一、Servlet概述
1. 什么是Servlet
Servlet是JavaWeb的三大组件之一，它属于动态资源。Servlet的作用是处理请求，服务器会把接收到的请求交给Servlet来处理，在Servlet中通常需要：
- 接收请求数据；
- 处理请求；
- 完成响应。
例如客户端发出登录请求，或者输出注册请求，这些请求都应该由Servlet来完成处理！Servlet需要我们自己来编写，每个Servlet必须实现javax.servlet.Servlet接口。
2. 实现Servlet的方式
实现Servlet有三种方式：
- 实现javax.servlet.Servlet接口；
- 继承javax.servlet.GenericServlet类；
- 继承javax.servlet.http.HttpServlet类；
Servlet.java
1 public interface Servlet { 2 public void init(ServletConfig config) throws ServletException; 3 public ServletConfig getServletConfig(); 4 public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) 5 throws ServletException, IOException; 6 public String getServletInfo(); 7 public void destroy(); 8 }
Servlet中的方法大多数不由我们来调用，而是由Tomcat来调用。并且Servlet的对象也不由我们来创建，由Tomcat来创建！
3. 创建helloservlet应用
我们开始第一个Servlet应用吧！首先在webapps目录下创建helloservlet目录，它就是我们的应用目录了，然后在helloservlet目录中创建准备JavaWeb应用所需内容：
- 创建/helloservlet/WEB-INF目录；
- 创建/helloservlet/WEB-INF/classes目录；
- 创建/helloservlet/WEB-INF/lib目录；
- 创建/helloservlet/WEB-INF/web.xml文件；
接下来我们开始准备完成Servlet，完成Servlet需要分为两步：
- 编写Servlet类；
- 在web.xml文件中配置Servlet；
HelloServlet.java
public class HelloServlet implements Servlet { public void init(ServletConfig config) throws ServletException {} public ServletConfig getServletConfig() {return null;} public void destroy() {} public String getServletInfo() {return null;} public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException { System.out.println("hello servlet!"); } }
我们暂时忽略Servlet中其他四个方法，只关心service()方法，因为它是用来处理请求的方法。我们在该方法内给出一条输出语句！
web.xml
<servlet> <servlet-name>hello</servlet-name> <servlet-class>com.jana.servlet.HelloServlet</servlet-class> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>hello</servlet-name> <url-pattern>/helloworld</url-pattern> </servlet-mapping>
在web.xml中配置Servlet的目的其实只有一个，就是把访问路径与一个Servlet绑定到一起，上面配置是把访问路径：“/helloworld”与“com.jana.servlet.HelloServlet”绑定到一起。
- <servlet>：指定HelloServlet这个Servlet的名称为hello；
- <servlet-mapping>：指定/helloworld访问路径所以访问的Servlet名为hello。
<servlet>和<servlet-mapping>通过<servlet-name>这个元素关联在一起了！
接下来，我们编译HelloServlet，注意，编译HelloServlet时需要导入servlet-api.jar，因为Servlet.class等类都在servlet-api.jar中。
javac -classpath F:/tomcat6/lib/servlet-api.jar -d . HelloServlet.java
然后把HelloServlet.class放到/helloworld/WEB-INF/classes/目录下，然后启动Tomcat，在浏览器中访问：http://localhost:8080/helloservlet/helloworld即可在控制台上看到输出！
- /helloservlet/WEB-INF/classes/com/jana/servlet/HelloServlet.class；
二、Servlet接口
1. Servlet的生命周期
生命周期方法：
- void init(ServletConfig)：出生之后（1次）；
- void service(ServletRequest request, ServletResponse response)：每次处理请求时都会被调用；
- void destroy()：临死之前（1次）；
特性：
- 单例，一个类只有一个对象；当然可能存在多个Servlet类！
- 线程不案例的，所以它的效率是高的！
Servlet类由我们来写，但对象由服务器来创建，并且由服务器来调用相应的方法。
1.1 Servlet的创建
服务器会在Servlet第一次被访问时创建Servlet，或者是在服务器启动时创建Servlet。如果服务器启动时就创建Servlet，那么还需要在web.xml文件中配置。也就是说默认情况下，Servlet是在第一次被访问时由服务器创建的。
