Servlet 简介

作者likuolei

关键要点

  • Servlet 是 Java Servlet 的简称，是一种运行在 Web 服务器上的 Java 程序，主要用于处理 HTTP 请求并生成动态网页。
  • 它可以收集用户输入、访问数据库，并动态创建网页内容，相对于传统的 CGI 程序具有更好的性能和安全性。
  • Servlet 是 Java 企业版（Java EE）的一部分，广泛用于 Web 开发。

什么是 Servlet？

Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的 Java 程序，充当 Web 浏览器和其他 HTTP 客户端请求与服务器资源（如数据库）之间的中间层。
它允许开发者收集网页表单的用户输入，呈现数据库或其他来源的记录，并动态生成网页内容。
相比传统的 CGI 程序，Servlet 具有以下优势：

  • 更好的性能：执行在服务器地址空间内，无需为每个客户端创建单独进程。
  • 平台独立性：基于 Java，适用于不同操作系统。
  • 安全性更高：受 Java 安全管理器的保护。
  • 功能强大：可以利用 Java 的完整类库，包括套接字、RMI 等。

Servlet 的主要功能

Servlet 可以：

  • 读取客户端显式数据（如 HTML 表单、苹果ts、自定义 HTTP 客户端）。
  • 读取隐式 HTTP 请求数据（如 cookies、媒体类型、压缩格式）。
  • 处理数据（如访问数据库、调用 RMI/CORBA、Web 服务、计算）。
  • 向客户端发送显式数据（如文本/HTML/XML、二进制/GIF/Excel）。
  • 发送隐式 HTTP 响应（如文档类型、cookies、缓存参数）。

技术细节

Servlet 使用 javax.servlet 和 javax.servlet.http 包开发，是 Java EE 的一部分。
最新版本包括 Servlet 4.0（2017 年，支持 HTTP2）和 Servlet 5.0（支持 Jakarta EE）。
开发者通常继承 HttpServlet 类，重写 doGet() 或 doPost() 方法来处理请求。

详细报告

以下是关于 Servlet 的全面介绍，涵盖其定义、功能、历史发展、技术细节以及相关应用，旨在为读者提供深入了解。

Servlet 的定义与作用

Servlet（Server Applet）是 Java Servlet 的简称，是一种用 Java 编写的服务器端程序，运行在支持 Java 的 Web 服务器或应用服务器上。
它的主要功能是作为 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端请求与服务器上的数据库或应用程序之间的中间层，交互式地浏览和生成数据，生成动态 Web 内容。
狭义上，Servlet 指 Java 语言实现的一个接口（javax.servlet.Servlet）；广义上，指任何实现了该接口的类，通常人们理解为后者。
Servlet 的核心在于处理 HTTP 请求，根据客户端的请求动态生成响应内容，通常以 HTML、XML 或 JSON 格式返回。

功能与优势

Servlet 的主要任务包括：

  • 读取客户端数据：处理 HTML 表单输入、苹果ts 数据或自定义 HTTP 客户端请求。
  • 读取隐式 HTTP 数据：如 cookies、媒体类型（MIME 类型）、压缩格式等。
  • 数据处理：访问数据库、调用远程方法（如 RMI/CORBA）、使用 Web 服务、执行计算等。
  • 发送响应：向客户端返回显式数据（如文本/HTML/XML、二进制文件如 GIF 或 Excel），以及隐式 HTTP 响应（如文档类型、cookies、缓存参数）。

相比传统的 CGI（Common Gateway Interface）程序，Servlet 有以下优势：

  • 性能更高：CGI 为每个请求创建新进程，而 Servlet 在服务器地址空间内运行，每个请求作为线程处理，系统开销更低。
  • 平台独立性：基于 Java，适用于不同操作系统和服务器环境。
  • 安全性：受 Java 安全管理器的保护，减少安全漏洞风险。
  • 功能强大：可以利用 Java 的完整类库，包括网络编程（如套接字）、分布式计算（如 RMI）、数据库访问（如 JDBC）等。

技术实现与环境

Servlet 的开发依赖于 javax.servlet 和 javax.servlet.http 包，这些包是 Java EE（Java Enterprise Edition）的一部分。
开发者通常通过继承 HttpServlet 类来创建 Servlet，重写方法如 doGet()（处理 GET 请求）或 doPost()（处理 POST 请求）来实现业务逻辑。
例如，一个简单的 Servlet 示例如下：

import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;

