Servlet

什么是Servlet？Servlet是一种实现动态页面的技术，是Tomcat提供给程序员的一组api。Servlet的工作就是让程序员自己写一些类，加载到Tomcat上，后续Tomcat收到来自浏览器的请求，就会执行上述代码，通过代码完成业务逻辑

一.第一个servlet程序

我们先来写一个hello world程序。主要有七个步骤

1.创建项目

这里我们要创建的是一个新的项目形式，Maven项目。

maven是Java中知名的构建工具，是帮助编译打包代码的工具。但是javac不就是编译代码吗，idea不是可以自动调用javac吗？若是简单的代码，怎么搞都行，但对于涉及到复杂项目的，可能会有一系列依赖关系，maven就可以把依赖管理好。而且maven的打包功能也很强大，也方便集成到自动化环境中。而idea是六边形战士，专论编译打包，就不如maven。

如何使用maven？不用安装，idea已经集成了maven。

新建项目，构建系统勾选maven，选择jdk1.8，不适用模板

创建好以后，有很多目录结构：

其中，在src中放置业务代码，main下面的java中放Java代码，resourse中式代码运行中所需要的资源（图片，logo等）。pom.xml放的是maven项目的入口配置文件

2.引入依赖

我们在代码编辑过程中会用到Servlet，Servlet api是Tomcat提供的，而不是jdk提供的，所以需要手动安装引入。如果是手动下载导入，会很麻烦，但有maven，它可以帮我们引入。我们只需要在pom.xml中引入Servlet api依赖的的jar包即可

打开maven中央仓库mvnrepository.com，输入servlet，一般第一个就是，点进去，选择和Tomcat对应的版本（比如：Tomcat8系列，对应Servlet的3.1.0

把里面的xml复制到项目对应的pom.xml中，也就是下图的这一段：

复制到dependencies标签之间：

点击右上角的刷新按钮

这样，jar包就下载好了，它被下载到了maven的本地仓库中，maven的本地仓库如何找？点击files->settings->Build,E……->bulid tools->maven，在右面下面的local repository就是本地仓库。点开此路径，找到javax，一路点进去，点javax-servlet,javax-servlet-api，就是jar包的保存位置

3.创建目录

maven项目是普适的，不仅仅局限于Tomcat，但是Tom对于项目目录由很高的要求

在main下创建webapp目录，在webapp下创建WEB-INF，在WEB-INF下创建web.xml文件，这就是tomcat要求的结构，web.xml中的内容是固定的，找模板复制就行

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
"-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
"http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
<web-app>
  <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
</web-app>

把这一段复制上，报错也没事。

webapp 目录就是未来部署到 Tomcat 中的一个重要的目录 . 当前我们可以往 webapp 中放一些

静态资源 , 比如 html , css 等

在这个目录中还有一个重要的文件 web.xml. Tomcat 找到这个文件才能正确处理 webapp 中的

动态资源 .

4.编写代码

在java目录中船舰一个HelloServlet类，继承自HttpServlet。HttpServlet不再标准库中定义，它来自于Servlet的jar包。类上面还需要有一个注解，表示Tomcat收到的请求中，路径为注解中的内容的才会交给这个类来处理

重写doGet方法，这个方法就会在收到get请求时触发

这个方法由两个参数，分别表示收到的http请求和即将构造的http响应。doget这个方法要做的工作大致分为三步：

1.读取请求并解析：http请求是字符串，对他进行解析就是将它构造成HttpServletResponse对象，而这个工作是Tomcat自动完成的，不需要咱们进行干预

2.根据请求计算响应，这才是doGet核心代码，是doget真正要做的工作

3.把响应对象返回成字符串，这也是Tomcat自动完成的

第一个打印时显示在服务器控制台上面的，在Tomcat上也显示。而下面就是在将它作为响应的body部分，最终会显示到浏览器页面上。resp.getWriter()会获取到一个流对象，通过流对象吸入的数据就会存到响应的body部分，然后tomcat会将响应转成字符串，通过Socket协会给浏览器

5.打包程序

我们要将写好的程序打包成war包：

首先修改pom.xml，设置打包的类型和包名字，名字自己定义即可

war包和jar包的区别：jar时java中更通用的发布方式，任何Java程序都可以打包成jar包，吉安人里面主要就是抱恨.class文件。而war包时Tomcat专属的压缩包，war里面不仅有.class文件，还有tom要求的配置文件web.xml，还有一些前端代码HTML,CSS等

完成上面的操作后，就在右侧的maven面板中，点击项目，点击lifecycle，找到package并且双击

打包成功就会在target目录下出现一个war包：

6.部署程序

把war包拷贝到Tomcat的webapps目录下即可

通过target目录打开刚刚大巴票好的war包，然后进行拷贝

点击explorer就能找到这个包。然后ctrl+c复制即可

然后启动Tomcat，tomcat就会自动将这个包解压缩

7.验证程序

通过浏览器访问

127.0.0.1:8080/java110/hello

其中，路径一java110在这里时war包的名字，/hello是我们在注解中填写的路径

此时就在浏览器中看到了我们所写的hello。

更方便的部署方式

但要是我们想改一下响应的body部分，就要重新修改代码，然后重新进行打包，重新进行程序部署。这非常麻烦，所以程序员就会借助idea上的插件，把Tomcat集成到idea上，然后idea就可以一键进行打包和部署。

