResponse可以提供设定HTTP HEAD信息的方法。,Servlet简介,ServletResponse接口的部分方法,Servlet简介,ServletConfig接口,Servlet容器使用ServletConfig对象在Servlet初始化时向其传递配置信息。,HTTP与HttpServlet,HTTP概述,HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)，属于高层应用协议，工作在OSI七层体系中的应用层。 HTTP协议主要用在浏览器和Web服务器之间进行通信，是一种最基本的客户机/服务器的访问协议。 浏览器向服务器发送请求，而服务器回应相应的网页。,HTTP与HttpServlet,HTTP协议的主要特点,客户机/服务器模式。 简单快速。 灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象，正在传输的类型由Content-Type加以标记。 无连接：每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户端的应答后，就断开连接。可以节省传输时间。,HTTP与HttpServlet,无状态： 协议对于事务处理没有记忆能力。 意味着如果后续处理需要前面的信息，它必须重新传输，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。 另一方面，如果服务器不需要先前信息时它的应答就较快。,HTTP与HttpServlet,图：连接过程,HTTP与HttpServlet,HTTP消息格式,HTTP消息报文分为三部分： 请求行/状态行 头信息 实体,HTTP与HttpServlet,HTTP请求,GET /sample.jsp HTTP/1.1 Accept:image/gif,image/jpeg,*/* Accept-Language:zh-cn Connection:Keep-Alive Host:localhost User-Agent:Mozilla/4.0(compatible;MSIE5.01;Windows NT 5.0) Accept-Encodin:gzip,deflate username=chaidapeng&password=123456,请求行,请求头,请求正文,HTTP与HttpServlet,请求的第一行是“请求方法 URI 协议/版本”，其中“GET”代表请求方法，“/sample.jsp”表示URI，“HTTP/1.1”代表协议和协议的版本。 URI完整的指定了要访问的网络资源，通常只要给出相对于服务器根目录的相对目录即可，因此总是以“/”开头。,(1)请求行,HTTP与HttpServlet,根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法，其中最常用的是GET和POST。,HTTP与HttpServlet,GET请求,GET请求最为常见，它后面跟随一个网页的位置，服务器接受请求并返回其请求的页面。 在地址栏输入一个地址或在网页上点击链接时，浏览器就像服务器发送了HTTP GET请求。 除了页面位置作为参数外，请求中还可以包含其它的内容作为参数，以发送给服务器更多的信息。,HTTP与HttpServlet,POST请求,POST请求要求服务器接收大量的信息，除了POST后面跟随的参数之外，浏览器还会在后面持续发送数据，让服务器进行处理。 当填写好表单数据后提交时(method=“post“) ，发送的一般是POST请求。 通常，POST方法是和服务器应用程序分不开的，服务器应该启动一个服务器应用程序来处理POST发送来的表单数据。,HTTP与HttpServlet,请求头包含许多有关客户端环境和请求正文的有用信息，如请求头可以声明浏览器所用的语言、请求正文的长度等。,(2)请求头,(3)请求正文,请求头和请求正文之间是一个空行。这个行非常重要，它表示请求头已经结束，接下来的是请求正文。请求正文中可以包含客户端提交的查询字符串信息。,HTTP与HttpServlet,HTTP响应,HTTP/1.1 200 OK Server:Apache Tomcat/6.0.20 Date:Mon,6 Oct 2003 13:13:33 GMT Context-Type:text/html Last-Modified:Mon,6 Oct 2003 13:23:42 GMT Content-Length:112 HTTP响应示例 Hello HTTP! ,状态行,响应头,响应正文,HTTP与HttpServlet,HTTP响应的第一行类似于HTTP请求的第一行，包括协议、状态代码和描述。 这里表示通信所用的协议是HTTP 1.1，服务器已经成功处理了客户端发出的请求（200表示成功）。,(1)响应行,HTTP与HttpServlet,状 态 代 码,HTTP与HttpServlet,响应头包含了许多有用的信息，例如服务器类型、日期时间、内容类型和长度等。,(2)响应头,HTTP与HttpServlet,响应正文就是服务器返回的HTML页面，响应头和正文之间也必须用空行分隔。,(3)响应正文,HTTP与HttpServlet,HttpServlet简介,HttpServlet能够根据客户端发出的HTTP请求，生成相应的HTTP响应结果。 当获取客户端发出的请求后，Servlet容器负责创建一个HttpServletRequest对象，并把HTTP请求信息封装到这个对象中。 Servlet容器还向HttpServlet提供了HttpServletResponse对象，HttpServlet可以通过它来生成HTTP响应的内容。,HTTP与HttpServlet,HttpServletRequest的常用方法,HTTP与HttpServlet,HttpServletReponse的常用方法,HTTP与HttpServlet,HttpServlet的实现,扩展HttpServlet抽象类。 覆盖HttpServlet中的部分方法，如doGet()或doPost()方法。 获取HTTP请求信息，例如通过HttpServletRequest对象来检索HTML表单所提交的数据或者URL中的查询字符串。无论是哪一种形式，在HttpServletRequest对象中都是以参数名/参数值的形式存放的。,HTTP与HttpServlet,生成HTTP响应结果。通过HttpServletResponse对象可以生成响应结果。HttpServletResponse对象有一个getWriter()方法，该方法返回一个PrintWriter对象，使用这个对象的print()或者println()方法可以向客户端发送字符串数据。,HTTP与HttpServlet,【例2.2】编写一个带表单的HTML页面，表单中提供了一个文本域，让用户输入姓名后提交给Servlet进行处理。在Servlet中，从提交的表单信息中取出用户姓名，然后加上欢迎信息输出到客户端。