重溫Java Web的技術細節
阿新 • • 發佈：2020-08-31
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## 一、背景
- Java Servlet可以說是一項非常久遠的技術了，甚至可以說是Java Web應用的起源。也就是說真正瞭解了這項技術的原理與實現細節，我們就掌握了Java Web的基礎，也對以後能上手基於Java Servlet的框架起到事半功倍的作用。
- 本文旨在重溫與Java Servlet密切相關的一些技術細節。
---
## 二、請求與響應
- Servlet的核心任務是處理請求Request，並給出響應Response，這也是Servlet存在的真正意義。
### 2.1、Http請求
- 在Java Web應用開發中，99.999%用到的都是Http請求
```java
/**
* Servlet處理HTTP GET/POST請求
*/
public class HttpServletDemo extends HttpServlet {
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
...
}
@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp {
...
}
}
```
- HTTP存在GET/POST請求，Servlet是如何分辨的呢？
- GET請求，請求的資料會附在URL之後（就是把資料放置在HTTP協議頭中），以?
"); out.println(""); } } ```  --- ## 四、ServletContext －web應用同樣也需要一些初始化的**引數**，但 相對於每一個Servlet有一個ServletConfig來說，一個Web應用（確切的說是每個JVM）僅有一個ServletContext來存放這些引數，這個ServletContext對Web應用中的每個Servlet都可用。  ### 4.1 測試ServletContext引數 - 在web.xml中進行如下配置： ```xml ``` - 在servlet程式碼中進行如下呼叫： ```java public class HttpServletDemo extends HttpServlet { // 重寫Get請求方法,返回一個表單頁面 @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException { resp.setContentType("text/html"); resp.setCharacterEncoding("GBK"); PrintWriter out =resp.getWriter(); out.println(""); out.println(""); out.println("管理員郵箱:"); out.println(getServletConfig().getInitParameter("adminEmail")); out.println("
"); out.println(""); } } ```  - 注意點： ```java // 在web應用中，以下兩句程式碼等價 getServletContext().getInitParameter("title"); getServletConfig().getServletContext().getInitParameter("title"); ``` ### 4.2、ServletContext屬性 - 通過程式設計的方式，可以給ServletContext繫結屬性，使得web應用中的Servlet物件可以使用該全域性屬性。 ```java // 重寫Post請求方法，提交表單上的資料，並返回結果頁面 @Override protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { String name = req.getParameter("name"); Integer age = Integer.parseInt(req.getParameter("age")); if (name != null && age != null) { User user = new User(name, age); req.setAttribute("name", name); req.setAttribute("age", age); // 設定提交成功次數屬性,並同步加鎖，防止多執行緒併發異常 synchronized (getServletContext()) { if (user.checkName()) { Long postCount = getServletContext().getAttribute("postCount") == null ? 1L : Long.parseLong(getServletContext().getAttribute("postCount").toString()) + 1L; getServletContext().setAttribute("postCount", postCount); req.setAttribute("result", "登記成功" + "! 總共已有" + postCount + "人數登記！！"); } else { req.setAttribute("result", "登記失敗：名稱中包含非法字元"); } } RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp"); view.forward(req, resp); } } ```   - 屬性與引數的區別 | | 屬性 | 引數 | |--|--|--| |設定方法 | setAttribute(String name,Object value) | 只能在web.xml中設定 | |返回型別 | Object | String | |獲取方法 | getAttribute(String name). | getInitParameter(String s)| --- ## 五、屬性的作用域 - 除了ServletContext可以設定屬性外，HttpSession會話、HttpServletRequest請求都可以設定和使用屬性。但這三者的作用域是不同的，可參見下表： | |屬性作用域 | 備註 | |--|--|--| |ServletContext | web應用存活期間都可以設定並使用屬性；應用關閉上下文撤消後相應屬性也會消失 | 各個Servlet都可以使用，但執行緒不安全，一般適在於常量屬性等，比如資料庫連線| |HttpSession| HttpSession應用存活期間都可以設定並使用屬性；會話超時或被人為撤消後相應屬性也會消失 | 與會話相關的都可以使用，比如電商網站的購物車屬性| |HttpServletRequest| 每次請求生成時可設定或使用屬性，直到這個請求在service方法中消失 | 請求中屬性是執行緒安全的，類似於區域性變數| --- ## 六、HttpSession - Session就是為了讓伺服器有能力分辨出不同的使用者。 > 1. 客戶端在第一次請求時沒有攜帶任何sessionId，服務端Servlet容器就會給客戶端建立一個HttpSession物件 儲存在伺服器端，然後給這個物件建立一個sessionID 作為唯一標識。