在聊 Servlet 之前，先讲讲什么是 Web服务器 和 应用服务器。

Web服务器

无论何种 Web 资源，想被远程计算机访问，都必须有一个与之对应的网络通信程序，当用户来访问时，这个网络通信程序读取 Web 资源数据，并把数据发送给来访者。

Web服务器就是一个网络通信程序，它用于完成底层网络通迅。具体来说，它将某个主机上的资源映射为一个URL供外界访问。

使用 Web服务器，Web 应用的开发者只需要关注 Web 资源怎么编写，而不需要关心资源如何发送到客户端手中，从而极大的减轻了开发者的开发工作量。

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应用服务器 - Tomcat

我们的 Web 应用要运行起来，是需要部署在应用服务器上而不是Web服务器。因为web服务器只负责资源映射，而程序业务逻辑需要另外的容器来处理。

应用服务器一般装载着我们的后端应用程序，帮助我们接收请求、处理请求、响应请求。Tomcat 就是一种常见的应用服务器，但也具有web服务器的功能，所以直接访问也可以。

通常，Tomcat 装载着我们的 Servlet 对象。那什么是 Servlet 呢？下文会讲到。

在实际的生产环境中，由于负载均衡，cdn加速等原因，我们还是需要在应用服务器的前端再加一个web服务器来提高访问效率，常用的有 Nginx, Apache 这样的服务器。

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Servlet

Servlet 是什么

简而言之，Servlet 就是一个接口，它规定了一个后端逻辑初始化的时候做什么、业务逻辑是什么、销毁的时候做什么。

public interface Servlet {
    void init(ServletConfig var1) throws ServletException;

    ServletConfig getServletConfig();

    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

    String getServletInfo();

    void destroy();
}

如果想开发一个Java程序向浏览器输出数据，需要完成以下2个步骤：

1. 编写一个Java类，实现servlet接口(然而现实情况是，servlet开发者已经帮我们实现了一个httpServlet的抽象类，我们只需继承httpServlet并重写doGet和doPost方法)。
2. 把开发好的Java类部署到web服务器(tomcat)中。

按照一种约定俗成的称呼习惯，通常我们也把实现了Servlet接口的java程序，称之为Servlet。

Servlet的运行过程

Servlet程序由Web服务器调用，web服务器收到客户端的Servlet访问请求后：

1. Web服务器首先检查是否已经装载并创建了该Servlet的实例对象。如果是，则直接执行第4步，否则，执行第2步
2. 装载并创建该Servlet的一个实例对象
3. 调用Servlet实例对象的init()方法
4. 创建一个用于封装HTTP请求消息的HttpServletRequest对象和一个代表HTTP响应消息的HttpServletResponse对象，然后调用Servlet的service()方法并将请求和响应对象作为参数传递进去。
5. Web应用程序被停止或重新启动之前，Servlet引擎将卸载Servlet，并在卸载之前调用Servlet的destroy()方法。

也就是说，web容器只有在首次访问时才创建Servlet，然后调用Servlet的init()方法。之后web容器创建请求（request）对象和响应（response）对象（响应对象此时为空），并将这两个对象作为参数，传入Servlet的service()方法。经service()方法处理后，将结果写入响应信息（此时响应对象已有内容）。最后，由web容器取出响应信息回送给浏览器。

实际上，在执行doGet()或者doPost()之前，都会先执行service()，由service()方法进行判断，到底该调用doGet()还是doPost()

Servlet与普通Java类的区别

Servlet是一个供其他Java程序（Servlet引擎）调用的Java类，它不能独立运行，它的运行完全由Servlet引擎来控制和调度。

针对客户端的多次Servlet请求，通常情况下，服务器只会创建一个Servlet实例对象，也就是说Servlet实例对象一旦创建，它就会驻留在内存中，为后续的其它请求服务，直至web容器退出，servlet实例对象才会销毁。

在Servlet的整个生命周期内，Servlet的 init方法只被调用一次。而对一个Servlet的每次访问请求都导致Servlet引擎调用一次servlet的service方法。对于每次访问请求，Servlet引擎都会创建一个新的HttpServletRequest请求对象和一个新的HttpServletResponse响应对象，然后将这两个对象作为参数传递给它调用的Servlet的·方法，service方法再根据请求方式分别调用doXXX方法。