而且一个Servlet类型，服务器只创建一个实例对象，例如在我们首次访问http://localhost:8080/helloservlet/helloworld时，服务器通过“/helloworld”找到了绑定的Servlet名称为com.jana.servlet.HelloServlet，然后服务器查看这个类型的Servlet是否已经创建过，如果没有创建过，那么服务器才会通过反射来创建HelloServlet的实例。当我们再次访问http://localhost:8080/helloservlet/helloworld时，服务器就不会再次创建HelloServlet实例了，而是直接使用上次创建的实例。
在Servlet被创建后，服务器会马上调用Servlet的void init(ServletConfig)方法，且只调用一次。
1.2 Servlet服务
当服务器每次接收到请求时，都会去调用Servlet的service()方法来处理请求。服务器接收到一次请求，就会调用service() 方法一次，所以service()方法是会被调用多次的。
1.3 Servlet的销毁
Servlet是不会轻易离去的，通常都是在服务器关闭时Servlet才会离去！在服务器被关闭时，服务器会去销毁Servlet，在销毁Servlet之前服务器会先去调用Servlet的destroy()方法，我们可以把Servlet的临终遗言放到destroy()方法中，例如对某些资源的释放等代码放到destroy()方法中。
2. Servlet接口相关类型
- ServletRequest：service() 方法的参数，它表示请求对象，它封装了所有与请求相关的数据，它是由服务器创建的；
- ServletResponse：service()方法的参数，它表示响应对象，在service()方法中完成对客户端的响应需要使用这个对象；
- ServletConfig：init()方法的参数，它表示Servlet配置对象，它对应Servlet的配置信息，那对应web.xml文件中的<servlet>元素。
2.1 ServletRequest和ServletResponse
ServletRequest和ServletResponse是Servlet#service() 方法的两个参数，一个是请求对象，一个是响应对象，可以从ServletRequest对象中获取请求数据，可以使用ServletResponse对象完成响应。
ServletRequest和ServletResponse的实例由服务器创建，然后传递给service()方法。如果在service() 方法中希望使用HTTP相关的功能，那么可以把ServletRequest和ServletResponse强转成HttpServletRequest和HttpServletResponse。
HttpServletRequest方法：
- String getParameter(String paramName)：获取指定请求参数的值；
- String getMethod()：获取请求方法，例如GET或POST；
- String getHeader(String name)：获取指定请求头的值；
- void setCharacterEncoding(String encoding)：设置请求体的编码！因为GET请求没有请求体，所以这个方法只只对POST请求有效。当调用request.setCharacterEncoding(“utf-8”)之后，再通过getParameter()方法获取参数值时，那么参数值都已经通过了转码，即转换成了UTF-8编码。所以，这个方法必须在调用getParameter()方法之前调用！
HttpServletResponse方法：
- PrintWriter getWriter()：获取字符响应流，使用该流可以向客户端输出响应信息。例如response.getWriter().print(“<h1>Hello JavaWeb!</h1>”)；
- ServletOutputStream getOutputStream()：获取字节响应流，当需要向客户端响应字节数据时，需要使用这个流，例如要向客户端响应图片；
- void setCharacterEncoding(String encoding)：用来设置字符响应流的编码，例如在调用setCharacterEncoding(“utf-8”);之后，再response.getWriter()获取字符响应流对象，这时的响应流的编码为utf-8，使用response.getWriter()输出的中文都会转换成utf-8编码后发送给客户端；
- void setHeader(String name, String value)：向客户端添加响应头信息，例如setHeader(“Refresh”, “3;url=http://www.baidu.com”)，表示3秒后自动刷新到http://www.baidu.com；
- void setContentType(String contentType)：该方法是setHeader(“content-type”, “xxx”)的简便方法，即用来添加名为content-type响应头的方法。content-type响应头用来设置响应数据的MIME类型，例如要向客户端响应jpg的图片，那么可以setContentType(“image/jepg”)，如果响应数据为文本类型，那么还要台同时设置编码，例如setContentType(“text/html;chartset=utf-8”)表示响应数据类型为文本类型中的html类型，并且该方法会调用setCharacterEncoding(“utf-8”)方法；
- void sendError(int code, String errorMsg)：向客户端发送状态码，以及错误消息。例如给客户端发送404：response(404, “您要查找的资源不存在！”)。
2.1 ServletConfig
ServletConfig对象对应web.xml文件中的<servlet>元素。例如你想获取当前Servlet在web.xml文件中的配置名，那么可以使用servletConfig.getServletName()方法获取！
ServletConfig对象是由服务器创建的，然后传递给Servlet的init()方法，你可以在init()方法中使用它！
- String getServletName()：获取Servlet在web.xml文件中的配置名称，即<servlet-name>指定的名称；
- ServletContext getServletContext()：用来获取ServletContext对象；
- String getInitParameter(String name)：用来获取在web.xml中配置的初始化参数，通过参数名来获取参数值；
- Enumeration getInitParameterNames()：用来获取在web.xml中配置的所有初始化参数名称；
在<servlet>元素中还可以配置初始化参数：
