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所属专栏: JavaEE初阶

一、Servlet 运行原理

二、Servlet常用API

2.1 HttpServlet（抽象类）

2.1.1. init 方法

2.1.2 service方法

2.1.3 destroy方法

三、HttpServletRequest

3.1 HttpServletRequest常用方法演示

四、前端给后端传输数据的三种方式

4.1 发送Get请求通过query string传输数据

4.2 发送Post请求通过form提交数据

4.3 发送Post请求通过json格式提交数据

4.3.1 ObjectMapper类

4.3.2 通过json构造对象

4.3.3 通过对象构造json字符串

4.3.4 小结

五、HttpResponse

5.1 设置响应状态码

5.2 自动页面刷新

5.3 重定向

一、Servlet 运行原理

在 Servlet 的代码中我们并没有写 main 方法, 那么它是如何运行的？那么对应的 doGet 代码是如何被调用的呢？响应又是如何返回给浏览器的？

其实是Tomcat在调用Servlet，我们在重写doGet和doPost方法的时候，启动Tomcat来运行，当浏览器给服务器发送请求的时候，Tomcat作为HTTP服务器，就可以接收到这个请求。重写的doGet和doPost方法会在Tomcat内部被自动调用执行，Tomcat 程序可以理解为是一个普通的Java进程。

HTTP 协议作为一个应用层协议，需要底层协议栈来支持工作，如下图所示：

更加具体的交互过程：

二、Servlet常用API

主要就是三个重点类：

HttpServlet（抽象类）
HttpServletRequest
HttpServletResponse

2.1 HttpServlet（抽象类）

我们写 Servlet 代码的时候, 首先第一步就是先创建类, 继承自 HttpServlet, 并重写其中的某些方法，每一个Servlet程序都要继承这个HttpServlet类~~~

核心方法：

方法名称	调用时机
init	在 HttpServlet 实例化之后被调用一次
destory	在 HttpServlet 实例不再使用的时候调用一次
service	收到 HTTP 请求的时候调用
doGet	收到 GET 请求的时候调用(由 service 方法调用)
doPost	收到 POST 请求的时候调用(由 service 方法调用)
doPut/doDelete/doOptions/...	收到其他请求的时候调用(由 service 方法调用)

我们实际开发的时候主要重写 doXXX 方法, 很少会重写 init / destory / service，这些方法的调用时机, 就称为 "Servlet 生命周期". (也就是描述了一个 Servlet 实例从生到死的过程)

注意: HttpServlet 的实例只是在程序启动时创建一次. 而不是每次收到 HTTP 请求都重新创建实例.

2.1.1. init 方法

在初始化阶段执行, 用来初始化每一个Servlet对象, 是在 Tomcat 首次收到 Servlet 类注解相关联路径的请求时, 就会调用执行, 用户可重写该方法, 来执行一些初始化程序的逻辑, 没有重写, init 方法一般是空的, 每个 Servlet 对象只执行一次.

@WebServlet("/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {

    @Override
    public void init() throws ServletException {
        System.out.println("init");
    }

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html; charset=utf8");
        resp.getWriter().write("这是一个 doGet 方法");
        System.out.println("hello");
    }
}

不论请求多少次，都只执行一次init

2.1.2 service方法

service 方法, 每次收到请求后, 就会执行, service中根据请求的类型不同, 调用不同的方法, doGet, doPost等, 会执行多次, 每收到一次 HTTP 请求就会执行一次.

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html; charset=utf8");
        resp.getWriter().write("这是一个 doGet 方法");
        System.out.println("hello");
    }

记得要设置编码方法，否则会乱码！！！

IDEA默认返回的编码方式为utf8
浏览器是根据系统默认的编码方式（Windows11默认gbk）

2.1.3 destroy方法

Tomcat 结束之前, 即在 HttpServlet 实例销毁时就会执行该方法, 用来释放资源.

