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Servlet | Servlet原理、开发第一个带有Java小程序Servlet

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🔥系列专栏：Web后端 | Servlet

一：模拟实现Servlet

有了上一章节的分析，我们来模拟实现以下Servlet；下面先分析一下我们需要做什么：

  • 充当SUN公司的角色，制定Servlet规范- javax.servlet.Servlet接口
  • 充当Tomcat服务器的开发者
  • 充当Webapp的开发者- UserLoginServlet implements Servlet

充当SUN公司的角色，制定Servlet规范

Tomcat与Webapp之间之所以能够解耦合，是因为有Servlet规范
现在充当的角色是SUN公司，SUN公司把Servlet接口/规范制定出来了

package javax.servlet

public interface Servlet{
    // 一个专门提供服务的方法
    void service();

}

充当Webapp的开发者

充当的角色发生了改变：webapp开发者
只要是我们webapp开发者写的XXXServlet都要实现Servlet接口

package com.bjpowernode.servlet;
import javax.servlet.Servlet;

public class UserLoginServlet implements Servlet{
    public void service(){
        System.out.println("UserLoginServlet's service...");
    }
}

充当Tomcat服务器的开发者

我们输入的请求路径与XXXServlet类有一定的对应关系；对应关系由Webapp的开发者来提供，定义一个属性配置文件：web.properties

/login=com.bjpowernode.servlet.UserLoginServlet

package org.apache;

import java.util.Scanner;
import java.util.Properties;
import java.io.FileReader;
import javax.servlet.Servlet;

// 充当Tomcat服务器的开发者
public class Tomcat{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        System.out.println("Tomcat服务器启动成功，开始接收用户的访问。");

        // 简单的使用Scanner来模拟一下用户的请求
        // 用户访问服务器是通过浏览器上的“请求路径”
        // 也就是说用户请求路径不同，后台执行的Servlet不同。
        
        System.out.print("请输入您的访问路径：");
        Scanner s = new Scanner(System.in);

        // 用户的请求路径  /login
        String key = s.nextLine(); // Tomcat服务器已经获取到了用户的请求路径了。

        // Tomcat服务器应该通过用户的请求路径找对应的XXXServlet
        // 请求路径和XXXServlet之间的关系应该由谁指定呢？
        // 对于Tomcat服务器来说需要解析配置文件
        FileReader reader = new FileReader("web.properties");
        Properties pro = new Properties();
        pro.load(reader);
        reader.close();

        // 通过key获取value
        String className = pro.getProperty(key);
        // 通过反射机制创建对象
        Class c = Class.forName(className);
        Object obj = c.newInstance(); // obj的类型对于Tomcat服务器开发人员来说不知道。
        
        // 但是Tomcat服务器的开发者知道，你写的XXXXServlet一定实现了Servlet接口
        Servlet servlet = (Servlet)obj;
        servlet.service();

    }
}
  • 通过我们的分析：- 对于我们javaweb程序员来说，我们只需要做两件事：- 编写一个类实现Servlet接口。- 将编写的类配置到配置文件中，在配置文件中：指定请求路径和类名的关系。
  • 注意：- 这个配置文件的文件名不能乱来。固定的。- 这个配置文件的存放路径不能乱来。固定的。- 文件名、文件路径都是SUN公司制定的Servlet规范中的明细。
  • 严格意义上来说Servlet其实并不是简单的一个接口：- Servlet规范中规定了：- 一个合格的webapp应该是一个怎样的目录结构。- 一个合格的webapp应该有一个怎样的配置文件。- 一个合格的webapp配置文件路径放在哪里。- 一个合格的webapp中java程序放在哪里。- 这些都是Servlet规范中规定的。
  • Tomcat服务器要遵循Servlet规范。JavaWEB程序员也要遵循这个Servlet规范。这样Tomcat服务器和webapp才能解耦合。

Servlet规范是一个什么规范？

  • 遵循Servlet规范的webapp，这个webapp就可以放在不同的WEB服务器中运行。（因为这个webapp是遵循Servlet规范的）
  • Servlet规范包括什么呢？- 规范了哪些接口- 规范了哪些类- 规范了一个web应用中应该有哪些配置文件- 规范了一个web应用中配置文件的名字- 规范了一个web应用中配置文件存放的路径- 规范了一个web应用中配置文件的内容- 规范了一个合法有效的web应用它的目录结构应该是怎样的。- .....

