JavaWeb项目式开发教程电子教案 项目4 使用Servlet技术响应用户请求

项目4使用Servlet技术响应用户请求教学单元任务4.1实现网站在线调查授课时数4授课类型理实一体课授课地点多媒体教室/机房授课对象计算机类专业二年级学生一、教学分析教学目标理解Servlet的概念、特点与版本对应关系；掌握Servlet接口体系和常用类和接口；掌握Servlet的创建方法、配置方式；理解Servlet生命周期三阶段。学情分析学生已掌握JSP内置对象的使用，习惯在JSP中混写HTML和Java代码。对“为什么需要Servlet”可能不理解，对Servlet生命周期问题较抽象。教学重点Servlet的概念和接口体系；HttpServlet的doGet/doPost方法重写；web.xml和@WebServlet两种配置方式；Servlet生命周期三个阶段。教学难点Servlet生命周期中init()只执行一次的理解；从JSP处理请求迁移到Servlet处理请求的思维转变。二、教学方法与手段教学方法和手段讲授法、案例法、任务驱动法、类别法。三、教学实施教学环节教学内容新知导入回顾项目3中在JSP页面用Java代码处理登录验证的代码，提问：“如果每个页面都要写类似的Java代码，页面会变成什么样？"引出Servlet。知识讲解4.1.1什么是Servlet1.Servlet的概念Servlet是一种服务器端的Java程序，由Web服务器负责加载，用于生成动态Web页面。Servlet使用JavaServlet应用程序接口（ApplicationProgramInterface，API）及其相关类和方法来实现功能。除了JavaServletAPI，Servlet还可以利用其他Java类库来扩展和增强功能。Servlet的主要作用是处理客户端传递的HTTP请求，并返回相应的响应结果。其涉及的功能如下所示。（1）创建并返回一个根据客户端请求生成的包含动态内容的JSP页面。（2）生成可嵌入现有HTML页面中的部分JSP页面片段。（3）与其他服务器资源（如文件、数据库、Applet、Java应用程序等）进行通信。（4）处理多个客户端连接，接收多个客户端的输入，并将结果返回给多个客户端。（5）通过MIME类型设置，以满足特定处理需求，例过滤上传文件类型、转换图形格式等。（6）为服务器提供定制的标准处理程序，例如设置用户认证的方式等。2.Servlet的特点Servlet不仅具有Java语言的优点，也对Web技术的相关应用进行了封装，其主要具有以下几个特点。（1）功能强大。（2）性能高。（3）安全性高。（4）灵活性和可扩展性强。（5）可移植。3.Servlet的版本Servlet4.0对应Tomcat9.0.x和Java8+。4.1.2Servlet常用类和接口ServletAPI提供了javax.servlet包，该包为编写Servlet提供了接口和类。所有的Servlet都必须实现Servlet接口，该接口定义了Servlet的生命周期方法。编写Servlet时用到的是HttpServlet类，该类是GenericServlet类的子类，而GenericServlet类实现了Servlet接口。一般情况下要用到的HttpServletRequest接口继承自ServletRequest接口，HttpServletResponse接口继承自ServletResponse接口。Servlet接口Servlet接口是所有Servlet都必须直接或间接实现的接口。它由Web服务器负责创建并调用，用于接收和响应客户端请求。•voidservice(ServletRequestreq,ServletResponseresp)：处理request对象中描述的请求，使用response对象返回请求结果•voiddestory()：当Servlet将要卸载时，由Servlet容器调用并释放资源HttpServlet类HttpServlet抽象类是所有基于Web的Servlet类的基础类。HttpServlet抽象类是专门为HTTP设计的，对Servlet接口中的方法都提供了默认实现。一般通过继承HttpServlet抽象类并重写它的doGet()和doPost()方法就可以实现自己的Servlet。•voiddoPost(HttpServletRequestreq,HttpServletResponseresp)：用于处理和响应HTTPPOST请求•voiddoGet(HttpServletRequestreq,HttpServletResponseresp)：用于处理和响应HTTPGET请求•voiddoPut(HttpServletRequestreq,HttpServletResponseresp)：处理HTTPPUT请求，请求URI指出被载入的文件位置•voidservice(HttpServletRequestreq,HttpServletResponseresp)：根据请求方式将请求分派到对应的doGet()、doPost()等具体方法3HttpServletRequest接口HttpServletRequest接口封装了HTTP请求，通过此接口可以获取客户端传递的HTTP请求参数。•StringgetContextPath()：返回上下文路径，路径以“/”开头•Cookie[]getCookies()：返回所有Cookie对象，返回值类型为Cookie数组•StringgetQueryString()：返回请求的查询字符串•StringgetServletPath()：返回请求URI上下文后的字符串4HttpServletResponse接口HttpServletResponse接口封装了对HTTP请求的响应。通过此接口可以向客户端发送响应。•voidaddCookie(Cookiecookie)：向客户端发送Cookie信息•voidsetHeader(Stringname,Stringvalue)：设置具有指定名称和取值的一个响应头标•voidsendRedirect(Stringlocation)：将客户端请求重新定向到新的URL4.1.3创建和配置Servlet类1.