,访问 页面,HTTP与HttpServlet, 欢迎页面 请输入用户名： ,编写index.html文件,HTTP与HttpServlet,编写和编译源文件,import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class WelcomeServlet extends HttpServlet protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException request.setCharacterEncoding(“UTF-8“); String user=request.getParameter(“user“); response.setContentType(“text/html;charset=UTF-8“); PrintWriter out=response.getWriter(); out.println(“); out.println(“欢迎页面“); out.println(“); out.println(“欢迎您，“+user+“!“); out.println(“); out.close(); ,HTTP与HttpServlet,配置Servlet,在web.xml文件中添加下面的配置信息： WelcomeServlet WelcomeServlet WelcomeServlet /welcome ,HTTP与HttpServlet,访问Servlet,index.html页面,WelcomeServlet的响应,HTTP与HttpServlet,中文乱码问题,在开发Java Web应用程序时，经常会出现中文乱码问题，这是由于Web容器默认的编码方式是ISO-8859-1，因此通过请求对象的getParameter()方法得到的字符串是以这种编码方式转换而来的。,HTTP与HttpServlet,为了避免容器以ISO-8859-1的编码方式返回字符串，对于以POST方法提交的表单数据，可以在获取请求参数之前调用request.setCharacterEncoding(“UTF-8“)，明确指定请求正文使用的字符编码方式是UTF-8。在向浏览器发送中文数据之前，调用response.setContentType(“text/html;charset=UTF-8“)，指定输出内容的编码方式是UTF-8。,POST方法提交时的解决方法,HTTP与HttpServlet,当提交表单采用GET方法时，提交的数据作为查询字符串被附加到URL的末端发送到服务器，因此在服务器端调用setCharacterEncoding()方法就没有作用了，在得到请求参数的值后需要进行相应的编码转换。 String name=request.getParameter(“name”); name=new String(name.getBytes(“ISO-8859-1”),”UTF-8”);,GET方法提交时的解决方法,HTTP与HttpServlet,【补充例题】简单图形验证码的生成。,图形验证码是为了有效防止有恶意的用户使用特别的程序（如自动注册机等工具）以暴力破解的方式进行不断登录尝试而设立的。 所谓验证码就是将一串随机产生的数字或符号生成一张图片，图片里加上一些干扰像素（用于防止OCR，Optical Character Recognition，光学字符识别），由用户肉眼识别其中的验证码信息，输入表单提交网站验证。,HTTP与HttpServlet,ImageServlet.java的实现,public class ImageServlet extends HttpServlet protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException /设置Content-Type响应头 response.setContentType(“image/png“); /设置页面不缓存 response.setHeader(“Pragma“, “no-cache“); response.setHeader(“Cache-Control“, “no-cache“); response.setDateHeader(“Expires“, 0); OutputStream outputStream = response.getOutputStream(); /创建验证码图片 BufferedImage img = new BufferedImage(80, 40, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); Graphics g = img.getGraphics();,HTTP与HttpServlet,/使用蓝色填充背景 g.setColor(Color.BLUE); g.fillRect(0, 0, 200, 100); /设置验证码的颜色和字体 g.setColor(Color.WHITE); g.setFont(new Font(“Times Newman“, Font.BOLD, 18); /生成验证码（这里为5位数字） Random rnd = new Random(); String s = “; for (int i = 0; i 5; i+) s += rnd.nextInt(10); g.drawString(s, 20, 20); g.dispose(); ImageIO.write(img, “PNG“, outputStream); ,HTTP与HttpServlet,配置Servlet,在web.xml文件中添加下面的配置信息： ImageServlet cn.sdcet.servlet.ImageServlet ImageServlet /image ,HTTP与HttpServlet,使用验证码图片, Insert title here 验证码图片： ,Servlet的配置,Servlet的配置包括Servlet的名字、Servlet类、初始化参数、启动装入的优先级和Servlet映射等内容，这些信息是在web.xml文件的和元素中进行配置的。 ,Servlet的配置,Servlet的名字和类, This is a HelloWorld Servlet My HelloWorldServlet HelloWorldServlet cn.sdcet.HelloWorldServlet ,描述信息,显示名称,Servlet名称,Servlet类,Servlet的配置,初始化参数,配置Servlet时，还可以为它增加一些初始化参数。这些参数可以更好地解耦，避免将这些信息以硬编码的方式写在程序中。, 参数名 参数值 ,Servlet的配置,【例2.3】编写一个Servlet，读取并显示它的初始化参数。 