二：开发第一个带有Java小程序Servlet【重点】

补充：关于JavaEE的版本

  • JavaEE目前最高版本是 JavaEE8
  • JavaEE被Oracle捐献了，Oracle将JavaEE规范捐献给Apache了。
  • Apache把JavaEE换名了，以后不叫JavaEE了，以后叫做 jakarta EE。
  • JavaEE8版本升级之后的"JavaEE 9"，不再是"JavaEE9"这个名字了，叫做JakartaEE9
  • JavaEE8的时候对应的Servlet类名是：javax.servlet.Servlet
  • JakartaEE9的时候对应的Servlet类名是：jakarta.servlet.Servlet （包名都换了）
  • 如果你之前的项目还是在使用javax.servlet.Servlet，那么你的项目无法直接部署到Tomcat9+版本上。你只能部署到Tomcat9-版本上。在Tomcat9以及Tomcat9之前的版本中还是能够识别javax.servlet这个包。

开发步骤是怎样的？

  • 第一步：在webapps目录下新建一个目录，起名crm（这个crm就是webapp的名字）。当然，也可以是其它项目，比如银行项目，可以创建一个目录bank，办公系统可以创建一个oa。- 注意：crm就是这个webapp的根
  • 第二步：在webapp的根下新建一个目录：WEB-INF- 注意：这个目录的名字是Servlet规范中规定的，必须全部大写，必须一模一样。必须的必须。
  • 第三步：在WEB-INF目录下新建一个目录：classes- 注意：这个目录的名字必须是全部小写的classes。这也是Servlet规范中规定的。另外这个目录下一定存放的是Java程序编译之后的class文件（这里存放的是字节码文件）。
  • 第四步：在WEB-INF目录下新建一个目录：lib- 注意：这个目录不是必须的。但如果一个webapp需要第三方的jar包的话，这个jar包要放到这个lib目录下，这个目录的名字也不能随意编写，必须是全部小写的lib。例如java语言连接数据库需要数据库的驱动jar包。那么这个jar包就一定要放到lib目录下。这Servlet规范中规定的。
  • 第五步：在WEB-INF目录下新建一个文件：web.xml- 注意：这个文件是必须的，这个文件名必须叫做web.xml。这个文件必须放在这里。一个合法的webapp，web.xml文件是必须的，这个web.xml文件就是一个配置文件，在这个配置文件中描述了请求路径和Servlet类之间的对照关系。- 这个文件最好从其他的webapp中拷贝模板，最好别手写。复制粘贴
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<web-app xmlns="https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee
                      https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee/web-app_5_0.xsd"
  version="5.0"
  metadata-complete="true">

</web-app>
  • 第六步：编写一个Java程序，这个小Java程序也不能随意开发，这个小java程序必须实现Servlet接口。- 这个Servlet接口不在JDK当中。（因为Servlet不是JavaSE了。Servlet属于JavaEE，是另外的一套类库。）- Servlet接口（Servlet.class文件）是Oracle提供的。（最原始的是sun公司提供的）- Servlet接口是JavaEE的规范中的一员。- Tomcat服务器实现了Servlet规范，所以Tomcat服务器也需要使用Servlet接口。Tomcat服务器中应该有这个接口，Tomcat服务器的CATALINA_HOME\lib目录下有一个servlet-api.jar，解压这个servlet-api.jar之后，你会看到里面有一个Servlet.class文件。- 重点：从JakartaEE9开始，Servlet接口的全名变了：jakarta.servlet.Servlet- 注意：编写这个Java小程序的时候，java源代码你愿意在哪里就在哪里，位置无所谓，你只需要将java源代码编译之后的class文件放到classes目录下即可。
package com.bjpowernode.servlet

import jakarta.servlet.Servlet
import jakarta.servlet.Servlet;
import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.ServletRequest;
import jakarta.servlet.ServletResponse;
import jakarta.servlet.ServletConfig;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

public class HelloServlet implements Servlet{
    // 通过查看帮助文档发现这个接口中有5个方法
    // destroy()、    getServletConfig()、getServletInfo()、
    // init​(ServletConfig config)、    service​(ServletRequest req, ServletResponse res)
    public void init​(ServletConfig config) throws ServletException{
    }

    public void service​(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException,IOException{
        // 把内容输出到控制台的
        System.out.println("Hello Servlet!");
    }

    public void destory(){
    }

    public String getServletInfo(){
        return "";
    }

    public ServetConfig getServletConfig(){
    }

}

第七步：编译我们编写的HelloServlet

  • 重点：你怎么能让你的HelloServlet编译通过呢？编译时jakarta.servlet找不到，因为这是JavaEEjar包下的，所以我们需要配置环境变量。
  • 配置环境变量CLASSPATH：classpath就表示类的路径（JDK中没有Servlet接口，这属于JavaEE）****CLASSPATH=.;C:\Java学习\5.Web后端\工具\apache-tomcat-10.0.12\lib\servlet-api.jar
  • 思考问题：以上配置的CLASSPATH和Tomcat服务器运行有没有关系？- 没有任何关系，以上配置这个环境变量只是为了让你的HelloServlet能够正常编译生成class文件。运行时Tomcat是能自己找到servlet-api.jar

第八步：将以上编译之后的HelloServlet.class文件拷贝到WEB-INF\classes目录下。

第九步：在web.xml文件中编写配置信息，让“请求路径”和“Servlet类名”关联在一起。

  • 这一步用专业术语描述：在web.xml文件中注册Servlet类。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<web-app xmlns="https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee
                      https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee/web-app_5_0.xsd"
  version="5.0"
  metadata-complete="true">