<servlet> <servlet-name>One</servlet-name> <servlet-class>com.jana.servlet.OneServlet</servlet-class> <init-param> <param-name>paramName1</param-name> <param-value>paramValue1</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>paramName2</param-name> <param-value>paramValue2</param-value> </init-param> </servlet>
在OneServlet中，可以使用ServletConfig对象的getInitParameter()方法来获取初始化参数。
例如：String value1 = servletConfig.getInitParameter(“paramName1”);//获取到paramValue1
三、GenericServlet
GenericServlet是Servlet接口的实现类，我们可以通过继承GenericServlet来编写自己的Servlet。
1. GenericServlet的init()方法
在GenericServlet中，定义了一个ServletConfig config实例变量，并在init(ServletConfig)方法中把参数ServletConfig赋给了实例变量。然后在该类的很多方法中使用了实例变量config。
如果子类覆盖了GenericServlet的init(StringConfig)方法，那么this.config=config这一条语句就会被覆盖了，也就是说GenericServlet的实例变量config的值为null，那么所有依赖config的方法都不能使用了。如果真的希望完成一些初始化操作，那么去覆盖GenericServlet提供的init()方法，它是没有参数的init()方法，它会在init(ServletConfig)方法中被调用。
2. 实现了ServletConfig接口
GenericServlet还实现了ServletConfig接口，所以可以直接调用getInitParameter()、getServletContext()等ServletConfig的方法。
四、HttpServlet
HttpServlet类是GenericServlet的子类，它提供了对HTTP请求的特殊支持，所以通常我们都会通过继承HttpServlet来完成自定义的Servlet。
1. HttpServlet覆盖了service()方法
HttpServlet类中提供了service(HttpServletRequest,HttpServletResponse)方法，这个方法是HttpServlet自己的方法，不是从Servlet继承来的。在HttpServlet的service(ServletRequest,ServletResponse)方法中会把ServletRequest和ServletResponse强转成HttpServletRequest和HttpServletResponse，然后调用service(HttpServletRequest,HttpServletResponse)方法，这说明子类可以去覆盖service(HttpServletRequest,HttpServletResponse)方法即可，这就不用自己去强转请求和响应对象了。
2. doGet()和doPost()
在HttpServlet的service(HttpServletRequest,HttpServletResponse)方法会去判断当前请求是GET还是POST，如果是GET请求，那么会去调用本类的doGet()方法，如果是POST请求会去调用doPost()方法，这说明我们在子类中去覆盖doGet()或doPost()方法即可。
五、Servlet细节
1. Servlet与线程安全
因为一个类型的Servlet只有一个实例对象，那么就有可能会现时出一个Servlet同时处理多个请求，那么Servlet是否为线程安全的呢？答案是：“不是线程安全的”。这说明Servlet的工作效率很高，但也存在线程安全问题！
所以我们不应该在Servlet中便宜创建成员变量，因为可能会存在一个线程对这个成员变量进行写操作，另一个线程对这个成员变量进行读操作。
2. 让服务器在启动时就创建Servlet
默认情况下，服务器会在某个Servlet第一次收到请求时创建它。也可以在web.xml中对Servlet进行配置，使服务器启动时就创建Servlet。
<servlet> <servlet-name>hello1</servlet-name> <servlet-class>com.jana.servlet.Hello1Servlet</servlet-class> <load-on-startup>0</load-on-startup> </servlet>
在<servlet>元素中配置<load-on-startup>元素可以让服务器在启动时就创建该Servlet，其中<load-on-startup>元素的值必须是大于等于的整数，它的使用是服务器启动时创建Servlet的顺序。
3. <url-pattern>
<url-pattern>是<servlet-mapping>的子元素，用来指定Servlet的访问路径，即URL。它必须是以“/”开头！
1） 可以在<servlet-mapping>中给出多个<url-pattern>，例如：
<servlet-mapping> <servlet-name>AServlet</servlet-name> <url-pattern>/AServlet</url-pattern> <url-pattern>/BServlet</url-pattern> </servlet-mapping>
那样这说明一个Servlet绑定了两个URL，无论访问/AServlet还是/BServlet，访问的都是AServlet。
2） 还可以在<url-pattern>中使用通配符，所谓通配符就是星号“*”，星号可以匹配任何URL前缀或后缀，使用通配符可以命名一个Servlet绑定一组URL，例如：
- <url-pattern>/servlet/*<url-patter>：/servlet/a、/servlet/b，都匹配/servlet/*；
- <url-pattern>*.do</url-pattern>：/abc/def/ghi.do、/a.do，都匹配*.do；
- <url-pattern>/*<url-pattern>：匹配所有URL；
