Java - Servlet

What is Servlet

標準的Java程式，可以在服務器端的Web Container所提供的環境內執行。

• Servlet：在服務器端執行的小程序（Java程序）
• JSP：在HTML文件中加入JSP元素（文件擴展名jsp）

Links:

• Servlet/JSP实战教程：搭建博客系统 - 天码营
• Servlet第二篇【Servlet调用流程图、Servlet细节、ServletConfig、ServletContext】 - 后端 - 掘金

Servlet Container

Servlet容器是Web Container和Servlet進行通訊的主要構件，它的主要職責包括：

• 管理Servlet程序的生命週期
• 將URL映射到指定的Servlet進行處理
• 與Servlet程序合作處理HTTP請求，根據HTTP請求生成HttpServletResponse對象並傳給Servlet進行處理，將HttpServletResponse對象生成的內容返回給瀏覽器
• 並發請求的多線程處理、線程池管理
• Session管理，HTTP緩存等

將這些公共的任務抽象到Servlet容器這個構件中，也有利於開發者專注於業務邏輯
（也就是Servlet處理請求的具體響應方法，doGet()，doPost()）

Servlet的service()方法的两个参数HttpServletRequest和HttpServletResponse正是对HTTP请求和响应的封装，Servlet接受请求后，可以进行响应的处理

Handle HTTP Servlet

Request and Response

請求：

• 一般文字輸入

request.setCharacterEncoding("UTF-8");
String username = request.getParameter("username");
String password = request.getParameter("password");

• 單選框

<input type="radio" name="gender" value="male"/>Official Only
<input type="radio" name="gender" value="female"/>All

String lang = request.getParameter("gender"); // Can be null, "male" or "female"

// form encoding: <name>=<value>
// gender=male

• 複選框

<input type="checkbox" name="lang" value="java" checked>Java
<input type="checkbox" name="lang" value="python" checked>Python

String[] values = request.getParameterValues("remember-me");

// form encoding: <name>=<value>&<name>=<value>&<name>=<value>...
// lang=java&lang=python

回應：

• return html

  response.setContentType("text/html; charset=UTF-8")
  response.getWrite().append("Hello World")
  

• return binary

  response.setContentType("image/gif")
  response.getOutputStream().write()
  

• redirect url

  response.sendRedirect("/index.html);
  

• send error

  response.sendError(404, "Resource Not Found");
  

URL Data

通過不同的用戶輸入（HTTP請求中的參數區分），返回不同的內容，這樣就能實現了對頁面的動態化。

假設請求的URL為/add，則我們訪問localhost:8080/add?a=1&b=2時，讓頁面返回a參數與b參數之和。

@WebServlet("/add")
public class Add extends HttpServlet {
	private static final long serialVersionUID = 1L;

	protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 拿到key后在后台搜索包含了关键字的内容，然后返回
        String key = request.getParameter("key");
            
		int a = Integer.parseInt(request.getParameter("a"));
		int b = Integer.parseInt(request.getParameter("b"));
		
		response.setCharacterEncoding("UTF-8");
		response.getWriter().append(a + b + "");
	}
}

同理，如果我們希望獲取一篇特定博客的內容，就可以把博客id作為請求參數，在Servlet中獲取id參數後，從後台（比如數據庫中）查詢到該篇博客並進行返回。

Form Data

在Web應用中，用戶除了訪問Web應用獲取信息，還會主動創造信息，這種交互是通過HTML表單來完成的。在瀏覽器用戶填寫表單，通過HTTP通訊協議傳送到服務器，相應的Servlet獲取數據並處理，最後將結果返回給瀏覽器。

表單標籤（<form>），在HTML中負責接受用戶輸入，比如用戶註冊的文本框、密碼框，以及填寫信息時需要的數字、郵件、選擇框等等。

用戶登入的表單HTML代碼如下：

<form class="form-signin" action="./login" method="post">
  <h2 class="form-signin-heading">user login</h2>
  <input type="text" name="username" class="form-control" placeholder="user name" required autofocus>
  <input type="password" name="password" class="form-control" placeholder="password" required>
  <div class="checkbox">
    <label>
      <input type="checkbox" name="remember-me" value="on"> Remember me
    </label>
  </div>
  <button class="btn btn-primary btn-block" type="submit">submit</button>
</form>

Servlet處理表單請求：

String username = req.getParameter("username");
String password = req.getParameter("password");
String[] values = req.getParameterValues("remember-me");

if (vakyes != null && values[0].isEmpty()) {
    // do remember-me
} 

Servlet Life Cycle

1. init()：當Servlet第一次被容器加載進入內存後調用，一般用於載入一些特定的資源和配置
2. service()：處理HTTP請求的邏輯（doGet()，doPost()）
3. destroy()：Servlet被銷毀時調用，一般用來釋放、清理資源

Servlet is Singleton

為什麼Servlet是單例的

瀏覽器多次對Servlet的請求，一般情況下，服務器只創建一個Servlet對象，也就是說，Servlet對象一旦創建了，就會駐留在內存中，為後續的請求做服務，知道服務器關閉。

每次訪問請求對象和響應對象都是新的

對於每次訪問請求，Servlet引擎都會創建一個新的HttpServletRequest請求對象和一個新的HttpServletResponse響應對象，然後將這兩個對象作為參數傳遞給它調用的Servlet的service()方法， service()方法再根據請求方式分別調用doGet()、doPost()方法。

線程安全問題

當多個用戶訪問Servlet的時候，服務器會為每個用戶創建一個線程。當多個用戶並發訪問Servlet共享資源的時候，就會出現線程安全問題。

(待查證是否singleton)

• java - Is servlet the singleton? - Stack Overflow
• java - Is HttpServlet Singleton? - Stack Overflow
• Interview question: can you make a servlet as singleton? (Servlets forum at Coderanch)
• Are servlets Singleton classes? - Quora

Servlet URL Mapping

• 路徑關聯: Web App Server Path
• forward & redirect: 你知道Forward和Redirect的原理和區別嗎 - 每日頭條

ServletConfig

通過此對象可以讀取web.xml中配置的初始化參數。

現在問題來了，為什麼我們要把參數信息放到web.xml文件中呢？我們可以直接在程序中都可以定義參數信息，搞到web.xml文件中又有什麼好處呢？

因為能夠讓你的程序更加靈活，更換需求，更改配置文件web.xml即可，程序代碼不用改。

ServletContext

當Tomcat啟動的時候，就會創建一個ServletContext對象，它代表著當前web站點。

ServletContext的用途？

1. ServletContext既然代表著當前web站點，那麼所有Servlet都共享一個Servlet對象，所以Servlet之間可以通過ServletContext實現通訊
2. ServletConfig獲取的是配置單個Servlet的參數信息，ServletContext可以獲取的是配置整個web站點的參數信息
3. 利用ServletContext讀取web站點的資源文件
4. 實現Servlet的轉發（用ServletContext轉發不多，主要用request轉發）

• 這是Demo2的代碼

// get ServletContext object
ServletContext servletContext = this.getServletContext();

String value = "peter";

// use myName as keyword and use value to save the data (like map collection)
servletContext.setAttribute("myName", value);

• 這是Demo3的代碼

ServletContext servletContext = this.getServletContext();

// get value by keyworld
String value = (String) servletContext.getAttribute("myName");

System.out.println(value)

訪問Demo3可以獲取Demo存儲的信息，從而實現多個Servlet之間通訊

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