如果在<servlet>元素中配置了一个<load-on-startup>元素，那么 Web 应用程序在启动时，就会装载并创建Servlet的实例对象、以及调用Servlet实例对象的init()方法。

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实战

配置

新建IDEA工程

1. 新建一个IDEA Maven工程
2. 在 pom.xml 添加 servlet-api 依赖 （依赖到 mvnrepository 或 search.maven.org 找）
3. 右键工程名字，Add Framework Support，选择 Web Application
4. Edit Configurations，配置 Tomcat 服务器
5. Deployment 选择 Artifacts

遇到问题可参考：

• IntelliJ IDEA 构建maven，并用Maven创建一个web项目
• IntelliJ idea 2017创建Web项目后web文件夹下没有WEB-INF的解决方法

后端：GET

src/main/java 下，new 一个 servlet

helloServlet.java

import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

@WebServlet("/hello")
public class helloServlet extends HttpServlet {
    private String message;

    public void init() throws ServletException{
        message = "hello world!!";
    }

    @Override
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {

        // 设置响应内容类型
        response.setContentType("text/html");

        // 实际的逻辑是在这里
        PrintWriter out = response.getWriter();
        out.println("<h1>" + message + "</h1>");
    }
}

访问 localhost:8080/hello，能看到 hello world!!

• @WebServlet("/hello")是一个注解，我们用这种方式来表示该 Servlet 的路径是 ./hello 。更原始的，我们可以在项目工程下找到 web.xml 文件，在这里面配置映射路径。（参考：WEB PROJECT）

后端：POST

src/main/java 下，new 一个 servlet

postServlet.java

@WebServlet("/login")
public class postServlet extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        request.setCharacterEncoding("UTF-8");  // 解决中文问题
        String name = request.getParameter("name");
        String password = request.getParameter("password");

        String html = null;

        if ("admin".equals(name) && "123456".equals(password))
            html = "<div style='color:green'>success</div>";
        else
            html = "<div style='color:red'>fail</div>";

        response.setContentType("text/html; charset=UTF-8");// 解决中文问题    
        PrintWriter pw = response.getWriter();
        pw.println(html);
    }
}

• 使用request.setCharacterEncoding("UTF-8");和 response.setContentType("text/html; charset=UTF-8");解决中文问题
• "字面量".equals(str)是个好习惯
• 用PrintWriter类来写html

前端：HTML

web目录下，new 一个 login.html

login.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>请登录</title>
</head>
<body>
    <div align="center">
        <h1>请登录</h1>
            <form action="login" method="post">
                账号：<input type="text", name="name"> <br>
                密码：<input type="password", name="password"> <br>
                <input type="submit", value="登录">
                <input type="reset", value="重置">
            </form>
    </div>
</body>
</html>

• <meta charset="UTF-8">解决中文问题
• action属性表示要提交的服务器页面地址为 ./login
• method属性表示HTTP方法（get or post）

参考：Head First HTML

访问 localhost:8080/login.html，能看到登录表单

输入admin，123456，可以看到网页跳转到 success

跳转

登录成功或是失败后，分别会跳转到不同的页面。 跳转分为服务端跳转和客户端跳转。

服务端跳转(forward)

forward 是服务器请求资源,服务器直接访问目标地址的URL,把那个URL的响应内容读取过来,然后把这些内容再发给浏览器.浏览器根本不知道服务器发送的内容从哪里来的,所以它的地址栏还是原来的地址。。 在这个过程中，控制权并没有转交给另一服务器对象。

request.getRequestDispatcher("success.html").forward(request, response);

客户端跳转(redirect)

redirect是服务端根据逻辑,发送一个状态码,告诉浏览器重新去请求那个地址.所以地址栏显示的是新的URL.

response.sendRedirect("fail.html");

• 用户看到的网址变为 127.0.0.1:8080/fail.html

Web.xml

在项目中有一个 Web.xml 文件，这个文件是一些配置参数。

<?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" id="WebApp_ID" version="3.1">
  <display-name>JspDemo</display-name>
  <welcome-file-list>
    <welcome-file>login.jsp</welcome-file>
  </welcome-file-list>
  <context-param>  
    <param-name>database_driver</param-name>  
    <param-value>com.mysql.jdbc.Driver</param-value>
  </context-param>
  <context-param>  
    <param-name>database_url</param-name>  
    <param-value>jdbc:mysql://localhost:3306/sms?serverTimezone=GMT%2B8&amp;characterEncoding=UTF-8</param-value>
  </context-param>
  <context-param>  
    <param-name>database_user</param-name>  
    <param-value>root</param-value>
  </context-param>
  <context-param>  
    <param-name>database_pwd</param-name>  
    <param-value>123456</param-value>
  </context-param>
</web-app>

