Java Servlet概述

Servlet是使用Java Servlet应用程序设计接口及相关类和方法的Java程序。它在Web服务器上或应用服务器上运行并扩展了该服务器的能力。Java Servlet对于Web服务器就好像Java Applet对于Web浏览器。Applet装入Web浏览器并在Web浏览器内执行，而Servlet则是装入Web服务器并在Web服务器内执行。Java Servlet API 定义了Servlet和服务器之间的一个标准接口，这使得Servlet具有跨服务器平台的特性。

    Servlet通过创建一个框架扩展服务器的能力，采用请求-响应模式提供Web服务。当客户机发送请求至服务器时，服务器将请求信息发送给Servlet，Servlet生成响应内容并将其传给Server，然后再由Server将响应返回给客户端。

    Servlet的功能

    Servlet的功能涉及范围很广。例如，Servlet可完成如下功能：


创建并返回一个包含基于客户请求性质的动态内容的完整的 HTML页面。

创建可嵌入到现有 HTML 页面中的一部分 HTML 页面（HTML 片段）。与其他服务器资源（文件、数据库、Applet、Java应用程序等）进行通信。

用多个客户机处理连接，接受多个客户机的输入，并将结果广播到多个客户机上。例如，Servlet 可以是多参与者的游戏服务器。

允许在单连接方式下传送数据的情况下，在浏览器上打开服务器至Applet的新连接，并将该连接保持在打开状态。允许客户机和服务器简单、高效地执行会话的情况下，Applet也可以启动客户浏览器和服务器之间的连接。可以通过定制协议或标准（如 IIOP）进行通信。

对特殊的处理采用 MIME 类型过滤数据，例如图像转换和服务器端（包括SSI）。

将定制的处理提供给所有服务器的标准例行程序。例如，Servlet 可以修改如何认证用户。
    Java Servlet与现有网络技术的差别

    那么Java Servlet与一些现有的网络技术有什么具体的差别呢？

Java Servlet与Applet之间的差别 从基本上来说，Servlet与 Applet 是截然相反的。Servlet可以被视为服务器方面的 Applet。Servlet在网络服务器内运行而Applet在网络浏览器内运行。浏览器提交一个请求执行Servlet的命令；而由于浏览器可直接命令Applet，所以它可以在运行时单机运行。

Java Servlet与CGI之间的差别 与传统的CGI和许多其他类似CGI的技术相比，Java Servlet具有更高的效率，更容易使用，功能更强大，具有更好的可移植性，更节省投资。其中最大的区别是在性能方面。
    在传统的CGI中，每个请求都要启动一个新的进程，如果CGI程序本身的执行时间较短，启动进程所需要的开销很可能反而超过实际执行时间。而使用Servlet时，服务器上仅有一个Java虚拟机在运行，只有当Servlet被调用时，它才被加载，且直到Servlet更改时，它才会被再次加载。在传统CGI中，如果有N个并发的对同一CGI程序的请求，则该CGI程序的代码在内存中重复装载了N次；而对于Servlet，处理请求的是N个线程，只需要一份Servlet类代码。在性能优化方面，Servlet也比CGI有着更多的选择，比如缓冲以前的计算结果，保持数据库连接的活动，等等。

    通过使用Servlet API，开发人员不必担心服务器的内部运作方式。表格资料、服务器头、cookies等皆可通过Servlet处理。另外，因为Servlet是用Java写的，能将其从一个服务器移到另一个服务器以供发布，同时不必担心操作系统或服务器的类型。这一优点充分体现了Java"一次编写，随处运行"的优越特性。

    Servlet的生命周期

    Servlet的生命周期定义了一个Servlet如何被加载、初始化，以及它怎样接收请求、响应请求、提供服务。

    在代码中，Servlet生命周期由接口javax.servlet.Servlet定义。所有的Java Servlet 必须直接或间接地实现javax.servlet.Servlet接口，这样才能在Servlet Engine上运行。Servlet Engine提供network Service，响应MIME request，运行Servlet Container。 javax.servlet.Servlet接口定义了一些方法，在Servlet 的生命周期中，这些方法会在特定时间按照一定的顺序被调用。如图14-1所示。



