Servlet详细教程.docx
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Servlet详细教程
1.0简介
典型的桌面应用程序的示例有记事本，媒体播放器等等。
是本地.exe程序。
用户和桌面程序的交互如图1.1。
图1.1用户和桌面程序的交互
随着Internet的兴起，现在大多数电脑用户更加习惯Internet的Web应用。
用户和Web应用程序的交互如图1.2所示。
图1.2用户访问网站
Web应用程序和桌面程序相比，优点如下。
首先，Web应用程序的访问更加容易，用于访问Web应用的标准协议为HTTP协议，为绝大多数操作系统所支持。
此外，所要求的客户端仅仅是浏览器。
其次，维护和部署成本低，Web应用程序在浏览器中请求运行，不需要在每个客户端系统上安装客户端软件。
Web应用程序代码可以再服务器端进行修改和维护，这将节省更新和部署应用程序所需要的时间和成本。
Web应用运行在服务器上，服务器是一台设备，它为网络上的不同设备，即客户端的请求提供信息。
最初，通过编写CGI（CommonGatewayInterface，通用网关接口）程序来实现数据在Web上的传输，但是，对于客户端作出的每个请求，必须创建CGI程序的一个新实例，这将占用大量内存。
因此，为了解决这个问题，引入了Servlet技术。
Servlet是一个用Java编写的应用程序，在服务器上运行，处理请求的信息并将其发送到客户端。
Servlet的客户端可以提出请求并获得该请求的响应，它可以使任何Java应用程序、浏览器或任何设备。
对于所有的客户端请求，只需要创建Servlet的实例一次，因此节省了大量的内存。
Servlet在初始化后即驻留内存中，因此每次作出请求时无需加载。
1.1C/S和B/S的区别
要想对“C/S”和“B/S”技术发展变化有所了解，首先必须搞清楚三个问题。
1.1.1、什么是C/S结构。
C/S（Client/Server）结构，即大家熟知的客户机和服务器结构。
它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。
目前大多数应用软件系统都是Client/Server形式的两层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client/Server应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。
这也就是目前应用系统的发展方向。
传统的C／S体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中无论是Client端还是Server端都还需要特定的软件支持。
由于没能提供用户真正期望的开放环境，C/S结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件，加之产品的更新换代十分快，已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用。
而且代价高，效率低。
1.1.2、什么是B/S结构。
B/S（Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构。
它是随着
Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。
在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端
（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构。
这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本（TCO）。
以目前的技术看，局域网建立B/S结构的网络应用，并通过Internet/Intranet模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。
它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（比如LAN,WAN,Internet/Intranet等）访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。
特别是在JAVA这样的跨平台语言出现之后，B/S架构管理软件更是方便、快捷、高效。
1.1.3、管理软件主流技术。
管理软件技术的主流技术与管理思想一样，也经历了三个发展时期。