    <!--servlet描述信息-->
    <!--任何一个servlet都对应一个servlet-mapping -->
    <servlet>
        <servlet-name>zl-gh</servlet-name>
        <!--这个位置必须是带有包名的全限定类名-->
        <servlet-class>com.bjpowernode.servlet.HelloServlet</servlet-class>
    </servlet>

    <!--servlet映射信息-->
    <servlet-mapping>
        <!--这个也是随便的，不过这里写的内容要和上面的一样。-->
        <servlet-name>zl-gh</servlet-name>
        <!--这里需要一个路径-->
        <!--这个路径唯一的要求是必须以 / 开始-->
        <!--当前这个路径可以随便写-->
        <url-pattern>/Hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    
</web-app>

第十步：启动Tomcat服务器，startup.bat

第十一步：打开浏览器，在浏览器地址栏上输入一个url，这个URL必须是：

  • http://127.0.0.1:8080/crm/Hello

  • 重点：浏览器上的请求路径不能随便写，这个请求路径必须和web.xml文件中的url-pattern一致。

  • 注意：浏览器上的请求路径和web.xml文件中的url-pattern的唯一区别就是：浏览器上的请求路径带项目名：/crm

  • 浏览器上编写的路径太复杂，可以使用超链接。（非常重要：html页面只能放到WEB-INF目录外面。是相当于同级目录关系）

<!doctype html>
<html>
    <head>
        <title>index page</title>
    </head>
    <body>
        <a href="http://127.0.0.1:8080/crm/Hello">Hello Servlet</a>
    </body>
</html>
  • 以后不需要我们编写main方法了。tomcat服务器负责调用main方法，Tomcat服务器启动的时候执行的就是main方法。我们javaweb程序员只需要编写Servlet接口的实现类，然后将其注册到web.xml文件中，即可。
  • 总结：一个合法的webapp目录结构应该是怎样的？
webapproot（webapp根目录下）
     |------WEB-INF
               |------classes(存放字节码)
               |------lib(第三方jar包)
               |------web.xml(注册Servlet)
     |------html
     |------css
     |------javascript
     |------image
     ....

浏览器发送请求，到最终服务器调用Servlet中的方法，是怎样的一个过程？

  • 用户输入URL，或者直接点击超链接：http://127.0.0.1:8080/crm/Hello
  • 然后Tomcat服务器接收到请求，截取路径：/crm/Hello
  • Tomcat服务器找到crm项目
  • Tomcat服务器在web.xml文件中查找Hello对应的Servlet是：com.bjpowernode.servlet.HelloServlet
  • Tomcat服务器通过反射机制，创建com.bjpowernode.servlet.HelloServlet的对象。
  • Tomcat服务器调用com.bjpowernode.servlet.HelloServlet对象的service方法。

上面我们编写实现接口时，重写service​(ServletRequest req, ServletResponse res)方法，是直接把结果输出到控制台的！

那么怎么输出到浏览器上呢？这就需要ServletResponse response接口；response调用getWriter()返回的是一个PrintWriter流，利用这个流在调用print()方法，打印到服务器上，例如： 

     PrintWriter out = response.getWriter();
     out.print("在浏览器上输出打印：Hello Servlet");   

package com.bjpowernode.servlet;

import jakarta.servlet.Servlet;
import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.ServletRequest;
import jakarta.servlet.ServletResponse;
import jakarta.servlet.ServletConfig;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

public class HelloServlet implements Servlet{

    // 5个方法
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException{
    
    }

    public void service(ServletRequest request,ServletResponse response)
        throws ServletException , IOException{

        // 1.直接向控制台打印输出
        System.out.println("My First Servlet, Hello Servlet");

        // 2.向浏览器打印输出
        // 需要使用ServletResponse接口：response 
        // 调用getWriter()方法，这个方法返回的是一个java.io.PrintWriter流
        PrintWriter out = response.getWriter();
        out.print("在浏览器上输出打印：Hello Servlet");

        // 上面是一个输出流，负责输出字符串到浏览器
        // 这个输出流不需要我们刷新，也不需要关闭；这些都是由Tomcat来维护
        // out.flush();
        // out.close();
        
    }

    public void destroy(){
    
    }

    public String getServletInfo(){
        return "";
    }

    public ServletConfig getServletConfig(){
        return null;
    }
}

重新编译运行，在浏览器上输入URL进行访问；这样就会在当前浏览器页面上输出了！

总结：向浏览器响应一段HTML代码，怎么进行设置？

**需要调用response的setContentType("text/html")**方法，这样就能识别HTML代码

public void service(ServletRequest request, ServletResponse response){
    // 设置识别代码的类型
    response.setContentType("text/html");
    // 设置输出结果打印到浏览器上
    PrintWriter out = response.getWriter();
    out.print("<h1>hello servlet!</h1>");
}

补充：解决Tomcat服务器在DOS命令窗口中的乱码问题（控制台乱码）

将CATALINA_HOME/conf/logging.properties文件中的utf-8都GBK！

如下：java.util.logging.ConsoleHandler.encoding = GBK

标签： servlet tomcat java
本文转载自: https://blog.csdn.net/m0_61933976/article/details/127165485
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