同時 > 這個sessionID還會放在一個cookie裡，通過response返回客戶端。 > 2. 客戶端第二次發出請求，cookie中會攜帶sessionId，servlet容器拿著這個sessionID在伺服器端查詢對應的HttpSession物件，找到後就直接拿出來使用。 > 3. Servlet會為不同的客戶端建立不同的sessionId及session物件，代表不同的狀態。  ### 6.1 HttpSession的關鍵方法 - 關鍵方法 | 方法 |描述 | |--|--| | getSession()| 獲取Session 物件 | | setAttribute()| 在Session 物件中設定屬性 | | getAttribute()| 在Session 物件中獲取屬性 | | removeAttribute()| 在Session 物件中刪除屬性 | | invalidate()| 使Session 物件失效 | |setMaxInactiveInterval()| 設定Session 物件最大間隔時間(在這段時間內，客戶端未對這個會話有新的請求操作，該會話就會撤消) | ### 6.2 簡易的購物車使用HttpSession - 網站後臺通過會話儲存使用者的購物車狀態，使用者在退出網站後在會話的有效時間段內重新進入網站，購物車狀態不消失。 - web.xml配置： ```xml ``` - 購物網站登入頁面Servlet： ```java /** * 購物網站登入頁面 * * @author zhuhuix * @date 2020-08-28 */ public class HttpServletDemo extends HttpServlet { //static int i=0 ; // 重寫Get請求方法,返回登入表單頁面 @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException { req.setAttribute("title", getServletContext().getInitParameter("title")); req.getRequestDispatcher("/form.jsp").forward(req, resp); } // 重寫Post請求方法，進行登入，登入成功後跳車購物車頁面 @Override protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { String name = req.getParameter("name"); Integer password = Integer.parseInt(req.getParameter("password")); if (name != null && password != null) { req.getSession().setAttribute("name",name); RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/cart.jsp"); view.forward(req, resp); } } } ``` - 購物網站登入頁面檢視： ```html <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
```
- 購物車的Servlet：
```java
/**
* 購物車Servlet
*
* @author zhuhuix
* @date 2020-08-29
*/
public class CartServlet extends javax.servlet.http.HttpServlet {
// 重寫Post請求方法，提交購物車的資料，並返回結果頁面
@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
// 查詢頁面上的購物數量，並放入session中
req.getSession().setAttribute("phoneNumber", req.getParameter("phoneNumber"));
req.getSession().setAttribute("pcNumber", req.getParameter("pcNumber"));
req.getSession().setAttribute("bookNumber", req.getParameter("bookNumber"));
RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp");
view.forward(req, resp);
}
}
```
- 購物結果檢視頁面：
```html
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
```
- HttpSession狀態測試
1. 使用者登入網站後在購物車頁面提交購物結果：
2. 使用者退出網站，重新登入 後進入購物車頁面，網站後臺將HttpSession中的資料重新調取到頁面進行顯示：
- 在web.xml中將會話失效時間改為一分鐘，並重啟網站，進行購物車提交
```xml
```
- 退出網站，超過**一分鐘後**重新登入，並檢視購物車情況
- 購物車已空空如也
---
## 七、監聽器
- 監聽器Listener又稱為監聽者，Listener的設計為開發Servlet應用程式提供了一種快捷的手段，能夠方便地從另一個縱向維度控制程式和資料，正所謂**旁觀者清**。
- 監聽器採用了觀察者設計模式，監聽範圍包括ServletContext、HttpSession、HttpRequest。
### 7.1 監聽器測試--線上會話數統計
- 在web.xml中進行如下配置：
```xml
```
- 建立監聽器類：
```java
/**
* HttpSession監聽器測試：統計當前伺服器線上人數
*/
public class HttpSessionListenerDemo implements javax.servlet.http.HttpSessionListener {
@Override
public void sessionCreated(javax.servlet.http.HttpSessionEvent httpSessionEvent) {
SessionStatics.increase();
}
@Override
public void sessionDestroyed(javax.servlet.http.HttpSessionEvent httpSessionEvent) {
SessionStatics.decrease();
}
}
/**
* 計數類
*/
public class SessionStatics {
private static volatile Long count=0L;
public static void increase(){
synchronized (SessionStatics.class) {
count++;
}
}
public static void decrease(){
synchronized (SessionStatics.class) {
count--;
}
}
public static Long getCount(){
return count;
}
}