我们可以通过postman来访问其他的doxxx方法~~

@WebServlet("/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {

    @Override
    public void init() throws ServletException {
        System.out.println("init");
    }

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html; charset=utf8");
        resp.getWriter().write("这是一个 doGet 方法");
        System.out.println("hello");
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.getWriter().write("doPost");
    }

    @Override
    protected void doPut(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.getWriter().write("doPut");
    }

    @Override
    protected void doDelete(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.getWriter().write("doDelete");
    }

    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy");
    }
}

要注意的是，destory到底能否被执行，是不确定的，如果我们通过IDEA的停止按钮来关闭服务器，这个本质操作是通过Tomcat的8005管理端口，主动停止才能触发destroy

直接通过杀死进程（ctrl + f2），此时destroy执行不了，而这种暴力的关闭方式却是更方便更常用的, 所以不建议在 destroy 内执行有效代码

前面提到，Tomcat用到两个端口

8080业务端口
8005管理端口

这就类似于，一个人的两个微信

工作微信，（同事客户领导…）
生活微信，（家人朋友…）

而不同的端口，就会有不同的请求响应

8080就是我们的业务，我们需要通过这个端口访问服务器，以及其部署的资源
8005则是做一些加载配置，重新启动，调整设置项…
其中就包括，关闭服务器

三、HttpServletRequest

一个HTTP请求里有啥，这个对象中就有啥

方法
URL（host，queryString）
版本号
header
body
Cookie
…

这些内容，我们都可以用对应的方法进行获取和设置~

核心方法：

方法	描述
String getProtocol()	返回请求协议的名称和版本。
String getMethod()	返回请求的 HTTP 方法的名称，例如，GET、POST 或 PUT。
String getRequestURI()	从协议名称直到 HTTP 请求的第一行的查询字符串中，返回该请求的 URL 的一部分。
String getContextPath()	返回指示请求上下文的请求 URI 部分。
String getQueryString()	返回包含在路径后的请求 URL 中的查询字符串。
Enumeration getParameterNames()	返回一个 String 对象的枚举，包含在该请求中包含的参数的名称。
String getParameter(String name)	以字符串形式返回请求参数的值，或者如果参数不存在则返回 null。
String[] getParameterValues(String name)	返回一个字符串对象的数组，包含所有给定的请求参数的值，如果参数不存在则返回 null。
Enumeration getHeaderNames()	返回一个枚举，包含在该请求中包含的所有的头名。
String getHeader(String name)	以字符串形式返回指定的请求头的值。
String getCharacterEncoding()	返回请求主体中使用的字符编码的名称。
String getContentType()	返回请求主体的 MIME 类型，如果不知道类型则返回 null。
int getContentLength()	以字节为单位返回请求主体的长度，并提供输入流，或者如果长度未知则返回 -1。
InputStream getInputStream()	用于读取请求的 body 内容. 返回一个 InputStream 对象.

Protocol:

协议名称和版本号

URL 与 URI：

URL是唯一资源定位符，URI是唯一资源标识符，特别相似，相似到我们很多时候直接混着用

Parameter：参数

其实就请求中的键值对

Enumeration：列举

是请求中所有键值对的所有key的名称
用不了for each语法，因为这个集合类没继承那个集合接口，也不是数组~ 而其本身，也可以看做是自身的迭代器

Header：请求头

3.1 HttpServletRequest常用方法演示

@WebServlet("/showRequest")
public class ShowRequest extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException, IOException {
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        result.append(req.getProtocol());
        result.append("<br>");
        result.append(req.getMethod());
        result.append("<br>");
        result.append(req.getRequestURI());
        result.append("<br>");
        result.append(req.getQueryString());
        result.append("<br>");
        result.append(req.getContextPath());
        result.append("<br>");

        result.append("=========================<br>");

        Enumeration<String> headerNames = req.getHeaderNames();
        while (headerNames.hasMoreElements()) {
            String headerName = headerNames.nextElement();
            String headerValue = req.getHeader(headerName);
            result.append(headerName + ": " + headerValue + "<br>");
        }

        // 在响应中设置上 body 的类型. 方便浏览器进行解析
        resp.setContentType("text/html;charset=utf8");
        resp.getWriter().write(result.toString());
    }
}

四、前端给后端传输数据的三种方式

前端给后端传输数据, 是非常常见的需求, 常见的有以下三种方式：

发送 Get 请求通过 query string 传输数据
发送 Post 请求通过 form 提交数据
发送 Post 请求通过 json 格式提交数据

下面来逐个讲解~

4.1 发送Get请求通过query string传输数据

我们约定前端通过URL来传递 username 和 password 这两个信息，url为：http://localhost:8080/servletDemo/getParameter?username=zhangsan&password=123

由于我们这里的 key 值是前后端交互前提前约定好的, 所以我们可以直接使用 getParameter 方法通 key 从 req 中得到 value, 然后在后端我们就可以根据前端传来的数据构造响应返回给前端.