创建Servlet【例4-1】创建Servlet类示例。2.使用配置文件web.xml配置ServletServlet的配置方式有两种：使用配置文件web.xml进行配置和使用@WebServlet注解进行配置。在Servlet3.0之前，只能使用web.xml进行配置，（1）通过servlet标签声明Servlet类，此标签包含两个子标签，分别为servlet-name和servlet-class。（2）使用servlet-mapping标签映射访问Servlet类的URL，servlet-mapping标签有两个子标签，分别为servlet-name和url-pattern。•servlet-name：指定Servlet的名称，必须唯一•servlet-class：指定Servlet类的全限定名，包括包名和类名•description：指定Servlet的描述信息•display-name：指定Servlet的显示名•url-pattern：指定访问Servlet的URL地址【例4-2】修改web.xml文件，配置【例4-1】中的TestServlet。3.使用@WebServlet注解配置Servlet在Servlet3.0之后，引入了@WebServlet注解替代web.xml文件中的servlet、servlet-mapping等标签。@WebServlet注解提供了一些属性用于配置Servlet，@WebServlet注解是类级别的注解，标注在类名上方。【例4-3】使用@WebServlet注解配置【例4-1】中的TestServlet。【例4-4】使用Servlet读取HTML表单数据。4.1.3Servlet的生命周期Servlet的生命周期可以分为3个阶段：初始化阶段、处理请求阶段和销毁阶段。在Servlet整个生命周期中，会依次调用Servlet接口的init()、service()和destroy()方法来完成不同阶段的任务，【例4-5】Servlet生命周期示例。任务实施创建chap0401项目创建问卷页question.html新建css.css外部样式表文件创建处理问卷信息的SurveyServlet.java运行项目，查看效果教学总结总结Servlet的核心概念：Servlet是服务器端Java程序，通过继承HttpServlet并重写doGet()方法和doPost()方法实现；两种配置方式使用web.xml配置和使用@WebServlet配置；生命周期三阶段,初始化阶段、处理请求阶段和销毁阶段。四、课后巩固与拓展1.简述Servlet的生命周期。2.创建Servlet，向浏览器输出“welcometoservlet！”。3.创建Servlet，向浏览器随机输出4位数字的验证码。4.创建登录Servlet，接收login.html表单提交的用户名和密码，验证后跳转成功页或回到登录页并提示错误。5.分别使用web.xml和@WebServlet两种方式配置Servlet，对比两种方式的差异。教学单元任务4.2使用监听器统计在线人数授课时数4授课类型理实一体课授课地点多媒体教室/机房授课对象计算机类专业二年级学生一、教学分析教学目标理解监听器的概念和作用；掌握监听器的三大分类；掌握HttpSessionListener和ServletContextListener的创建和使用方法；能使用监听器统计在线人数。学情分析学生对Web开发中的“事件驱动”编程模式比较陌生。监听器“自动触发”的特性容易被误解，需要明确触发时机。项目3中的session、application计数器方案以前学过，需要确认两种方案的使用场景。教学重点监听器三大分类和8个接口的体系；HttpSessionListener的常用方法；ServletContextListener的常用方法；监听器的创建和配置。教学难点监听器触发时机的理解；session过期销毁与在线人数减少的机制；监听器与直接在JSP中操作application的对比。二、教学方法与手段教学方法和手段讲授法、演示法、对比法。三、教学实施教学环节教学内容新知导入回顾任务3.2中用application实现的计数器，提问：“那个计数器只能增不能减，如果要实现精确的在线人数统计（有人离开就减少），应该怎么办？”引出监听器自动监听session创建和销毁的能力。知识讲解4.2.1什么是监听器Servlet监听器是在Servlet2.3中引入的，并在Servlet2.4中进行了较大的改进。Servlet监听器主要用来对Web应用进行监听和控制，可以在事件发生前后做一些必要的处理。在ServletAPI中定义了8个监听器接口和6个事件类。4.2.1监听器分类根据Servlet中提供的监听器的监听范围，可以把8个监听器接口分为3类1.Servlet上下文监听器监听ServletContext对象的创建、销毁，以及该对象属性的增加、删除和修改操作。Servlet上下文监听器提供了两个接口，ServletContextListener和ServletContextAttributeListener。•ServletContextListener：用于监听ServletContext对象的创建与销毁•ServletContextAttributeListener：用于监听ServletContext对象属性改变的过程，包括增加属性、删除属性、修改属性等•voidattributeAdded(ServletContextAttributeEventscae)：当ServletContext中增加一个属性时，将会调用此方法进行处理•voidattributeRemoved(ServletContextAttributeEventscae)：当ServletContext中删除一个属性时，将会调用此方法进行处理•voidattributeReplaced(ServletContextAttributeEventscae)：当ServletContext中修改一个属性时，将会调用此方法进行处理2HTTP会话监听器HTTP会话监听器提供了4个接口，分别是HttpSessionListener、HttpSessionAttributeListener、HttpSessionBindingListener和HttpSessionActivationListener。