```
- 建立使用者登入的servlet程式碼：
```java
/**
* HttpServlet模擬一個登入頁面
*
* @author zhuhuix
* @date 2020-08-28
*/
public class HttpServletDemo extends HttpServlet {
// 重寫Get請求方法,返回一個表單頁面
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException {
req.setAttribute("title", getServletContext().getInitParameter("title"));
req.getRequestDispatcher("/form.jsp").forward(req, resp);
}
// 重寫Post請求方法，提交表單上的資料，並返回結果頁面
@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
String name = req.getParameter("name");
Integer password = Integer.parseInt(req.getParameter("password"));
if (name != null && password != null) {
// checkUserAndPassword
req.setAttribute("name", name);
req.setAttribute("result","登入成功,當前線上人數:"+SessionStatics.getCount());
RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp");
view.forward(req, resp);
}
}
}
```
- 設計使用者登入與登入結果的檢視頁面：
```html
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
```
- 程式測試
1. 訪問購物車頁面：由於使用者未登入，則會跳轉到登入頁面
2. 使用者輸入使用者名稱和密碼後進行登入，登入成功後會跳轉到購物車頁面。
3. 使用者進行購物，並提交購物結果
4. 退出頁面，在瀏覽器中再次訪問購物車頁面，**可以看到過濾器判斷到使用者會話存在，已處於登入狀態，直接跳轉到購物車頁面**。
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200830163312332.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2pwZ3podQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_
"); out.println(""); } } ```  --- ## 四、ServletContext －web應用同樣也需要一些初始化的**引數**，但 相對於每一個Servlet有一個ServletConfig來說，一個Web應用（確切的說是每個JVM）僅有一個ServletContext來存放這些引數，這個ServletContext對Web應用中的每個Servlet都可用。  ### 4.1 測試ServletContext引數 - 在web.xml中進行如下配置： ```xml ``` - 在servlet程式碼中進行如下呼叫： ```java public class HttpServletDemo extends HttpServlet { // 重寫Get請求方法,返回一個表單頁面 @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException { resp.setContentType("text/html"); resp.setCharacterEncoding("GBK"); PrintWriter out =resp.getWriter(); out.println(""); out.println(""); out.println("管理員郵箱:"); out.println(getServletConfig().getInitParameter("adminEmail")); out.println("
"); out.println(""); } } ```  - 注意點： ```java // 在web應用中，以下兩句程式碼等價 getServletContext().getInitParameter("title"); getServletConfig().getServletContext().getInitParameter("title"); ``` ### 4.2、ServletContext屬性 - 通過程式設計的方式，可以給ServletContext繫結屬性，使得web應用中的Servlet物件可以使用該全域性屬性。 ```java // 重寫Post請求方法，提交表單上的資料，並返回結果頁面 @Override protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { String name = req.getParameter("name"); Integer age = Integer.parseInt(req.getParameter("age")); if (name != null && age != null) { User user = new User(name, age); req.setAttribute("name", name); req.setAttribute("age", age); // 設定提交成功次數屬性,並同步加鎖，防止多執行緒併發異常 synchronized (getServletContext()) { if (user.checkName()) { Long postCount = getServletContext().getAttribute("postCount") == null ? 1L : Long.parseLong(getServletContext().getAttribute("postCount").toString()) + 1L; getServletContext().setAttribute("postCount", postCount); req.setAttribute("result", "登記成功" + "! 總共已有" + postCount + "人數登記！！"); } else { req.setAttribute("result", "登記失敗：名稱中包含非法字元"); } } RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp"); view.forward(req, resp); } } ```   - 屬性與引數的區別 | | 屬性 | 引數 | |--|--|--| |設定方法 | setAttribute(String name,Object value) | 只能在web.xml中設定 | |返回型別 | Object | String | |獲取方法 | getAttribute(String name). | getInitParameter(String s)| --- ## 五、屬性的作用域 - 除了ServletContext可以設定屬性外，HttpSession會話、HttpServletRequest請求都可以設定和使用屬性。