首先，界面技术从上世纪DOS字符界面到Windows图形界面（或图形用户界面GUI），直至Browser浏览器界面三个不同的发展时期。
其次，今天所有电脑的浏览器界面，不仅直观和易于使用，更主要的是基于浏览器平台的任何应用软件其风格都是一样的，使用人对操作培训的要求不高，而且软件可操作性强，易于识别；再者，平台体系结构也从过去单用户发展到今天的文件/服务器（F/S）体系、客户机/服务器（C/S）体系和浏览器/服务器（B/S）体系。
1.1.4、C/S和B/S之比较
C/S和B/S是当今世界开发模式技术架构的两大主流技术。
C/S是美国Borland公司最早研发，B/S是美国微软公司研发。
目前，这两项技术以被世界各国所掌握，国内公司以C/S和B/S技术开发出产品也很多。
这两种技术都有自己一定的市场份额和客户群
1、C/S架构软件的优势与劣势
（1）、应用服务器运行数据负荷较轻。
最简单的C/S体系结构的数据库应用由两部分组成，即客户应用程序和数据库服务器程序。
二者可分别称为前台程序与后台程序。
运行数据库服务器程序的机器，也称为应用服务器。
一旦服务器程序被启动，就随时等待响应客户程序发来的请求；客户应用程序运行在用户自己的电脑上，对应于数据库服务器，可称为客户电脑，当需要对数据库中的数据进行任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，并向其发出请求，服务器程序根据预定的规则作出应答，送回结果，应用服务器运行数据负荷较轻。
（2）、数据的储存管理功能较为透明。
在数据库应用中，数据的储存管理功能，是由服务器程序和客户应用程序分别独立进行的，前台应用可以违反的规则，并且通常把那些不同的（不管是已知还是未知的）运行数据，在服务器程序中不集中实现，例如访问者的权限，编号可以重复、必须有客户才能建立定单这样的规则。
所有这些，对于工作在前台程序上的最终用户，是“透明”的，他们无须过问（通常也无法干涉）背后的过程，就可以完成自己的一切工作。
在客户服务器架构的应用中，前台程序不是非常“瘦小”，麻烦的事情都交给了服务器和网络。
在C/S体系的下，数据库不能真正成为公共、专业化的仓库，它受到独立的专门管理。
（3）、C/S架构的劣势是高昂的维护成本且投资大。
首先，采用C/S架构，要选择适当的数据库平台来实现数据库数据的真正“统一”，使分布于两地的数据同步完全交由数据库系统去管理，但逻辑上两地的操作者要直接访问同一个数据库才能有效实现，有这样一些问题，如果需要建立“实时”的数据同步，就必须在两地间建立实时的通讯连接，保持两地的数据库服务器在线运行，网络管理工作人员既要对服务器维护管理，又要对客户端维护和管理，这需要高昂的投资和复杂的技术支持，维护成本很高，维护任务量大。
其次，传统的C/S结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件，由于产品的更新换代十分快，代价高和低效率已经不适应工作需要。
在JAVA这样的跨平台语言出现之后，B/S架构更是猛烈冲击C/S，并对其形成威胁和挑战。
2、B/S架构软件的优势与劣势
（1）、维护和升级方式简单。
目前，软件系统的改进和升级越来越频繁，B/S架构的产品明显体现着更为方便的特性。
对一个稍微大一点单位来说，系统管理人员如果需要在几百甚至上千部电脑之
间来回奔跑，效率和工作量是可想而知的，但B/S架构的软件只需要管理服务器就行了，所有的客户端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。
无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行；如果是异地，只需要把服务器连接专网即可，实现远程维护、升级和共享。
所以客户机越来越“瘦”，而服务器越来越“胖”是将来信息化发展的主流方向。
今后，软件升级和维护会越来越容易，而使用起来会越来越简单，这对用户人力、物力、时间、费用的节省是显而易见的，惊人的。
因此，维护和升级革命的方式是“瘦”客户机，“胖”服务器。
（2）、成本降低，选择更多。
大家都知道windows在桌面电脑上几乎一统天下，浏览器成为了标准配置，但在服务器操作系统上windows并不是处于绝对的统治地位。
现在的趋势是凡使用B/S架构的应用管理软件，只需安装在Linux服务器上即可，而且安全性高。
所以服务器操作系统的选择是很多的，不管选用那种操作系统都可以让大部分人使用windows作为桌面操作系统电脑不受影响，这就使的最流行免费的Linux操作系统快速发展起来，Linux除了操作系统是免费的以外，连数据库也是免费的，这种选择非常盛行。