package cn.sdcet; import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class InitParamServlet extends HttpServlet protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException doPost(request, response); ,Servlet的配置,protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException response.setContentType(“text/html;charset=UTF-8“); PrintWriter out = response.getWriter(); out.println(“); out.println(“初始化参数“); out.println(“); / 读取并显示初始化参数 ServletConfig sc = getServletConfig(); String username = sc.getInitParameter(“username“); String password = sc.getInitParameter(“password“); out.println(“用户名：“ + username + “); out.println(“密 码：“ + password + “); out.println(“); out.close(); ,Servlet的配置,下面是该Servlet的配置信息： InitParamServlet cn.sdcet.InitParamServlet username javaweb password 123456 InitParamServlet /param ,Servlet的配置,启动装入优先级,Servlet的创建和销毁是由Web容器控制的，默认情况下Web容器会在客户端请求Servlet时才创建它的实例。 如果需要Web应用程序启动时就加载Servlet，可以使用load-on-starup元素。,Servlet的配置,load-on-starup元素的内容必须是一个整形值： 如果这个元素的值是一个负数，或者没有设置这个元素，Servlet容器就在客户端首次请求这个Servlet时加载它； 如果这个值是正数或0，容器将在Web应用程序启动时加载和初始化Servlet。这个整数值越小，Servlet就越先初始化。,Servlet的配置,例如： InitParamServlet cn.sdcet.InitParamServlet 10 ,Servlet的配置,Servlet映射,为了能让Servlet响应用户的请求，必须在web.xml文件中通过元素进行配置，它包含了两个子元素和。其中，前者是已经声明过的Servlet的名字，后者是对应于该Servlet的URL路径。,Servlet的配置,例如： InitParamServlet /param ,Servlet的配置,在配置了Servlet映射后，当Web容器接收到一个请求，它首先确定该请求应该由哪一个Web应用程序来响应(通过比较请求URI的开始部分与Web应用的上下文路径)，然后根据剩余的路径去寻找匹配的Web资源。,Servlet的配置,在web.xml文件中，可以为一个Servlet配置多个映射，因此可以通过不同的方法访问一个Servlet。例如， InitParamServlet /param/* ,Servlet上下文,Servlet容器在启动时会加载Web应用，并为每个Web应用创建唯一的ServletContext对象。 在ServletContext接口中定义了一组方法，Servlet可以使用这些方法与Servlet容器进行通信，如存放共享数据、得到文件的MIME类型、转发请求、向日志文件中写入消息等。,ServletContext简介,Servlet上下文,ServletContext接口,一个ServletContext对象代表一个Web应用程序的上下文，获得ServletContext对象的方法有： Servlet容器在Servlet初始化期间向其传递一个ServletConfig对象，通过这个对象的getServletContext()方法来得到ServletContext对象。 通过GenericServlet类的getServletContext()方法得到。,Servlet上下文,Servlet上下文,【例2.4】编写一个Servlet，实现页面访问次数的统计。要完成上述功能，可以利用ServletContext来保存访问的次数。新增一次访问时，取出ServletContext保存的值加1，然后再保存会ServletContext中。,import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class CounterServlet extends HttpServlet protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException doPost(request,response); ,Servlet上下文,protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException ServletContext context=getServletContext(); Integer count=(Integer) context.getAttribute(“counter“); if(count=null) count=new Integer(1); else count=new Integer(Value()+1); context.setAttribute(“counter“, count); response.setContentType(“text/html;charset=UTF-8“); PrintWriter out=response.getWriter(); out.println(“); out.println(“页面访问统计“); out.println(“); out.println(“该页面已经被访问了“+Value()+“次!“); out.println(“); out.close(); ,请求转发与重定向,使用动机,在Web应用中，MVC（模型-视图-控制器）模式得到了广泛的应用。在MVC模式中，控制器的角色通常由Servlet来充当，它可以将请求转发给另一个Servlet或者JSP页面，甚至是静态的HTML页面，然后由它们进行处理并产生对请求的响应。 要完成请求转发，就要用到javax.servlet.RequestDispatcher接口。,请求转发与重定向,RequestDispatcher接口,RequestDispatcher对象由Servlet容器创建，用于封装一个由路径所标识的服务器资源。利用RequestDispatcher对象，可以把请求转发给其它的Servlet或JSP页面，这个接口中定义了两个方法：,forward(ServletRequest request, ServletResponse response) include(ServletRequest request, ServletResponse response),请求转