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文档简介

1.1简介典型的桌面应用程序的示例有记事本，媒体播放器等等。是本地.exe程序。用户和桌面程序的交互如图1.1。图1.1用户和桌面程序的交互随着Internet的兴起，现在大多数电脑用户更加习惯Internet的Web应用。用户和Web应用程序的交互如图1.2所示。图1.2用户访问网站Web应用程序和桌面程序相比，优点如下。首先，Web应用程序的访问更加容易，用于访问Web应用的标准协议为HTTP协议，为绝大多数操作系统所支持。此外，所要求的客户端仅仅是浏览器。其次，维护和部署成本低，Web应用程序在浏览器中请求运行，不需要在每个客户端系统上安装客户端软件。Web应用程序代码可以再服务器端进行修改和维护，这将节省更新和部署应用程序所需要的时间和成本。Web应用运行在服务器上，服务器是一台设备，它为网络上的不同设备，即客户端的请求提供信息。最初，通过编写CGI（CommonGatewayInterface，通用网关接口）程序来实现数据在Web上的传输，但是，对于客户端作出的每个请求，必须创建CGI程序的一个新实例，这将占用大量内存。因此，为了解决这个问题，引入了Servlet技术。Servlet是一个用Java编写的应用程序，在服务器上运行，处理请求的信息并将其发送到客户端。Servlet的客户端可以提出请求并获得该请求的响应，它可以使任何Java应用程序、浏览器或任何设备。对于所有的客户端请求，只需要创建Servlet的实例一次，因此节省了大量的内存。Servlet在初始化后即驻留内存中，因此每次作出请求时无需加载。1.2HTTP基础知识用户的请求和Web应用程序的相应需要通过Internet从一台计算机发送到另一台计算机或服务器，使用超文本传输协议HTTP。HTTP是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，是一个客户端和服务器端请求和应答的标准。客户端是终端用户，服务器端是网站。通过使用Web浏览器等工具，客户端发起一个到服务器上指定端口的HTTP请求。应答的服务器上存储着一些资源，比如HTML文件和图像。HTTP协议并没有规定必须使用它和基于它支持的层。事实上，HTTP可以在任何其他互联网协议上，或者在其他网络上实现。HTTP只假定其下层协议提供可靠的传输，任何能够提供这种保证的协议都可以被其使用。1.2.1GET和POST方法区别HTTP请求消息使用GET或POST方法以便在Web上传输请求。检索信息时一般用GET方法，如检索文档、图表、或数据库查询结果。要检索的信息作为字符序列传递，称为查询字符串。因此，传递的数据对客户端是可见的，即将查询字符串附加到URL中，但是，查询字符串的长度有限制，最多124字节。GET方法是表单默认的方法。我们用google检索“java”，可以知道google使用了GET方法对用户输入的搜索字符串检索搜索结果。如图1.1所示。图1.1HTTP定义的另一种请求方法是POST方法。使用POST发送的数据对客户端是不可见的，且对发送的数据的量没有限制。下面我们来对比一下GET和POST方法。GET是从服务器上获取数据；POST是向服务器传送数据。在客户端，GET通过URL提交数据，数据在URL中可见；POST把数据放在form的数据体内提交。GET提交的数据最多只有1024字节；POST提交的数据量无限制。由于使用GET时，参数会显示在地址栏上，而POST不会，所以，如果这些数据是非敏感数据，那么使用GET；如果包含敏感数据，为了安全，用POST。1.3Servlet简介和优点自427年1月SunMicrosystems公司所组成的JavaSoft部门将ServletAPI定案以来，推出了ServletAPI1.0，就当时功能来说，Servlet所提供的功能包含了当时的CGI与NetscapeServerAPI（NSAPI）之类产品的功能。发展至今，它依旧是一个具有跨平台特性、10%PureJava的Server-Side程序，Servlet不只限定于HTTP协议，开发人员可以利用Servlet自定义或延伸任何支持Java的Server，包括WebServer、MailServer、FtpServer、ApplicationServer或任何自定义的Server。Server有以下优点：可移植性，Servlet皆是利用Java语言来开发的，因此，延续Java在跨平台上的表现，不论Server的操作系统是什么，Windows、Linux、Solaris、HP-UX等，都能够将我们写好的Servlet程序放在这些操作系统上执行，借助Servlet的优势，就可以真正达到WriteOnce，ServeAnywhere的境界。Servlet是在Server端执行的，所以，程序员只要专心开发能在实际应用的平台环境下测试无误即可。除非从事做ServletContainer的公司，否则不须担心写出来的Servlet是否能在所有的JavaServer平台上执行。强大的功能，Servlet能够完全发挥JavaAPI的威力，包括网络和URL存取、多线程、影像处理、RMI（RemoteMethodInvocation）、分布式服务器组件、对象序列化等。若想写个网络目录查询程序，则可以利用JNDIAPI，相连接数据库可以用JDBC，偶这些强大功能的API做后盾，相信Servlet更能发挥其优势。性能，Servlet在加载执行后，其对象实体通常会一直停留在Server的内存中，若有请求发生时，服务器再调用Servlet来服务，假若收到相同服务的请求时，Servlet会利用不同的线程来处理，不像CGI程序必须产生许多进程来处理数据。在性能表现上，大大超过CGI程序。Servlet在执行时，不是一直停留在内存中，服务器会自动将停留时间过长一直没有执行的Servlet从内存中移除，不过有时候也可以自行写程序来控制，至于停留时间长短通常和选用的服务器有关。安全性，Servlet也有类型检查的特性，并且利用Java的垃圾回收与没有指针的设计，使得Servlet避免内存管理的问题。由于在Java的异常处理机制下，Servlet能够安全地处理各种错误，不会因为发生程序上逻辑错误而导致整体服务器系统的崩溃。