@WebServlet(urlPatterns = "/")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {
        resp.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("<h1>Hello, world!</h1>");
    }
}

这种方式通过注解 @WebServlet 指定 URL 映射，处理 HTTP GET 请求并返回 HTML 内容。

Servlet 的运行需要 Servlet 容器（如 Tomcat、Jetty、GlassFish）支持，容器负责管理 Servlet 的生命周期，包括实例化、初始化（init()）、服务（service()）和销毁（destroy()）。
每个 Servlet 类在应用程序中只有一个实例，但可以同时处理多个线程请求，因此实例变量需要线程安全处理。

版本与历史发展

Servlet 技术自 1997 年首次发布以来经历了多次更新，以下是主要版本及其关键特性：

版本发布日期支持的 Java EE/JDK 版本关键特性
Servlet 4.02017-10Java EE 8支持 HTTP2、请求/响应多路复用、流优先级、服务器推送、从 HTTP 1.1 升级
Servlet 3.12013-05Java EE 7非阻塞 I/O、HTTP 协议升级机制
Servlet 3.02009-12Java EE 6, Java SE 6插件化开发、异步 Servlet、安全性增强、文件上传支持
Servlet 2.52005-10Java EE 5, Java SE 5要求 Java SE 5，支持注解
Servlet 2.42003-11J2EE 1.4, J2SE 1.3web.xml 使用 XML Schema
Servlet 2.32001-08J2EE 1.3, J2SE 1.2增加了 Filter（过滤器）功能
Servlet 2.21999-08J2EE 1.2, J2SE 1.2成为 J2EE 的一部分，引入 .war 文件用于 Web 应用程序
Servlet 2.11998-11–首个正式规范，增加了 RequestDispatcher 和 ServletContext
Servlet 2.0–JDK 1.1作为 Java Servlet Development Kit 2.0 的一部分
Servlet 1.01997-06–初始版本

早期版本由 Sun Microsystems 发布（现为 Oracle 的一部分），旨在与 CGI 竞争。当前版本已迁移至 Jakarta EE（由 Eclipse Foundation 维护），如 Servlet 5.0 对应 Jakarta Servlet 5.0。

部署与应用

部署 Servlet 需要将其编译为字节码（.class 文件），打包为 Web 应用程序归档文件（.war 文件），然后部署到 Servlet 容器中。
例如，使用 Maven 构建项目，依赖如下：

  • Group ID: jakarta.servlet
  • Artifact ID: jakarta.servlet-api
  • Version: 5.0.0
  • Scope: provided

常见的 Web 服务器包括：

  • Tomcat（开源、免费，支持 Servlet 5.0 需要 10.x 版本）：https://tomcat.apache.org/
  • Jetty（开源、免费）：https://www.eclipse.org/jetty/
  • GlassFish（开源、全 Java EE 支持）：https://javaee.github.io/glassfish/
  • 商业服务器如 WebLogic（https://www.oracle.com/middleware/weblogic/）和 WebSphere（https://www.ibm.com/cloud/websphere-application-platform/）。

部署步骤包括：

  1. 构建项目（如 mvn clean package 生成 hello.war）。
  2. 将 .war 文件复制到 Tomcat 的 webapps 目录。
  3. 启动 Tomcat（运行 bin/startup.sh 或 bin/startup.bat）。
  4. 通过浏览器访问，如 http://localhost:8080/hello/。

线程安全与生命周期

Servlet 由容器创建实例（非通过 new），每个 Servlet 类只有一个实例，但可以同时处理多个线程请求。
doGet() 和 doPost() 方法在多线程环境下执行，因此实例变量需确保线程安全。
HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 对象是线程局部的，不存在多线程访问问题。

相关资源与进一步学习

  • 菜鸟教程提供 Servlet 入门指南：https://www.runoob.com/servlet/servlet-intro.html
  • 百度百科详细介绍 Servlet 的定义和历史：https://baike.baidu.com/item/servlet/477555
  • 廖雪峰的官方网站包含 Servlet 实践教程：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1304265949708322

以上内容总结了 Servlet 的核心概念、功能、技术细节和应用场景，适合初学者深入了解并开始实践开发。

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