然后我们可以在 Java 中取出这些参数

this.driver = request.getSession().getServletContext().getInitParameter("database_driver");
this.url = request.getSession().getServletContext().getInitParameter("database_url");
this.user = request.getSession().getServletContext().getInitParameter("database_user");
this.pwd = request.getSession().getServletContext().getInitParameter("database_pwd");

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Request常用方法

获取信息

方法	释义
request.getRequestURL()	浏览器发出请求时的完整URL，包括协议 主机名 端口(如果有)"
request.getRequestURI()	浏览器发出请求的资源名部分，去掉了协议和主机名"
request.getQueryString()	请求行中的参数部分，只能显示以get方式发出的参数，post方式的看不到
request.getRemoteAddr()	浏览器所处于的客户机的IP地址
request.getRemoteHost()	浏览器所处于的客户机的主机名
request.getRemotePort()	浏览器所处于的客户机使用的网络端口
request.getLocalAddr()	服务器的IP地址
request.getLocalName()	服务器的主机名
request.getMethod()	得到客户机请求方式，一般是GET或者POST
request.getHeader()	获取头信息
request.getHeaderNames()	获取所有头信息

获取参数

方法	释义
request.getParameter()	是常见的方法，用于获取单值的参数
request.getParameterValues()	用于获取具有多值得参数，比如注册的时候提交的爱好，可以使多选的。
request.getParameterMap()	用于遍历所有的参数，并返回Map类型。

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respoonse 常用方法

方法	释义
response.setContentType("text/html");	设置相应格式
response.setContentType("text/html; charset=UTF-8");	设置编码格式，服务器端使用 UTF-8 编码，同时通知浏览器使用UTF-8
response.setCharacterEncoding("UTF-8");	仅仅是服务器端设置UTF-8，浏览器编码由浏览器自己决定
response.sendRedirect("fail.html");	302 客户端跳转

可以用以下方法设置不使用缓存

response.setDateHeader("Expires",0 );
response.setHeader("Cache-Control","no-cache");
response.setHeader("pragma","no-cache");

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Servlet的线程安全问题

当多个客户端并发访问同一个Servlet时，web服务器会为每一个客户端的访问请求创建一个线程，并在这个线程上调用Servlet的service方法，因此service方法内如果访问了同一个资源的话，就有可能引发线程安全问题。

线程安全问题只存在多个线程并发操作同一个资源的情况下，所以在编写Servlet的时候，如果并发访问某一个资源(变量，集合等)，就会存在线程安全问题。

解决方案：让Servlet去实现一个SingleThreadModel接口，如果某个Servlet实现了SingleThreadModel标记接口，那么Servlet引擎将以单线程模式来调用其service方法。

对于实现了SingleThreadModel接口的Servlet，Servlet引擎仍然支持对该Servlet的多线程并发访问，其采用的方式是产生多个Servlet实例对象，并发的每个线程分别调用一个独立的Servlet实例对象。

实现SingleThreadModel接口并不能真正解决Servlet的线程安全问题，因为Servlet引擎会创建多个Servlet实例对象，而真正意义上解决多线程安全问题是指一个Servlet实例对象被多个线程同时调用的问题。

事实上，在Servlet API 2.4中，已经将SingleThreadModel标记为Deprecated（过时的）。

标记接口

在Java中，把没有定义任何方法和常量的接口称之为标记接口，经常看到的一个最典型的标记接口就是"Serializable"，这个接口也是没有定义任何方法和常量的，标记接口在Java中有什么用呢？主要作用就是给某个对象打上一个标志，告诉JVM，这个对象可以做什么，比如实现了"Serializable"接口的类的对象就可以被序列化，还有一个"Cloneable"接口，这个也是一个标记接口，在默认情况下，Java中的对象是不允许被克隆的，就像现实生活中的人一样，不允许克隆，但是只要实现了"Cloneable"接口，那么对象就可以被克隆了。