@WebServlet("/getParameter")
public class GetParameter extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException, IOException {
        // 前端通过 url 的 query string 传递 username 和 password 两个属性.
        String username = req.getParameter("username");
        if (username == null) {
            System.out.println("username 这个 key 在 query string 中不存在!");
        }
        String password = req.getParameter("password");
        if (password == null) {
            System.out.println("password 这个 key 在 query string 中不存在!");
        }
        System.out.println("username=" + username + ", password=" + password);

        resp.getWriter().write("ok");
    }

当然, 在不知道 query string 的 key 的情况下也是可以使用 getParameter 拿到查询字符串的各个键值对的, 可以先使用 getHeaderNames 方法获取所有的查询字符串的所有 key 值, 这个一个枚举对象, 然后再根据 getParameter 方法通过 key 值遍历枚举对象获取 value

@WebServlet("/getParameter")
public class GetParameterServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.setContentType("text/html; charset=utf-8");
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

        Enumeration query = req.getParameterNames();
        while(query.hasMoreElements()) {
            String key = (String)query.nextElement();
            stringBuilder.append(key + ": " + req.getParameter(key));
            stringBuilder.append("<br>");
        }
    }
}

4.2 发送Post请求通过form提交数据

使用 Post 请求来传递数据, 数据此时是在 HTTP 格式中的 body 部分的, 使用 from 表单进行构造, 此时 body 中的请求内容的格式 (Content-Type) 是 application/x-www-form-urlencode 格式, 在形式上和 query string 是一样的, 后端仍然使用 getParameter 来获取.

我们先构建一个form表单

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>登录界面</title>
</head>
<body>
    <form action="login" method="post">
        <input type="text" name="username">
        <input type="text" name="password">
        <input type="submit" value="登录">
    </form>
</body>
</html>

后端我们可以直接使用HttpServletRequest 中的 getParameter 方法依据 key 来获取 value, 然后再将获取到的数据返回, form表单构造的请求会自动跳转页面.

@WebServlet("/login")
public class LoginServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 1. 先从请求中拿到用户名和密码.
        // 为了保证读出来的参数也能支持中文, 要记得设置请求的编码方式是 utf8
        req.setCharacterEncoding("utf8");
        String username = req.getParameter("username");
        String password = req.getParameter("password");
        //2.验证用户名密码是否正确
        if (username == null || password == null || username.equals("") || password.equals("")){
            resp.setContentType("text/html;charset=utf8");
            resp.getWriter().write("当前输入的用户名或密码不能为空!");
            return;
        }
        // 此处假定用户名只能是 zhangsan 或者 lisi. 密码都是 123
        // 正常的登录逻辑, 验证用户名密码都是从数据库读取的.
        if (!username.equals("zhangsan") && !username.equals("lisi")){
            //用户名有问题
            resp.setContentType("text/html;charset=utf8");
            resp.getWriter().write("用户名或密码有误");
            return;
        }
        if (!password.equals("123")){
            //密码有问题
            resp.setContentType("text/html;charset=utf8");
            resp.getWriter().write("用户名或密码有误");
            return;
        }
        // 3. 用户名和密码验证 ok, 接下来就创建一个会话.
        //    当前用户处于未登录的状态, 此时请求的 cookie 中没有 sessionId
        //    此处的 getSession 是无法从服务器的 哈希表 中找到该 session 对象的.
        //    由于此处把参数设为 true 了, 所以就允许 getSession 在查询不到的时候, 创建新的 session 对象和 sessionId
        //    并且会自动的把这个 sessionId 和 session 对象存储的 哈希表 中.
        //    同时返回这个 session 对象, 并且在接下来的响应中会自动把这个 sessionId 返回给客户端浏览器.
        HttpSession session = req.getSession(true);
        // 接下来可以让刚刚创建好的 session 对象存储咱们自定义的数据. 就可以在这个对象中存储用户的身份信息.
        session.setAttribute("username",username);
        // 4. 登录成功之后, 自动跳转到 主页
        resp.sendRedirect("index");
    }
}