例如，某个Servlet发生除以零或其他不合法的运算时，会抛出一个异常让服务器处理，如记录在Log日志中。1.4第一个Servlet例程我们现在来创建一个简单的Servlet：FirstServlet类，功能只是输出“Hello!大家好!”。代码如例1.1。/**FirstServlet.java*2002-06-16*功能：通过Servlet输出页面*/packagecom.jy.sample.servlet;importjava.io.IOException;importjava.io.PrintWriter;importjavax.servlet.ServletException;importjavax.servlet.http.HttpServlet;importjavax.servlet.http.HttpServletRequest;importjavax.servlet.http.HttpServletResponse;/***HelloWorldServlet.*@authorJY*/publicclassFirstServletextendsHttpServlet{/**serialVersionUID.*/privatestaticfinallongserialVersionUID=217251451801586160L;@OverrideprotectedvoiddoGet(HttpServletRequestreq,HttpServletResponseresp)throwsServletException,IOException{//设定内容类型为HTML网页UTF-8编码resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");//输出页面PrintWriterout=resp.getWriter();out.println("<html><head>");out.println("<title>FirstServletHello</title>");out.println("</head><body>");out.println("Hello!大家好!");out.println("</body></html>");out.close();}}例1.1下面我们来看看这段代码，一开始我们必须导入javax.servlet.*和javax.servlet.http.*。其中，javax.servlet.*存放与HTTP协议无关的一般性Servlet类；javax.servlet.http.*增加了与HTTP协议有关的功能。所有Servlet都必须实现javax.servlet.Servlet接口，但是通常我们都会从javax.servlet.GenericServlet或javax.servlet.http.HttpServlet择一来实现。如果写的Servlet代码和HTTP协议无关，那么必须继承GenericServlet类；若有关，就必须继承HttpServlet类。我们的例子中继承的是HttpServlet类。javax.servlet.*里面的ServletRequest和ServletResponse接口提供存取一般的请求和响应；而javax.servlet.http.*里面的HttpServletRequest和HttpServletResponse接口，则提供HTTP请求及响应的存取服务。通过代码了解到，我们代码中用到的是HttpServletRequest和HttpServletResponse。我们的代码中，利用HttpServletResponse接口的setContentType()方法来设定内容类型，我们要显示为HTML网页类型，因此，内容类型设为“text/html”，这是HTML网页的标准MIME类型值。之后，用getWriter()方法返回PrintWriter类型的out对象，它与PrintStream类似，但是它能够对Java的Unicode字符进行编码转换。最后，利用out对象把“Hello!大家好!”的字符串显示在网页上。代码写好后，我们来设定web.xml文件，web.xml文件在我们Web项目的WEB-INF文件夹内。如图1.4。图1.4我们来详细看一看web.xml中这段关于Servlet的配置。配置一个Servlet需要配置两个标签，第一个<servlet>，一个是<servlet-mapping>。对于<servlet>，在其中可以配置Servlet的名字，所要调用的Java类，还有Servlet初始化时传入的参数。在这里，我们的Servlet名字是“FirstServlet”，调用的java类是“com.jy.sample.servlet.FirstServlet”,就是我们写的Servlet的package加上类名。我们写了一个最简单的Servlet，我们不需要传递初始化参数给Servlet，所以没有配置初始化参数，关于配置初始化参数，我们会在后边的例子里讲解。对于<servlet-mapping>，我们首先指定了Servlet的名字，然后设置url连接，在这里，我们设置的是“/FirstServlet”。这里的Servlet名字必须和上面的<servlet>标签中的<servlet-name>的值一致。当我们的页面中设定的连接和<url-pattern>中设定的值一致时，则会通过<servlet-name>找到对应Servlet类来运行。这里，当页面的连接（a标签或form设定的action）是“/FirstServlet”时，则会通过Servlet的名字“FirstServlet”来找到对应的Servlet类“com.jy.sample.servlet.FirstServlet”来运行。最后，我们看看FirstServlet的执行结果，如图1.5所示。图Servlet应用程序体系结构Servlet容器将Servlet动态地加载到服务器上。HTTPServlet使用HTTP请求和HTTP响应标题与客户端进行交互。因此Servlet容器支持请求和相应所用的HTTP协议。Servlet应用程序体系结构如图1.6所示。