比如说很多人每天上“网易”（原文为新浪）网，只要安装了浏览器就可以了，并不需要了解“网易”的服务器用的是什么操作系统，而事实上大部分网站确实没有使用windows操作系统，但用户的电脑本身安装的大部分是windows操作系统。
（3）、应用服务器运行数据负荷较重。
由于B/S架构管理软件只安装在服务器端（Server）上，网络管理人员只需要管理服务器就行了，用户界面主要事务逻辑在服务器（Server）端完全通过WWW浏览器实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，所有的客户端只有浏览器，网络管理人员只需要做硬件维护。
但是，应用服务器运行数据负荷较重，一旦发生服务器“崩溃”等问题，后果不堪设想。
因此，许多单位都备有数据库存储服务器，以防万一。
3，C/S与B/S区别
Client/Server是建立在局域网的基础上的，Browser/Server是建立在广域网的基础上的。
（1）、硬件环境不同：
C/S一般建立在专用的网络上，小范围里的网络环境，局域网之间再通过专门服务器提供连接和数据交换服务。
B/S建立在广域网之上的，不必是专门的网络硬件环境，例如电话上网，租用设备，信息自己管理，有比C/S更强的适应范围，一般只要有操作系统和浏览器就行。
（2）、对安全要求不同
C/S一般面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力很强。
一般高度机密的信息系统采用C/S结构适宜，可以通过B/S发布部分可公开信息。
B/S建立在广域网之上，对安全的控制能力相对弱，面向是不可知的用户群。
（3）、对程序架构不同
C/S程序可以更加注重流程，可以对权限多层次校验，对系统运行速度可以较少考虑。
B/S对安全以及访问速度的多重的考虑，建立在需要更加优化的基础之上。
比C/S有更高的要求，B/S结构的程序架构是发展的趋势，从MS的.Net系列的BizTalk2000Exchange2000等，全面支持网络的构件搭建的系统。
SUN和IBM推的JavaBean构件技术等，使B/S更加成熟。
（4）、软件重用不同
C/S程序可以不可避免的整体性考虑，构件的重用性不如在B/S要求下的构件的重用性好。
B/S对的多重结构，要求构件相对独立的功能。
能够相对较好的重用。
就如买来的餐桌可以再利用，而不是做在墙上的石头桌子。
（5）、系统维护不同
系统维护是软件生存周期中，开销大，相当重要
C/S程序由于整体性，必须整体考察，处理出现的问题以及系统升级难，可能是再做一个全新的系统。
B/S构件组成方面构件个别的更换，实现系统的无缝升级。
系统维护开销减到最小，用户从网上自己下载安装就可以实现升级。
（6）、处理问题不同
C/S程序可以处理用户面固定，并且在相同区域，安全要求高的需求，与操作系统相关，应该都是相同的系统。
B/S建立在广域网上，面向不同的用户群，分散地域，这是C/S无法作到的，与操作系统平台关系最小。
（7）、用户接口不同
C/S多是建立在Window平台上，表现方法有限，对程序员普遍要求较高。
B/S建立在浏览器上，有更加丰富和生动的表现方式与用户交流，并且大部分难度减低，降低开发成本。
1.2HTTP基础知识
用户的请求和Web应用程序的相应需要通过Internet从一台计算机发送到另一台计算机或服务器，使用超文本传输协议HTTP。
HTTP是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，是一个客户端和服务器端请求和应答的标准。
客户端是终端用户，服务器端是网站。
通过使用Web浏览器等工具，客户端发起一个到服务器上指定端口的HTTP请求。
应答的服务器上存储着一些资源，比如HTML文件和图像。
HTTP协议并没有规定必须使用它和基于它支持的层。
事实上，HTTP可以在任何其他互联网协议上，或者在其他网络上实现。
HTTP只假定其下层协议提供可靠的传输，任何能够提供这种保证的协议都可以被其使用。
1.2.1GET和POST方法区别
HTTP请求消息使用GET或POST方法以便在Web上传输请求。
检索信息时一般用GET方法，如检索文档、图表、或数据库查询结果。
要检索的信息作为字符序列传递，称为查询字符串。
因此，传递的数据对客户端是可见的，即将查询字符串附加到URL中，但是，查询字符串的长度有限制，最多124字节。
GET方法是表单默认的方法。
我们用google检索“java”，可以知道google使用了GET方法对用户输入的搜索字符串检索搜索结果。
如图1.1所示。
图1.1
HTTP定义的另一种请求方法是POST方法。
使用POST发送的数据对客户端是不可见的，且对发送的数据的量没有限制。
下面我们来对比一下GET和POST方法。