但這三者的作用域是不同的，可參見下表： | |屬性作用域 | 備註 | |--|--|--| |ServletContext | web應用存活期間都可以設定並使用屬性；應用關閉上下文撤消後相應屬性也會消失 | 各個Servlet都可以使用，但執行緒不安全，一般適在於常量屬性等，比如資料庫連線| |HttpSession| HttpSession應用存活期間都可以設定並使用屬性；會話超時或被人為撤消後相應屬性也會消失 | 與會話相關的都可以使用，比如電商網站的購物車屬性| |HttpServletRequest| 每次請求生成時可設定或使用屬性，直到這個請求在service方法中消失 | 請求中屬性是執行緒安全的，類似於區域性變數| --- ## 六、HttpSession - Session就是為了讓伺服器有能力分辨出不同的使用者。 > 1. 客戶端在第一次請求時沒有攜帶任何sessionId，服務端Servlet容器就會給客戶端建立一個HttpSession物件 儲存在伺服器端，然後給這個物件建立一個sessionID 作為唯一標識。同時 > 這個sessionID還會放在一個cookie裡，通過response返回客戶端。 > 2. 客戶端第二次發出請求，cookie中會攜帶sessionId，servlet容器拿著這個sessionID在伺服器端查詢對應的HttpSession物件，找到後就直接拿出來使用。 > 3. Servlet會為不同的客戶端建立不同的sessionId及session物件，代表不同的狀態。  ### 6.1 HttpSession的關鍵方法 - 關鍵方法 | 方法 |描述 | |--|--| | getSession()| 獲取Session 物件 | | setAttribute()| 在Session 物件中設定屬性 | | getAttribute()| 在Session 物件中獲取屬性 | | removeAttribute()| 在Session 物件中刪除屬性 | | invalidate()| 使Session 物件失效 | |setMaxInactiveInterval()| 設定Session 物件最大間隔時間(在這段時間內，客戶端未對這個會話有新的請求操作，該會話就會撤消) | ### 6.2 簡易的購物車使用HttpSession - 網站後臺通過會話儲存使用者的購物車狀態，使用者在退出網站後在會話的有效時間段內重新進入網站，購物車狀態不消失。 - web.xml配置： ```xml ``` - 購物網站登入頁面Servlet： ```java /** * 購物網站登入頁面 * * @author zhuhuix * @date 2020-08-28 */ public class HttpServletDemo extends HttpServlet { //static int i=0 ; // 重寫Get請求方法,返回登入表單頁面 @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException { req.setAttribute("title", getServletContext().getInitParameter("title")); req.getRequestDispatcher("/form.jsp").forward(req, resp); } // 重寫Post請求方法，進行登入，登入成功後跳車購物車頁面 @Override protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { String name = req.getParameter("name"); Integer password = Integer.parseInt(req.getParameter("password")); if (name != null && password != null) { req.getSession().setAttribute("name",name); RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/cart.jsp"); view.forward(req, resp); } } } ``` - 購物網站登入頁面檢視： ```html <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
使用者登入
```  - 購物車頁面檢視： ```html <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>${name}的購物車
| 貨物 | 數量 |
| 手機 | |
| 電腦 | |
| 書本 |
${name}的購物結果
| 已購貨物 | 已購數量 |
| 手機 | ${phoneNumber} |
| 電腦 | ${pcNumber} |
| 書本 | ${bookNumber} |
使用者登入
``` ```html <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>登入結果
``` - 結果演示：     ### 7.2 特殊的監聽器 - HttpSessionBindingListener監聽器可以JavaBean物件感知自己被繫結到Session中和從Session中刪除；且該監聽器不需要在web.xml宣告。 ```java public class User implements javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener { private String name; public User(String name){ this.name=name; } @Override public void valueBound(HttpSessionBindingEvent httpSessionBindingEvent) { System.out.println(name+"加入session"); } @Override public void valueUnbound(HttpSessionBindingEvent httpSessionBindingEvent) { System.out.println(name+"移出session"); } } @Override protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp){ ... // 測試HttpSessionBindingListener req.getSession().setAttribute("user",new User(name)); } ```  --- ## 八、過濾器 - 過濾器Filter允許你攔截請求和響應，通過編寫和配置一個過濾器，可以完成一些全域性性的操作：比如安全驗證、統一編 碼處理、敏感字過濾等。 > - Servlet API中提供了一個Filter介面，開發web應用時，如果編寫的Java類實現了這個介面，則把這個java類稱之為過濾器Filter。 > - 通過Filter技術，開發人員可以實現使用者在訪問某個目標資源之前，對訪問的請求和響應進行攔截。簡單說，就是可以實現web容器對某資源的訪問前截獲進行相關的處理，還可以在某資源向web容器返回響應前進行截獲進行處理。  ### 8.1 過濾器的使用方法 - 定義一個類，實現介面Filter，並 重寫Filter介面類的方法； ```java /** * 過濾器例子 */ public class FilterDemo implements Filter { @Override public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException { } @Override public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException { // 過濾 System.out.println("攔截過濾..."); // 放行請求 filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse); } @Override public void destroy() { } } ``` - 配置過濾器攔截路徑。 ```xml ``` ### 8.2 過濾器的執行流程 - 當Web容器接受到一個對資源路徑的請求時，會判斷是否有過濾器與這個資源路徑相關聯。如果有，就把請求交給過濾器進行處理。 - 在過濾器程式中，可以改變請求的內容，或者重新設定請求的頭資訊等操作，然後對請求放行傳送給對應目標資源；當目標資源完成響應後，容器再次會將響應轉發給過濾器，這時候可以對響應的內容進行處理，然後再將響應傳送到客戶端.。  ```java @Override public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException { // 前置過濾 System.out.println("攔截過濾{pre}"); // 放行請求 filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse); // 後置過濾 System.out.println("攔截過濾{post}"); } ```  ### 8.3 過濾器的生命週期 1. 初始化init：伺服器啟動時，進行建立Filter物件，然後呼叫init方法；該過程只執行一次，一般用於載入資源。 2. 攔截過濾doFilter：每一次請求被都會被執行。 3. 銷燬destroy：伺服器正常關閉時，Filter物件會被銷燬。該過程只執行一次，一般用於釋放資源。 ### 8.4 過濾器的攔截配置 - 攔截路徑配置： 1. 攔截具體資源：比如/index.jsp，只有訪問index.jsp資源時，過濾器才會執行。 2. 攔截網站目錄：/demo ，訪問網站的demo目錄下的資源時，過濾器才會執行。 3. 字尾名攔截：比如 *.jsp，訪問所有後綴名為jsp資源時，過濾器會執行。 4. 攔截所有資源：比如/*，訪問網站下所有資源時，過濾器都會執行。 ```xml ``` - 攔截方式配置： 1. REQUEST : 瀏覽器直接請求時，過濾器才會執行。 2. FORWARD： 只有轉發訪問時，過濾器才會執行。 3. INCLUDE：包含訪問資源時，過濾器才會執行。 4. ERROR：錯誤跳轉資源時，過濾器才會執行。 5. ASYNC：非同步訪問資源時，過濾器才會執行。 ```xml ``` ### 8.5 過濾器鏈 - 過濾器可以鏈到一起，一個接一個地執行。  - 在web.xml中，哪個過濾器的filter-mapping先配置，則哪個過濾器先執行 ```xml ```  ### 8.5 過濾器的案例--登入驗證 - 專案結構  - web.xml配置 ```xml ``` - 登入程式 ```java /** * 購物網站登入頁面 * * @author zhuhuix * @date 2020-08-30 */ public class LoginServlet extends HttpServlet { // 重寫Get請求方法,返回一個登入頁面 @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException { req.setAttribute("title", getServletContext().getInitParameter("title")); req.getRequestDispatcher("/form.jsp").forward(req, resp); } // 重寫Post請求方法，提交使用者名稱與密碼 @Override protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { String name = req.getParameter("name"); Integer password = Integer.parseInt(req.getParameter("password")); if (name != null && password != null) { // 使用者登入驗證通過後，設定使用者名稱稱屬性 req.getSession().setAttribute("name",name); RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/cart.jsp"); view.forward(req, resp); } } } ``` - 登入頁面 ```html <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>使用者登入
```  - 購物車程式 ```java /** * 購物車Servlet * * @author zhuhuix * @date 2020-08-29 */ public class CartServlet extends javax.servlet.http.HttpServlet { // 重寫Post請求方法，提交購物車的資料，並返回結果頁面 @Override protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { // 查詢頁面上的購物數量，並放入session中 req.getSession().setAttribute("phoneNumber", req.getParameter("phoneNumber")); req.getSession().setAttribute("pcNumber", req.getParameter("pcNumber")); req.getSession().setAttribute("bookNumber", req.getParameter("bookNumber")); RequestDispatcher view = req.getRequestDispatcher("/result.jsp"); view.forward(req, resp); } } ``` - 購物車頁面 ```html <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>${name}的購物車
| 貨物 | 數量 |
| 手機 | |
| 電腦 | |
| 書本 |