@WebServlet("/index")
public class IndexServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 此处禁止创建会话. 如果没找到, 认为用户是未登录的状态!!
        // 如果找到了才认为是登录状态.
        HttpSession session = req.getSession(false);
        if (session == null){
            //未登录状态
            resp.setContentType("text/html;charset=utf8");
            resp.getWriter().write("当前用户未登录!");
            return;
        }
        String username = (String) session.getAttribute("username");
        if (username == null){
            // 虽然有会话对象, 但是里面没有必要的属性, 也认为是登录状态异常.
            resp.setContentType("text/html;charset=utf8");
            resp.getWriter().write("当前用户未登录!");
            return;
        }

        // 如果上述检查都 ok, 接下来就直接生成一个动态页面.
        resp.setContentType("text/html;charset=utf8");
        resp.getWriter().write("欢迎你!"+username);
    }
}

这里我们要注意，需要设置请求和响应的编码格式，显示的告诉后端代码，请求使用utf8编码，要不然会解析的时候会发生乱码~尤其是请求内容中有中文存在的情况下, 也就是说, 我们在写后端代码时, 最好将请求和响应的编码格式都进行设置, 保证前后端解析的统一.

4.3 发送Post请求通过json格式提交数据

使用 Post 请求传输数据, 还可以使用当前比较主流的 json 数据格式组织 body 中的数据, 它也是键值对格式的，用getParameter方法的话，似乎是取不到json里面的键值对~

对于 json 格式, Servlet 自身是没有内置 json 的解析功能的, 如果我们自己进行手动解析并不容易

json格式:

[
    { 
        key1: value,
        key2: value 
    }, 
    { 
        key3: value,
        key4: value 
    }, 
    ...
]

那么我们就需要引入json依赖，json依赖有很多，用法差不多，功能相似，例如fastjson、gson、jackson…

jackson是spring官方的指定产品（后续spring有关操作也恰好要用到jackson）

现在中央仓库里面找到依赖并且引入

Maven Repository: Central (mvnrepository.com)

我选择的是2.15.0

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.fasterxml.jackson.core/jackson-databind -->
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
<artifactId>jackson-databind</artifactId>
<version>2.15.0</version>
</dependency>

我们先拿 postman 演示发送一个post请求通过json格式：

后端代码如下：

创建 Jackson 核心对象 ObjectMapper 对象.
创建用来接受 json 数据的实体类.
读取请求中的 body 信息, 该过程通过 ObjectMapper 对象的readValue方法实现, 这个方法的参数有两个, 第一个参数用来表示请求的来源, 可以是路径字符串, 也可以是InputSream对象, 也可以是File对象, 第二个参数表示接收 json 数据的实体类对象.
处理并响应请求.

class User {
    public String username;
    public String password;
}

@WebServlet("/json")
public class JsonServlet extends HttpServlet {
    // 使用 jackson, 最核心的对象就是 ObjectMapper
    // 通过这个对象, 就可以把 json 字符串解析成 java 对象; 也可以把一个 java 对象转成一个 json 格式字符串.
    private ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException, IOException {
        // 通过 post 请求的 body 传递过来一个 json 格式的字符串.
        User user = objectMapper.readValue(req.getInputStream(), User.class);
        System.out.println("username=" + user.username + ", password=" + user.password);

        resp.getWriter().write("ok");
    }
}

响应结果：

4.3.1 ObjectMapper类

    // 使用 jackson, 最核心的对象就是 ObjectMapper
    // 通过这个对象, 就可以把 json 字符串解析成 java 对象; 也可以把一个 java 对象转成一个 json 格式字符串.
    private ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