图1.6Servlet应用程序体系结构图1.6说明客户端对Servlet的请求首先会被HTTP服务器接收，HTTP服务器将客户的HTTP请求提交Servlet容器，Servlet容器调用相应的Servlet，Servlet作出的响应传递到Servlet容器，并进而由HTTP服务器将响应传输给客户端。Web服务器提供静态内容并将所有客户端对Servlet作出的请求传递到Servlet容器。我们已经学习过Tomcat，它是一个小型的轻量级应用服务器，在中小型系统和并发用户不是很多的情况下被广泛应用，和IIS、Apache一样，具有处理HTML的功能（但处理静态HTML的能力不如Apache强），同时，它还是一个Servlet和JSP容器,开发和调试JSP、Servlet的首选。对于图1.6，Tomcat就是HTTP服务器和Servlet容器两个部分。1.4.2Servlet层次结构Servlet是实现javax.servlet.Servlet接口的对象。大多数Servlet通过从GenericServlet或HttpServlet类进行扩展来实现。ServletAPI包含于两个包中，即javax.servlet和javax.servlet.http。下边我们分别来介绍。javax.servlet接口ServletConfig定义了在Servlet初始化的过程中由Servlet容器传递给Servlet的配置信息对象ServletContext定义Servlet使用的方法以获取其容器的信息ServletRequest定义一个对象封装客户向Servlet的请求信息ServletResponse定义一个对象辅助Servlet将请求的响应信息发送给客户端Servlet定义所有Servlet必须实现的方法类ServletInputStream定义名为readLine()的方法，从客户端读取二进制数据ServletOutputStream向客户端发送二进制数据GenericServlet抽象类，定义一个通用的、独立于底层协议的Servletjavax.servlet.http接口HttpSession用于标识客户端并存储有关客户端的信息HttpSessionAttributeListener这个侦听接口用于获取会话的属性列表的改变的通知HttpServletRequest扩展ServletRequest接口，为HTTPServlet提供HTTP请求信息HttpServletResponse扩展ServletResponse接口，提供HTTP特定的发送响应的功能类HttpServlet扩展了GenericServlet的抽象类，用于扩展创建HttpServletCookie创建一个Cookie，用于存储Servlet发送给客户端的信息在这里，我们需要详细了解下HttpServletRequest获得参数名和参数值的方法。getParameter(Stringkey)返回一个字符串，获得name和key一样的表单控件的数据，如果有重复的name，则返回第一个的值。getParameterValues(Stringkey)返回一个字符串数组，获得name和key一样的表单控件的数据，但相同name的控件会有多个，如同名的多个checkbox等。getParameterMap()返回一个包含所有参数的Map，为key-String[]模式，即，key是表单控件的name，同时，为了防止有重复name的控件存在，每个name对应的值是一个字符串数组。getParameterNames()返回一个枚举类型值，返回所有表单中所有表看控件的name。图1.21.5Servlet的生命周期这一节我们来讲讲Servlet的生命周期，Servlet的生命周期如图1.1所示。图1.1Servlet的生命周期Servlet运行在Servlet容器中，其生命周期由容器来管理。Servlet的生命周期通过javax.servlet.Servlet接口中的init()、service()和destroy()方法来表示。Servlet的生命周期包含了下面4个阶段：加载和实例化Servlet容器负责加载和实例化Servlet。当Servlet容器启动时，或者在容器检测到需要这个Servlet来响应第一个请求时，创建Servlet实例。当Servlet容器启动后，它必须要知道所需的Servlet类在什么位置，Servlet容器可以从本地文件系统、远程文件系统或者其他的网络服务中通过类加载器加载Servlet类，成功加载后，容器创建Servlet的实例。因为容器是通过Java的反射API来创建Servlet实例，调用的是Servlet的默认构造方法（即不带参数的构造方法），所以我们在编写Servlet类的时候，不应该提供带参数的构造方法。初始化在Servlet实例化之后，容器将调用Servlet的init()方法初始化这个对象。初始化的目的是为了让Servlet对象在处理客户端请求前完成一些初始化的工作，如建立数据库的连接，获取配置信息等。对于每一个Servlet实例，init()方法只被调用一次。在初始化期间，Servlet实例可以使用容器为它准备的ServletConfig对象从Web应用程序的配置信息（在web.xml中配置）中获取初始化的参数信息。这样servlet的实例就可以把与容器相关的配置数据保存起来供以后使用，在初始化期间，如果发生错误，Servlet实例可以抛出ServletException异常，一旦抛出该异常，servlet就不再执行，而随后对它的调用会导致容器对它重新载入并再次运行此方法。请求处理Servlet容器调用Servlet的service()方法对请求进行处理。要注意的是，在service()方法调用之前，init()方法必须成功执行。在service()方法中，通过ServletRequest对象得到客户端的相关信息和请求信息，在对请求进行处理后，调用ServletResponse对象的方法设置响应信息。对于HttpServlet类，该方法作为HTTP请求的分发器，这个方法在任何时候都不能被重载。当请求到来时，service()方法决定请求的类型（GET、POST、HEAD、OPTIONS、DELETE、PUT、TRACE），并把请求分

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