ØGET是从服务器上获取数据；POST是向服务器传送数据。
Ø在客户端，GET通过URL提交数据，数据在URL中可见；POST把数据放在form的数据体内提交。
ØGET提交的数据最多只有1024字节；POST提交的数据量无限制。
Ø由于使用GET时，参数会显示在地址栏上，而POST不会，所以，如果这些数据是非敏感数据，那么使用GET；如果包含敏感数据，为了安全，用POST。
1.3Servlet简介和优点
自SunMicrosystems公司所组成的JavaSoft部门将ServletAPI定案以来，推出了ServletAPI1.0，就当时功能来说，Servlet所提供的功能包含了当时的CGI与NetscapeServerAPI（NSAPI）之类产品的功能。
发展至今，它依旧是一个具有跨平台特性、10%PureJava的Server-Side程序，Servlet不只限定于HTTP协议，开发人员可以利用Servlet自定义或延伸任何支持Java的Server，包括WebServer、MailServer、FtpServer、ApplicationServer或任何自定义的Server。
Server有以下优点：
可移植性，Servlet皆是利用Java语言来开发的，因此，延续Java在跨平台上的表现，不论Server的操作系统是什么，Windows、Linux、Solaris、HP-UX等，都能够将我们写好的Servlet程序放在这些操作系统上执行，借助Servlet的优势，就可以真正达到WriteOnce，ServeAnywhere的境界。
Servlet是在Server端执行的，所以，程序员只要专心开发能在实际应用的平台环境下测试无误即可。
除非从事做ServletContainer的公司，否则不须担心写出来的Servlet是否能在所有的JavaServer平台上执行。
强大的功能，Servlet能够完全发挥JavaAPI的威力，包括网络和URL存取、多线程、影像处理、RMI（RemoteMethodInvocation）、分布式服务器组件、对象序列化等。
若想写个网络目录查询程序，则可以利用JNDIAPI，相连接数据库可以用JDBC，偶这些强大功能的API做后盾，相信Servlet更能发挥其优势。
性能，Servlet在加载执行后，其对象实体通常会一直停留在Server的内存中，若有请求发生时，服务器再调用Servlet来服务，假若收到相同服务的请求时，Servlet会利用不同的线程来处理，不像CGI程序必须产生许多进程来处理数据。
在性能表现上，大大超过CGI程序。
Servlet在执行时，不是一直停留在内存中，服务器会自动将停留时间过长一直没有执行的Servlet从内存中移除，不过有时候也可以自行写程序来控制，至于停留时间长短通常和选用的服务器有关。
安全性，Servlet也有类型检查的特性，并且利用Java的垃圾回收与没有指针的设计，使得Servlet避免内存管理的问题。
由于在Java的异常处理机制下，Servlet能够安全地处理各种错误，不会因为发生程序上逻辑错误而导致整体服务器系统的崩溃。
例如，某个Servlet发生除以零或其他不合法的运算时，会抛出一个异常让服务器处理，如记录在Log日志中。
节省投资，不仅有许多廉价甚至免费的Web服务器可供个人或小规模网站使用，而且对于现有的服务器，如果它不支持Servlet的话，要加上这部分功能也往往是免费的（或只需要极少的投资）。
1.4Tomcat概述
Tomcat简介：
TOMCAT是APACHEJAKARTA软件组织的一个子项目，TOMCAT是一个JSP/SERVLET容器，它是在SUN公司的JSWDK（JAVASERVERWEBDEVELOPMENTKIT）基础上发展起来的一个JSP和SERVLET规范的标准实现，使用TOMCAT可以体验JSP和SERVLET的最新规范。
经过多年的发展，TOMCAT不仅是JSP和SERVLET规范的标准实现，而且具备了很多商业JAVASERVLET容器的特性，并被一些企业用于商业用途。
1.4.1Tomcat
Tomcat在严格意义上并不是一个真正的应用服务器，它只是一个可以支持运行Serlvet/JSP的Web容器，不过Tomcat也扩展了一些应用服务器的功能，如JNDI，数据库连接池，用户事务处理等等。
Tomcat是一种具有JSP环境的Servlet容器。
Servlet容器是代替用户管理和调用Servlet的运行时外壳。
1．1SERVLET容器
负责处理客户请求。
当客户请求来到时，SERVLET容器获取请求，然后调用某个SERVLET，并把SERVLET的执行结果返回给客户。