•HttpSessionListener：用于监听HttpSession对象的创建、销毁•HttpSessionAttributeListener：用于监听HttpSession对象属性改变的过程•HttpSessionBindingListener：用于监听对象加入session（即调用HttpSession对象的setAttribute()方法）或从session中移出（即调用HttpSession对象的removeAttribute()方法或session过期）的事件•HttpSessionActivationListener：用于监听HTTP会话的active、passivate状态HttpSessionListener接口、HttpSessionAttributeListener接口、HttpSessionBindingListener接口和HttpSessionActivationListener接口的方法。•voidsessionCreated(HttpSessionEventse)：当创建一个session时激发•voidsessionDestroyed(HttpSessionEventse)：当销毁一个session时激发•voidattributeAdded(HttpSessionBindingEventse)：当在session中增加一个属性时激发•voidattributeRemoved(HttpSessionBindingEventse)：当在session中删除一个属性时激发3Servlet请求监听器Servlet请求监听器是Servlet2.4规范中新增的一个技术，用来监听客户端的请求，Servlet请求监听器主要提供了两个接口。•ServletRequestListener：用于监听ServletRequest对象的创建与销毁•ServletRequestAttributeListener：用于监听ServletRequest对象属性改变的过程•voidattributeAdded(ServletRequestAttributeEventevent)：当ServletRequest中增加一个属性时，将会调用该方法进行处理•voidattributeRemoved(ServletRequestAttributeEventevent)：当ServletRequest中删除一个属性时，将会调用该方法进行处理4.2.3创建和配置监听器1.创建监听器【例4-6】创建Servlet上下文监听器。2.使用配置文件web.xml配置监听器【例4-7】修改web.xml文件，配置【例4-6】中的TestServletContextListener。3.使用@WebListener注解配置监听器【例4-8】使用@WebListener注解配置【例4-6】中的TestServletContextListener。任务实施：创建chap0402项目新建count.jsp页面新建css.css外部样式表文件创建监听器OnlineCountListener.java设置会话超时时间重启服务，查看效果教学总结总结8个监听器接口，强调ServletContextListener、HttpSessionListener在统计在线人数中的应用，对比监听器方案与手动application方案的优劣。四、课后巩固与拓展1.简述8个监听器的使用场景和作用。2.使用ServletContextListener在服务器启动时从配置文件读取网站名称并存入application，JSP页面显示该名称。3.使用ServletRequestListener统计网站总请求次数，在首页显示。教学单元任务4.3使用过滤器验证用户登录授课时数4授课类型理实一体课授课地点多媒体教室/机房授课对象计算机类专业二年级学生一、教学分析教学目标理解过滤器的概念和作用；掌握Filter接口的常用方法；掌握过滤器的两种配置方式；理解过滤器链的工作原理和执行顺序；能使用过滤器实现登录验证。学情分析学生在每个Servlet、JSP中重复设置编码、校验登录，代码冗余严重；过滤器的“AOP面向切面”思想对学生比较抽象。教学重点Filter接口的常用方法；chain.doFilter()放行机制；web.xml和@WebFilter两种配置方式；过滤器链的概念和执行顺序。教学难点过滤器链的执行顺序；doFilter中不放行时请求链中断的效果。二、教学方法与手段教学方法和手段讲授法、案例法、任务驱动法、类比法三、教学实施教学环节教学内容新知导入回顾前面项目中每个JSP页面中都要写判断是否登录的代码，提问：“如果项目有100个JSP页面，这段代码要写100遍，有没有办法只写一次？”引出过滤器"AOP切面"统一处理的思想。知识讲解4.3.1什么是过滤器与监听器类似，Servlet过滤器也是在Servlet2.3中引入的新功能，主要用于过滤和拦截请求或响应信息。它可以在Servlet或JSP页面运行之前或之后自动调用，在处理客户端请求和发送响应的过程中发挥着重要作用，增强了JavaWeb项目的灵活性和安全性。4.3.2创建和配置过滤器1.创建过滤器Servlet过滤器必须实现javax.servlet.Filter接口，该接口提供了3个方法。创建Servlet过滤器需要实现javax.servlet.Filter接口，通过重写doFilter()方法对客户端请求进行拦截。•voidinit(FilterConfigconfig)：用于初始化，在容器装载并实例化过滤器的时候自动调用•doFilter(ServletRequestreq,ServletResponseresp,FilterChainchain)：过滤器的核心方法，用于对请求和响应进行过滤处理•voiddestroy()：用于销毁过滤器，在容器销毁过滤器实例之前自动调用【例4-9】创建Servlet过滤器。1.使用配置文件web.xml配置过滤器Servlet过滤器使用配置文件web.xml配置过滤器，在配置文件web.xml中添加一个filter标签和一个filter-mapping标签，fi