Servlet与HttpServlet详解

一、Servlet概述

Servlet（Server Applet）是Java Servlet API中定义的一个接口，用于扩展Web服务器的功能。Servlet是一个运行在Web服务器或应用服务器上的Java程序，它可以动态地生成Web页面或其他类型的响应。

二、HttpServlet类

HttpServlet类是Java Servlet API中的一个核心类，它继承自GenericServlet类，实现了Servlet接口，并为HTTP协议提供了特定的实现。HttpServlet类的主要职责是处理HTTP请求和构建HTTP响应。

HttpServlet的主要方法

1. service(ServletRequest req, ServletResponse res)
   这是Servlet接口中的核心方法，所有来自客户端的请求首先都会调用此方法。HttpServlet为这个方法提供了默认实现，它会根据请求的类型（GET、POST等）调用对应的doXXX方法。

2. doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
   用于处理HTTP GET请求。

3. doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
   用于处理HTTP POST请求。

4. doPut, doDelete, doOptions, doHead, doTrace 等
   这些方法用于处理其他类型的HTTP请求，但在常见的Web应用中很少直接使用。

5. init(ServletConfig config)
   Servlet的初始化方法，当Servlet实例被加载到内存并准备使用时，容器会调用此方法。

6. destroy()
   Servlet的销毁方法，当Servlet实例不再需要并被容器卸载时，容器会调用此方法。

HttpServlet处理流程

1. 部署Servlet

   • 开发者编写Servlet类，继承自HttpServlet并覆盖相应的方法。
   • 在Web应用的web.xml文件中配置Servlet的映射路径和初始化参数等信息。
   • 将Web应用打包成WAR文件并部署到Servlet容器中（如Tomcat）。

2. 客户端请求

   • 客户端（如Web浏览器）发送HTTP请求到Servlet容器。
   • 请求中包含URL、HTTP方法（GET、POST等）、请求头、请求体等信息。

3. 容器调度

   • Servlet容器接收到请求后，解析URL路径，找到与之匹配的Servlet实例。
   • 如果Servlet实例不存在，容器会创建一个。

4. 调用service方法

   • Servlet容器调用Servlet实例的service方法，并传入HttpServletRequest和HttpServletResponse对象。
   • HttpServletRequest对象包含了请求的所有信息，如参数、头信息等。
   • HttpServletResponse对象用于构建并发送HTTP响应。

5. 处理请求

   • 根据请求的类型（如GET、POST），service方法会调用相应的doXXX方法。
   • 开发者在doXXX方法中实现业务逻辑，如访问数据库、处理数据等。

6. 构建响应

   • 开发者使用HttpServletResponse对象设置响应的状态码、响应头、响应体等。
   • 可以向响应体写入HTML、JSON、XML等格式的数据。

7. 发送响应

   • Servlet容器将HttpServletResponse对象封装成HTTP响应，并通过网络发送给客户端。
   • 客户端接收到响应后，会显示在Web浏览器上或进行其他处理。

8. Servlet生命周期结束

   • 当Servlet实例不再需要时（如Web应用被卸载），容器会调用destroy方法，允许开发者进行资源清理工作。
     在Servlet API中，service 方法是Servlet容器（如Tomcat）用来调用特定HTTP方法处理程序的入口点。当客户端发送一个HTTP请求到Servlet容器时，容器会解析请求，确定它是哪种类型的HTTP方法（如GET、POST、PUT、DELETE等），然后调用相应的doXXX方法。

service方法是一个重要的方法，它根据客户端发送的HTTP请求类型（如GET、POST等）调用相应的doXXX方法。以下是HttpServlet类中service方法的实现：

@Override
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
    throws ServletException, IOException {

    HttpServletRequest  request;
    HttpServletResponse response;
    try {
        // 将ServletRequest和ServletResponse强制转换为HttpServletRequest和HttpServletResponse
        request = (HttpServletRequest) req;
        response = (HttpServletResponse) res;
    } catch (ClassCastException e) {
        throw new ServletException("Cannot cast to HttpServletRequest/HttpServletResponse");
    }

    // 获取HTTP请求方法
    String method = request.getMethod();
    if (method.equalsIgnoreCase("GET")) {
        // 如果是GET请求，调用doGet方法
        long lastModified = getLastModified(request);
        if (lastModified == -1) {
            // 标记响应不被缓存
            response.setDateHeader("Expires", -1);
            response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");
            response.setHeader("Pragma", "no-cache");
        } else {
            // 检查If-Modified-Since头以判断是否发送304 Not Modified响应
            long ifModifiedSince = request.getDateHeader("If-Modified-Since");
            if (ifModifiedSince < (lastModified / 1000 * 1000)) {
                // 资源已修改，发送新内容
                maybeSetLastModified(response, lastModified);
            } else {
                // 资源未修改，发送304 Not Modified响应
                response.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
                return;
            }
        }
        doGet(request, response);
    } else if (method.equalsIgnoreCase("HEAD")) {
        // 如果是HEAD请求，调用doHead方法
        long lastModified = getLastModified(request);
        maybeSetLastModified(response, lastModified);
        doHead(request, response);
    } else if (method.equalsIgnoreCase("POST")) {
        // 如果是POST请求，调用doPost方法
        doPost(request, response);
    } else if (method.equalsIgnoreCase("PUT")) {
        // 如果是PUT请求，调用doPut方法
        doPut(request, response);
    } else if (method.equalsIgnoreCase("DELETE")) {
        // 如果是DELETE请求，调用doDelete方法
        doDelete(request, response);
    } else if (method.equalsIgnoreCase("OPTIONS")) {
        // 如果是OPTIONS请求，调用doOptions方法
        doOptions(request, response);
    } else if (method.equalsIgnoreCase("TRACE")) {
        // 如果是TRACE请求，调用doTrace方法
        doTrace(request, response);
    } else {
        // 对于不支持的HTTP方法，抛出ServletException
        throw new ServletException("HTTP method " + method + " is not supported");
    }
}
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这个service方法首先检查传入的ServletRequest和ServletResponse是否可以安全地强制转换为HttpServletRequest和HttpServletResponse。接着，它获取HTTP请求的方法（如GET、POST等），并根据这个方法调用相应的doXXX方法。如果请求方法是GET，它还会检查If-Modified-Since头以判断是否发送304 Not Modified响应。

对于不支持的HTTP方法，service方法会抛出一个ServletException。通常，开发者会覆盖doGet、doPost等方法来提供具体的业务逻辑，而service方法则负责调度这些方法。

三、示例代码

下面是一个简单的HttpServlet示例，展示了如何处理GET请求：

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

public class MyServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        
        // 设置响应内容类型
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        // 实际的逻辑是在这里
        String message = "
Hello, World!
";
        
        // 将响应体写入到response对象中
        response.getWriter().write(message);
    }
}
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在这个示例中，MyServlet类继承了HttpServlet类，并重写了doGet()方法。当容器接收到一个GET请求时，它会调用doGet()方法来处理请求。在doGet()方法中，我们设置了响应的内容类型为HTML，并构建了一个简单的HTML消息作为响应体。