所以我们现在要给idea安装SmartTomcat插件：Settings->Plugins->选择MarketPlugin->搜索SmartTomcat进行安装。

首次使用SmartTomcat很麻烦，点击右上角currentFile里面的Edit Configurations，点加号，SmartTomcat：name随便，TomcatServer设置Tomcat在哪个目录，contentPath决定了浏览器访问程序时的第一级路径，之前我们没用SmartTomcat时使用的是war包名字，现在我们可以自己手动配置，不配置就是默认是项目名字）(url中的第二级路径，叫做servletPath）

但是当我们点击运行时，程序退出了，表示Tomcat退出了。这是为什么？

看一下报错信息：说是当前要绑定的端口号已经被占用。我们知道Tomcat要绑定的端口号由两个一个是8080(业务端口)，另一个是8005(代理端口)。被谁占用了？就是刚刚我们打开了Tomcat没有关闭。关了就成功了。

然后在浏览器中的地址栏输入127.0.0.1:8080/hello_world/hello，就可以在浏览器显示hello，并在服务器控制台出现hello

二.访问出错怎么办

1.出现404

访问不存在，可能是url写错了，也可能是webapp没有正常加载（也就是web.xml没有写对）

2.出现405

方法没有被实现

get请求没有写doget，或者doget中没有删除super.duGet()

3.出现500

服务器内部出错（代码执行异常）在日志或响应中会有异常信息

如上编写代码，就会出现

4.出现空白页面

检查是否返回了带有响应正文的响应报文，也就是是否调用了getWriter().write()。

5.无法访问某些网站

tomcat没有正常运行

比如注解没有加斜杠

三.Servlet详细工作流程

1。接受请求

用户在浏览器地址栏输入url，就会发出一个http请求，这个http请求会进更层层封装，形成二进制字节流，最终通过物理层的阴间设备转换成观点信号传输出去。这些观点信号通过互联网上的一系列网络设备，最终到达目标主机。服务器对这些观点信号进行层层分用，层层解析，最终还原成http请求，并交给Tomcat进程进行处理（根据端口号确定进程）。tomcat通过socket读取请求（一个字符串），并按照http格式进行解析，根据请求中的contentPath确定一个webapp，根据ServletPath确定一个类，再根据当前请求的方法决定调用哪个方法，是doGet还是doPost……

2.根据请求计算响应

这就是重写方法中执行到的，这就是我们程序员编写的

3.返回响应

我们自己写的方法执行完毕后，tomcat就会将这个响应对象转换成一个http协议的字符串，通过Socket将其转发出去。这个过程和接收请求的过程类似

Tomcat的工作

我们发现再Servlet中没有写main方法就能够运行。这是为什么？因为咱们写的程序不是直接运行的，而是放到Tomcat中运行的，tomcat中就有main，而我们的webapp就是放到里面运行的。继承HttpServlet重写里面的方法就是为了把自己定义过代码插入到Tomcat中执行

四.Servlet API

1.HttpServlet

这是我们自定义的类要继承的父类

init方法：用于完成初始化操作，会在HttpServlet被实力胡后调用一次

destory方法：servlet被销毁前用来释放资源，再实例不再使用时调用

service方法：每次收到一个http请求就会自动被调用

doGet,doPost.doDelet……

destroy方法很大概率是执行不到的，因为一个Servlet不用了，就说明Tomcat要关闭了，Tomcat关闭有俩种路径：1.Tomcat进程干掉了（直接在任务管理器中结束进程/直接点X）此时根本来不及调用destroy 2.通过8005管理端口给Tomcat发布停机指令，这是才能执行destroy方法

2.HttpServletRequest

当tomcat接收到http请求后，就会将http字符串转化成HttpServletRequest对象

核心方法

String getProtocol() 返回请求协议的名称和版本号

String getMethod（）返回请求方法

String getRequestURI（）注意，是uri，不是url，uri表示唯一资源标识符，相当于身份证号。返回的是该请求中url的一部分

String getContentPath（）返回第一级路径

String getQueryString（）

接下来三个方法是和query String的key和value相关的

Enumeration getParameterNames（）返回一个String对象的枚举，包含在该请求中的url中的参数的名字集合

String getParameter（String name）通过传入的参数名字，返回对应参数的值

String[] getParameterValues（String name）通过传入一个参数名，返回请求中该参数的所有值

接下来两个方法是对请求的Header中的键值对进行操作

Enumeration getHeaderNames（）

String getHeader（String name）返回指定请求头的值

下面三个方法是对header进行了简单的封装

String getCharacterEncoding（）返回请求的body中使用的字符编码方式

String getContentType（）返回请求的body的数据组织形式

int getContentLength（）返回请求的body的长度

InputStream getInputStream（）得到一个流对象。读取这个流对象就会得到整个请求的body部分。很多时候，再代码中表示一个不定长的数据时，常使用流对象。使用它就允许咱们不必一次性处理完所有内容，可以一次读取一部分（要是用String去存储，就会太长，不方便操作）。而且使用它能够更好的兼容二进制数据（而String不能读取二进制数据）