当客户请求某个资源时，SERVLET容器使用SERVLETREQUEST对象把客户的请求信息封装起来，然后调用JAVASERVLETAPI中定义的SERVLET的一些生命周期方法，完成SERVLET的执行，接着把SERVLET执行的要返回给客户的结果封装到SERVLETRESPONSE对象中，最后SERVLET容器把客户的请求发送给客户，完成为客户的一次服务过程。
1．2TOMCAT的工作模式
1．2．1独立的SERVLET容器
TOMCAT的默认工作模式，作为独立的SERVLET容器，是内置在WEB服务器中的一部分，是指使用基于JAVA的WEB服务器的情形。
其他两种方式是TOMCAT与其他服务器集成的方式：
1．2．2进程内的SERVLET容器
SERVLET容器作为WEB服务器的插件和JAVA容器的实现。
WEB服务器的插件在内部地址空间打开一个JVM（JAVAVIRTUALMACHINE）使JAVA容器得以在内部运行。
如有某个需要调用SERVLET的请求，插件将取得对此请求的控制并将它传递（使用JNI）给JAVA容器。
进程内的容器对于多线程、单进程的服务器非常适合，并且提供了很好的运行速度，只是伸缩性有所不足。
注意：
JNI是JAVANATIVEINTERFACE的缩写，是JAVA本地调用接口，通过JNI，JAVA程序可以和其他语言编写的本地程序进行通信。
1．2．3进程外的SERVLET容器
SERVLET容器运行于WEB服务器之外的地址空间，并且作为WEB服务器的插件和JVM使用IPC（如TCP/IP）进行通信。
进程外容器的反应时间不如进程内的容器，但有较好的伸缩性、稳定性等性能。
IPCINTERPROCESSCOMMUNICATION（进程间通信）的简写，它是实现进程间通信的一种技术。
1．3TOMCAT的组织结构
TOMCAT是一个基于组件的服务器，它的构成组件都是可配置的，其中最外层的组件是CATALINASERVLET容器，其他的组件按照一定的格式要求配置在这个顶层容器中。
TOMCAT的各个组件是\conf\server.xml文件中配置的，TOMCAT服务器默认情况下对各种组件都有默认的实现，下面通过分析server.xml文件来理解TOMCAT的各个组件是如何组织的。
顶层元素，代表一个服务器
顶层元素，是Connector的集合，只有一个Engine
连接器类元素，代表通信接口
容器类元素，为特定的Service组件处理所有客户请求，可包含多个Host
为特定的虚拟主机处理所有客户请求
为特定的WEB应用处理所有客户请求
TOMCAT中真正处理客户请求与生成响应的三个组件是Engine、Host、Context
1.4.2Tomcat目录结构
（1）Tomcat的安装
其实对于完全由Java写成的Tomcat，Win32版本和Linux版本没有多大区别，比如Linux版本，在Solaris下也没有问题。
这里，主要以Win32版本作为示例。
注意：
在安装使用Tomcat之前，先安装JDK，最好是Sun的JDK1.2以上版。
（2）Tomcat的目录结构
首先，下载jakarta-tomcat.zip包，解压缩到一个目录下，如：
“c:
\tomcat”。
这时，会得到如下的Tomcat的目录结构：
---jakarta-tomcat
|---binTomcat执行脚本目录
|---Common放置一些通用类（如JDBC的驱动程序等）
|---confTomcat配置文件
|---docTomcat文档
|---libTomcat运行需要的库文件（JARS）
|---logsTomcat执行时的LOG文件
|---srcTomcat的源代码
|---webappsTomcat的主要Web发布目录（存放我们自己的JSP,SERVLET,类）
|---workTomcat的工作目录，Tomcat将翻译JSP文件到的Java文件和class文件放在这里。
目录名
该目录内的文件的一般功能描述
bin
包含有Startup.bat（启动服务器）与shutdown.bat（关闭服务器）文件
conf
包含设置部署在Tomcat上的Web应用的变量的初始值的设置文件，包括server.xml（Tomcat的全局配置文件）和web.xml（为不同的Tomcat配置的web应用设置缺省值的文件）
doc
包含关于Tomcat的各种各样的文档。
common
在其lib目录下，主要存放如JDBC的驱动程序等
lib
包含被Tomcat使用的各种各样的jar文件。
在UNIX上，任何这个目录中的文件将被附加到Tomcat的classpath中。
logs
Tomcat的log文件。
src
servletAPI的源文件。
webapps
包含Web应用的程序（JSP、Servlet和JavaBean等）
work
由T
升级会员 