通过对象内部的映射关系，制作json格式的字符串
通过json格式的字符串，构造对象

4.3.2 通过json构造对象

用readValue方法（readValue的话，就是传过来的body是json数组）

User user = objectMapper.readValue(req.getInputStream(), User.class);

读取 body 中 json 格式的数据字符串, 并解析成若干键值对.
根据第二个参数实体类对象, 创建 User 实例.
遍历解析出来的键值对, 获得 key, 并与所需传入的对象中的属性相比, 如果 key 与属性的名字相同, 则把 key 对应的 value赋值给这个属性(通过反射完成).
返回该 User 对象.

4.3.3 通过对象构造json字符串

一般构造json，是为了写入响应返回给客户端，所以从习惯上是客户端发送GET请求，所以重写doGet方法，所以我们使用writeValueAsString方法

4.3.4 小结

Jackson 库的核心类为 ObjectMapper. 其中的 readValue 方法把一个 JSON 字符串转成 Java 对象.其中的 writeValueAsString 方法把一个 Java 对象转成 JSON 格式字符串.

readValue 和 writeValueAsString 本质上是通过实体类的setter和getter方法来进行构造对象，所以我们必须要生成对应的getter和setter方法，才能被反射到~~

五、HttpResponse

表示一个HTTP响应，响应有什么，里面就有什么~

关键方法:

方法	描述
void setStatus(int sc)	为该响应设置状态码。
void setHeader(String name, String value)	设置一个带有给定的名称和值的 header. 如果 name 已经存在, 则覆盖旧的值.
void addHeader(String name, String value)	添加一个带有给定的名称和值的 header. 如果 name 已经存在, 不覆盖旧的值, 并列添加新的键值对
void setContentType(String type)	设置被发送到客户端的响应的内容类型。
void setCharacterEncoding(String charset)	设置被发送到客户端的响应的字符编码（MIME 字符集）例如， UTF-8。
void sendRedirect(String location)	使用指定的重定向位置 URL 发送临时重定向响应到客户端。
PrintWriter getWriter()	用于往 body 中写入文本格式数据.
OutputStream getOutputStream()	用于往 body 中写入二进制格式数据.

5.1 设置响应状态码

只需要调用 httpServletResponse 对象中的 setStatus 方法就可以了, 设置不同的状态码, 只要变换 status 的值即可, 就可以看到不同的响应结果.

@WebServlet("/status")
public class StatusServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException, IOException {
        resp.setStatus(404);
        resp.setContentType("text/html; charset=utf8");
        resp.getWriter().write("返回 404 响应!");
    }
}

也就是说, 平时我们所见到的其他的网站的 404 都是人家自定义的 404 状态响应页面

5.2 自动页面刷新

自动页面刷新只要在响应报头 (header) 中设置一下 Refresh 字段就能实现页面的定时刷新了, 对于响应 header 的设置, 可以通过 HttpServletResponse 对象中的 setHeader 方法来设置 Refresh 属性和刷新频率.

@WebServlet("/refresh")
public class RefreshServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException, IOException {
        // 每隔 1s 自动刷新一次.
        resp.setHeader("Refresh", "1");
        resp.getWriter().write("time=" + System.currentTimeMillis());
    }
}

还可以进行格式化时间输出~

@WebServlet("/refresh")
public class RefreshServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException, IOException {
        // 每隔 1s 自动刷新一次.
        resp.setHeader("Refresh", "1");
        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        resp.getWriter().write("time=" + format.format(System.currentTimeMillis()));
    }
}

5.3 重定向

返回一个重定向 HTTP 响应, 自动跳转到另外一个页面.

有两种实现方式：

设置状态码302，设置响应头的第一个参数为Location，第二个参数为重定向地址
直接使用sendRedirect

@WebServlet("/redirect")
public class RedirectServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException, IOException {
        // 用户访问这个路径的时候, 自动重定向到 搜狗主页 .
//        resp.setStatus(302);
//        resp.setHeader("Location", "https://www.sogou.com");
        resp.sendRedirect("https://www.sogou.com");
    }
}