代码示例

常规方法

我们来写一下这个测试类，通过调用上述api，获取到各种结果，并将结果拼接成字符串，这里的拼接就用到了StringBuilder类

其中<br>是StringBuilder中的一个特殊标签，代表了换行符。因为在html中，\n不能起到换行的作用。

注意getHeaderNames返回值是一个枚举数组，所以要用while循环

然后我们分别用浏览器和postman发送请求

这是浏览器获取到的

这是postMan中获取到的

参数获取方法

然后来看一下获取参数及其值的方法：

queryString传参

首先我们约定请求中的queryString是username=……，password=……，然后进行代码编写

最后在postman中发如下请求后得到如下响应的正文：

为什么username是？？呢？注意，当queryString中是中文等字符时，就要进行urlencoded,urlencoded之后，就能看到正确的响应：

除了使用query String方式来传递参数，还可以使用请求的body来传递参数，那么我们就应该发post请求，如下

直接通过form表单形式发送请求

服务器端代码如下：

postman中选取body为x-www-form-urlencoded，如下：

直接使用json

上面说的几种方式都是Servlet天然支持的，但是json不是Servlet支持的，所以要额外引入第三方库，这里我们使用jackson库。我们只需要通过maven即可下载导入jackson到项目中。还是同样的操作，在maven中央仓库中搜索jackson，找到下面的，点进去，选择2.15.0版本，复制粘贴并打包即可

使用jackson的关键的一个类就是ObjectMapper（object表示对象，mapper表示映射，所以可以简单理解为对象映射器），它的作用就是将json字符串映射成java对象(使用read方法)/把Java对象映射成json字符串(用writeAsString方法)。

在网络传输过程中，使用的是json字符串，而在java代码中使用的是java对象。站在服务器角度，它显式收到了json字符串，所以要先映射成java对象再处理业务，返回时就又要映射成json字符串方便传输。代码如下：

首先我们来约定前后端交互接口：

前端请求：

POST /json

Content-Type:application/json

{

username:'张三'

password:'123'

}

响应（约定也是用json数组）：

HTTP/1.1 200 OK

Content-Type:application/json

{

OK:true

}

后端服务器代码如下：

class Request{
    public String username;
    public String password;
}
class Response{
    public boolean OK;
}
@WebServlet("/json")
public class JsonParameterServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        //1.把请求的body按json格式解析成java对象
        ObjectMapper objectMapper=new ObjectMapper();
        Request request=objectMapper.readValue(req.getInputStream(),Request.class);
        System.out.println("username:"+request.username);
        System.out.println("password:"+request.password);
        Response response=new Response();
        response.OK=true;
        String respJson=objectMapper.writeValueAsString(response);
        resp.setContentType("application/json;charset=utf8");
        resp.getWriter().write(respJson);
    }
}

这里我们需要准备一个request类和response类，首先用ObjectMapper中的readValue方法将请求中的json字符串转化成java对象。工作过程如下：

1.此处的readValue方法第一个参数就是把请求的流对象传入，这样，readValue就会读取到InputStream中的所有数据(也就是http请求的body部分)

2.将读取的数据按json的格式进行解析，把json字符串解析成Map（key+value）

3.把map转换成java对象。要转换成哪一个类？就是根据第二个参数来判断。Request.class告诉了readValue内部，要将字符串换转成此java对象。readValue内部就可以通过反射api，创建出Request的实例，并根据request提供的属性名字查询Map，把得到的结果沪指给对应的属性

.class类对象复习：

java代码，被javac编译成.class文件，它是一个二进制文件，包含了java源代码中的核心信息，比如类名、类属性、方法名、方法权限、父类、接口等

java启动进程，就会读取.class文件，将二进制内容读到内存中并解析（这叫做类加载）。

加载完后就会再内存中得到类对象，其中包含了.class的所有信息。

类对象就约等于是类的图纸，后续构造类的实例就是基于类对象展开的。

synchronized修饰static方法就是相当于给类对象加锁

当我们要构造一个body为json格式的响应时，也需要将一个java对象转换成json格式，所以要有一个Response类。通过writeAsString方法将java对象转换成json字符串。工作过程如下：

1.通过传入的reqponse对象获取到Response的类对象，通过反射拿到都有哪些属性

2.根据属性名字，拿到属性的值

3，把上述属性的名字和值构造成json字符串（即String），就是方法的返回值

这样，服务器端代码就写完了，现在我们在postman中发送一个post请求，body使用json，如下：