Servlet学习指南

一、Servlet 是什么？

Servlet（Server Applet） 是运行在 Web 服务器上的 Java 程序，用于处理 HTTP 请求并生成动态响应。它是 JavaWeb 技术的核心，所有现代 JavaWeb 框架（如 Spring MVC）的基础。

二、Servlet 的核心作用

  1. 接收请求：解析客户端（浏览器）的 HTTP 请求（GET/POST/PUT/DELETE 等）。
  2. 处理业务逻辑：如用户登录验证、数据库操作、数据计算等。
  3. 生成响应：返回 HTML、JSON、XML 等格式的数据给客户端。
  4. 协作视图层：与 JSP 配合实现 MVC 模式（Servlet 作为控制器）。

三、Servlet 的生命周期

Servlet 的生命周期由 Web 容器（如 Tomcat） 管理，分为三个阶段：

  1. 初始化（Init）：
    • 首次被请求时调用 init() 方法（或服务器启动时，取决于配置）。
    • 通常用于加载资源（如数据库连接）。
  2. 处理请求（Service）：
    • 每次请求触发 service() 方法，根据请求类型调用 doGet()、doPost() 等。
  3. 销毁（Destroy）：
    • 服务器关闭或 Servlet 被移除时调用 destroy() 方法，释放资源（如关闭连接）。

四、Servlet 的核心 API

类/接口 说明
HttpServlet Servlet 的抽象基类，提供 doGet()、doPost() 等方法。
HttpServletRequest 封装 HTTP 请求信息（参数、请求头、Session 等）。
HttpServletResponse 封装 HTTP 响应操作（设置状态码、响应头、输出内容）。
ServletConfig 获取 Servlet 配置参数（如 web.xml 中的 <init-param>）。
ServletContext 应用全局上下文对象，共享数据（如所有用户的在线统计）。

五、开发第一个 Servlet

1. 创建 Servlet 类
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@WebServlet("/hello") // 注解配置访问路径
public class HelloServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
        throws ServletException, IOException {
        // 设置响应内容类型
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        // 获取输出流
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("<h1>Hello, Servlet!</h1>");
    }
}
2. 部署到 Tomcat
  • Maven 项目：将项目打包为 WAR 文件，复制到 Tomcat 的 webapps 目录。
  • IDE 部署：在 IntelliJ/Eclipse 中配置 Tomcat，直接运行调试。
3. 访问 Servlet

浏览器输入：http://localhost:8080/你的项目名/hello

六、Servlet 的两种配置方式

1. 注解配置（推荐）
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@WebServlet(
    name = "HelloServlet",
    urlPatterns = {"/hello", "/hi"},
    initParams = {@WebInitParam(name = "encoding", value = "UTF-8")}
)
public class HelloServlet extends HttpServlet { ... }
2. web.xml 配置（传统方式）
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<servlet>
    <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.example.HelloServlet</servlet-class>
    <init-param>
        <param-name>encoding</param-name>
        <param-value>UTF-8</param-value>
    </init-param>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>HelloServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/hello</url-pattern>
</servlet-mapping>

七、Servlet 处理请求与响应

1. 获取请求参数
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String username = request.getParameter("username");
String[] hobbies = request.getParameterValues("hobby"); // 多选框参数
2. 读取请求头
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String userAgent = request.getHeader("User-Agent");
3. 设置响应内容
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response.setContentType("text/html"); // 设置 MIME 类型
response.setCharacterEncoding("UTF-8");
PrintWriter out = response.getWriter();
out.print("<h1>响应内容</h1>");
4. 重定向与请求转发

  • 重定向（Redirect）：客户端行为，地址栏变化。 

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    response.sendRedirect("/newPage.jsp");

  • 请求转发（Forward）：服务器内部跳转，地址栏不变。 

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    request.getRequestDispatcher("/result.jsp").forward(request, response);

八、Servlet 的进阶应用

1. 会话管理（Session & Cookie）

  • Session：服务端存储用户会话数据。 

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    HttpSession session = request.getSession(); // 获取或创建 Session
    session.setAttribute("user", user); // 存储数据
    session.invalidate(); // 销毁 Session

  • Cookie：客户端存储数据。 

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    Cookie cookie = new Cookie("theme", "dark");
    cookie.setMaxAge(3600); // 有效期（秒）
    response.addCookie(cookie); // 发送 Cookie 到客户端
2. 文件上传

使用 Apache Commons FileUpload 或 Servlet 3.0+ 的 Part 接口： 

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Part filePart = request.getPart("file");
filePart.write("/path/to/save/file.txt");
3. 异步处理（Servlet 3.0+）

支持非阻塞 I/O，提升并发性能： 

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@WebServlet(urlPatterns = "/async", asyncSupported = true)
public class AsyncServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
        AsyncContext asyncContext = req.startAsync();
        asyncContext.start(() -> {
            // 异步处理逻辑
            asyncContext.complete();
        });
    }
}

九、Servlet 与 JSP 的协作（MVC 模式）

  1. Servlet（Controller）：接收请求，调用业务逻辑，准备数据。
  2. JavaBean（Model）：封装业务数据。
  3. JSP（View）：展示数据，生成 HTML。

示例流程： 

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// Servlet 中处理请求并转发到 JSP
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    User user = userService.findUserById(1);
    request.setAttribute("user", user);
    request.getRequestDispatcher("/userInfo.jsp").forward(request, response);
}
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<!-- JSP 中显示数据 -->
<p>用户名：${user.name}</p>
<p>邮箱：${user.email}</p>

十、常见问题与调试技巧

  1. 404 错误：

    • 检查 URL 路径是否正确（区分 /hello 和 /hello/）。
    • 确认 Servlet 类已正确部署到 WEB-INF/classes。

  2. 中文乱码：

    • 请求乱码：在 Filter 或 Servlet 中设置 request.setCharacterEncoding("UTF-8")。
    • 响应乱码：设置 response.setContentType("text/html;charset=UTF-8")。

  3. 线程安全问题：

    • 避免在 Servlet 类中定义成员变量（除非使用同步锁）。

十一、Servlet 的现代演进

  • Spring MVC：基于 Servlet 的 Web 框架，提供更简洁的注解和功能。
  • Jakarta EE：Servlet 规范的新归属（原 Java EE）。
  • Reactive Web：异步非阻塞的响应式编程模型（如 Spring WebFlux）。

总结

Servlet 是 JavaWeb 开发的基石，掌握其核心机制（生命周期、请求处理、会话管理）是构建动态网站的关键。建议通过实际项目练习，逐步理解过滤器、监听器、MVC 模式等进阶概念，最终过渡到 Spring 等现代框架。