注意，通配符要么为前缀，要么为后缀，不能出现在URL中间位置，也不能只有通配符。例如：/*.do就是错误的，因为星号出现在URL的中间位置上了。*.*也是不对的，因为一个URL中最多只能出现一个通配符。
通配符是一种模糊匹配URL的方式，如果存在更具体的<url-pattern>，那么访问路径会去匹配具体的<url-pattern>
4. web.xml文件的继承
在${CATALINA_HOME}confweb.xml中的内容，相当于写到了每个项目的web.xml中，它是所有web.xml的父文件。
每个完整的JavaWeb应用中都需要有web.xml，但我们不知道所有的web.xml文件都有一个共同的父文件，它在Tomcat的conf/web.xml路径。
六、ServletContext
服务器会为每个应用创建一个ServletContext对象：
- ServletContext对象的创建是在服务器启动时完成的；
- ServletContext对象的销毁是在服务器关闭时完成的。
ServletContext对象的作用是在整个Web应用的动态资源之间共享数据！例如在AServlet中向ServletContext对象中保存一个值，然后在BServlet中就可以获取这个值，这就是共享数据了。
1. 获取ServletContext
- ServletConfig#getServletContext()；
- GenericServlet#getServletContext();
- HttpSession#getServletContext()
- ServletContextEvent#getServletContext()
2. 域对象的功能
ServletContext是JavaWeb四大域对象之一：
- PageContext；
- ServletRequest；
- HttpSession；
- ServletContext；
所有域对象都有存取数据的功能，因为域对象内部有一个Map，用来存储数据，下面是ServletContext对象用来操作数据的方法：
- void setAttribute(String name, Object value)：用来存储一个对象，也可以称之为存储一个域属性，例如：servletContext.setAttribute(“xxx”, “XXX”)，在ServletContext中保存了一个域属性，域属性名称为xxx，域属性的值为XXX。如果多次调用该方法，并且使用相同的name，那么会覆盖上一次的值，这一特性与Map相同；
- Object getAttribute(String name)：用来获取ServletContext中的数据，当前在获取之前需要先去存储才行，例如：String value = (String)servletContext.getAttribute(“xxx”);，获取名为xxx的域属性；
- void removeAttribute(String name)：用来移除ServletContext中的域属性，如果参数name指定的域属性不存在，那么本方法什么都不做；
- Enumeration getAttributeNames()：获取所有域属性的名称；
3. 获取应用初始化参数
- Servlet也可以获取初始化参数，但它是局部的参数；也就是说，一个Servlet只能获取自己的初始化参数，不能获取别人的，即初始化参数只为一个Servlet准备！
- 可以配置公共的初始化参数，为所有Servlet而用！这需要使用ServletContext才能使用！
还可以使用ServletContext来获取在web.xml文件中配置的应用初始化参数！注意，应用初始化参数与Servlet初始化参数不同：
<web-app ...> ... <context-param> <param-name>paramName1</param-name> <param-value>paramValue1</param-value> </context-param> <context-param> <param-name>paramName2</param-name> <param-value>paramValue2</param-value> </context-param> </web-app>
1 ServletContext context = this.getServletContext(); 2 String value1 = context.getInitParameter("paramName1"); 3 String value2 = context.getInitParameter("paramName2"); 4 System.out.println(value1 + ", " + value2); 5 6 Enumeration names = context.getInitParameterNames(); 7 while(names.hasMoreElements()) { 8 System.out.println(names.nextElement()); 9 }
4. 获取资源相关方法
还可以使用ServletContext对象来获取Web应用下的资源，例如在hello应用的根目录下创建a.txt文件，现在想在Servlet中获取这个资源，就可以使用ServletContext来获取。
4.1. 获取真实路径
- 获取a.txt的真实路径：String realPath = servletContext.getRealPath(“/a.txt”)，realPath的值为a.txt文件的绝对路径：F: omcat6webappshelloa.txt；
- 获取b.txt的真实路径：String realPath = servletContext.getRealPath(“/WEB-INF/b.txt”)；
4.2. 获取资源流
不只可以获取资源的路径，还可以通过ServletContext获取资源流，即把资源以输入流的方式获取：
- 获取a.txt资源流：InputStream in = servletContext.getResourceAsStream(“/a.txt”)；
- 获取b.txt资源流：InputStream in = servletContext.getResourceAsStream(“/WEB-INF/b.txt”)；
4.3. 获取指定目录下所有资源路径
还可以使用ServletContext获取指定目录下所有资源路径，例如获取/WEB-INF下所有资源的路径：
Set set = context.getResourcePaths("/WEB-INF");
System.out.println(set);
输出：[/WEB-INF/lib/, /WEB-INF/classes/, /WEB-INF/b.txt, /WEB-INF/web.xml]
注意，本方法必须以“/”开头！