图14-1 Servlet的生命周期
    Servlet 如何被加载（Load）、被实例化（Instantiated）

    Servlet Engine 负责实例化和加载Servlet，这个过程可以在Servlet Engine 加载时执行，可以在Servlet 响应请求时执行，也可以在两者之间的任何时候执行。

    Servlet如何被初始化（Initialized）

    Servlet Engine 加载好Servlet 后，必须要初始化它。初始化时Servlet 可以从数据库里读取初始数据，建立JDBC Connection，或者建立对其他有价值的资源的引用。

    在初始化阶段，Init( )方法被调用。这个方法在javax.servlet.Serlet接口中定义。Init( )方法以一个Servlet 配置文件（ServletConfig 型）为参数。Servlet configuration 对象由Servlet Engine 实现，可以让Servlet 从中读取一些name-value对的参数值。ServletConfig对象还可以让Servlet接受一个Servlet Context对象。

    Servlet 如何处理请求

    Servlet 被初始化以后，就处于能响应请求的就绪状态。每个对Servlet 的请求由一个Servlet Request 对象代表。Servlet 给客户端的响应由一个Servlet Response对象代表。当客户端有一个请求时，Servlet Engine 将ServletRequest 和ServletResponse对象都转发给Servlet，这两个对象以参数的形式传给Service方法。这个方法由javax.servlet.Servlet定义并由具体的Servlet 实现。

    Servlet还可以实现 ServletRequest 和ServletResponse接口。ServletRequest接口可以让Servlet 获取客户端请求中的参数，如form data、request信息、协议类型，等等。Servlet 可以从ServletInputStream流中读取request 数据。ServletResponse接口允许Servlet设置response headers和status codes。实现这个接口可以使Servlet能访问ServletOutputStream流用来向客户端返回数据。

    Servlet如何被释放

    Servlet Engine 没有必要在Servlet 生命周期的每一段时间内都保持Servlet的状态。Servlet Engine可以随时随意使用或释放Servlet。因此，你不能依赖Servlet class或其成员存储信息。当Servlet Engine判断一个Servlet应当被释放时（比如说Engine准备Shut down 或需要回收资源），Engine必须让Servlet 能释放其正在使用的任何资源，并保存持续性的状态信息。这些可以通过调用Servlet的destroy方法实现。     在Servlet Engine 释放一个Servlet 以前，必须让其完成当前实例的service方法或是等到timeout（如果Engine定义了timeout）。当Engine释放一个Servlet以后，Engine将不能再将请求转发给它，Engine必须彻底释放该Servlet并将其标明为可回收的（给garbage collection）。

    在Servlet API中最重要的是Servlet interface。所有的Servlets执行这个interface的方式有很多种：或者是直接的，或者通过extending这个class执行它，如 HttpServlet。这个Servlet interface 提供并安排Servlet与客户端联系的方法。Servlet 编写者可以在他们开发Servlet程序时提供更多一些或所有这样的方法。

    当一个Servlet接收来自客户端的调用请求时，它接收两个对象：一个是ServletRequest，另外一个是ServletResponse。这个ServletRequest class 概括从客户端到服务器之间的联系，而 ServletResponse class 概括从Servlet返回客户端的联系。

    ServletRequest interface 可以获取到这样一些信息，如由客户端传送的参数名称，客户端正在使用的协议，产生请求并且接收请求的服务器远端主机名。它也提供获取数据流的Servlet、ServletInputStream，这些数据是客户端引用中使用HTTP POST和PUT方法递交的。一个ServletRequest的子类可以让Servlet获取更多的协议特性数据。

    例如，HttpServletRequest 包含获取HTTP-specific头部信息的方法。ServletResponse interface 给出相应客户端的Servlet方法。它允许Servlet设置内容长度和回应的MIME类型，并且提供输出流ServletOutputStream，通过编写者可以发回相应数据。ServletResponse子类可以给出更多protocol-specific容量的信息。例如，HttpServletResponse 包含允许Servlet操作HTTP-specific头部信息的方法。

    上面有关classes 和 interfaces的描述构成了一个基本的Servlet框架。HTTP Servlets有一些附加的可以提供session-tracking capabilities的方法。Servlet编写者可以用这些API在有他人操作时维护Servlet与客户端之间的状态。(T111)

本文选自飞思图书《精通Java核心技术》