一步一步学java（8）：一文彻底搞懂servlet、httpservlet以及http协议

万丈高楼平地起，但是高楼结实不结实，是靠一块块砖垒起来或一根根钢铁架起来的，关于java的web应用开发，servlet就是那块砖或者那根钢铁。今天就和大伙聊聊web应用开发基础。从web应用协议、web服务器容器及httpservlet类、servlet应用实例几个方面分别介绍。

一、http协议简介

我们经常用浏览器访问某个网站，查询某些信息、登录办公OA、处理行业应用等各种web应用，在浏览器和服务器之间通信用的是http协议，就像任何人交流用语言一样，设备和设备之间交流也需要约定的“语言”，它就是协议，而web应用的客户端和服务器之间用http或https。

1、HTTP简介
1）HTTP协议，即超文本传输协议(Hypertext transfer protocol)。是一种详细规定了浏览器和万维网(WWW = World Wide Web)服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议。
2）HTTP协议作为TCP/IP模型中应用层的协议也不例外。HTTP协议通常承载于TCP协议之上，有时也承载于TLS或SSL协议层之上，这个时候，就成了我们常说的HTTPS。如下图：

3）HTTP是一个应用层协议，由请求和响应构成，是一个标准的客户端服务器模型。HTTP是一个无状态的协议。
4）HTTP默认的端口号为80，HTTPS的端口号为443。
5）浏览网页是HTTP的主要应用，但是这并不代表HTTP就只能应用于网页的浏览。HTTP是一种协议，只要通信的双方都遵守这个协议，HTTP就能有用武之地。比如咱们常用的QQ，迅雷这些软件，都会使用HTTP协议(还包括其他的协议)。

2、HTTP特点
1）简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。
2）灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
3）HTTP 0.9和1.0使用非持续连接：限制每次连接只处理一个请求，服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。HTTP 1.1使用持续连接：不必为每个web对象创建一个新的连接，一个连接可以传送多个对象，采用这种方式可以节省传输时间。
4）无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
5）支持B/S及C/S模式。

3、HTTP工作流程
一次HTTP操作称为一个事务，其工作过程可分为四步：
1）首先客户机与服务器需要建立连接。只要单击某个超级链接，HTTP的工作开始。
2）建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。
3）服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。
4）客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上，然后客户机与服务器断开连接。
如果在以上过程中的某一步出现错误，那么产生错误的信息将返回到客户端，有显示屏输出。对于用户来说，这些过程是由HTTP自己完成的，用户只要用鼠标点击，等待信息显示就可以了。

4、HTTP之请求消息Request
客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：
请求行、请求头部、空行和请求数据四个部分组成。
1）Get请求例子

第一部分：请求行，用来说明请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本.
GET说明请求类型为GET,[/562f25980001b1b106000338.jpg]为要访问的资源，该行的最后一部分说明使用的是HTTP1.1版本。
第二部分：请求头部，紧接着请求行（即第一行）之后的部分，用来说明服务器要使用的附加信息
从第二行起为请求头部，HOST将指出请求的目的地.User-Agent,服务器端和客户端脚本都能访问它,它是浏览器类型检测逻辑的重要基础.该信息由你的浏览器来定义,并且在每个请求中自动发送等等
第三部分：空行，请求头部后面的空行是必须的
即使第四部分的请求数据为空，也必须有空行。
第四部分：请求数据也叫主体，可以添加任意的其他数据。
这个例子的请求数据为空。

2）POST请求例子

第一部分：请求行，第一行明了是post请求，以及http1.1版本。
第二部分：请求头部，第二行至第六行。
第三部分：空行，第七行的空行。
第四部分：请求数据，第八行。

5、HTTP之响应消息Response
一般情况下，服务器接收并处理客户端发过来的请求后会返回一个HTTP的响应消息。
HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

第一部分：状态行，由HTTP协议版本号，状态码，状态消息三部分组成。
第一行为状态行，（HTTP/1.1）表明HTTP版本为1.1版本，状态码为200，状态消息为（ok）
第二部分：消息报头，用来说明客户端要使用的一些附加信息
第二行和第三行和第四行为消息报头，
Date:生成响应的日期和时间；Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是ISO-8859-1
第三部分：空行，消息报头后面的空行是必须的
第四部分：响应正文，服务器返回给客户端的文本信息。
空行后面的html部分为响应正文。

6、HTTP之状态码
状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别:
1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理
2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受
3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作
4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现
5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求
常见状态码：

7、HTTP请求方法
根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法。
HTTP1.0定义了三种请求方法： GET, POST 和 HEAD方法。
HTTP1.1新增了五种请求方法：OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

8、HTTP工作原理
HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面，以及服务器如何把Web页面传送给客户端。HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文，请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。
以下是 HTTP 请求/响应的步骤：
1）客户端连接到Web服务器
一个HTTP客户端，通常是浏览器，与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接。例如，http://www.oakcms.cn。
2）发送HTTP请求
通过TCP套接字，客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文，一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成。
3）服务器接受请求并返回HTTP响应
Web服务器解析请求，定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字，由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成。
4）释放连接TCP连接
若connection 模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户端被动关闭连接，释放TCP连接;若connection 模式为keepalive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接收请求;
5）客户端浏览器解析HTML内容
客户端浏览器首先解析状态行，查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头，响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML，根据HTML的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示。

9、GET和POST的区别
1）GET提交的数据会放在URL之后，以?分割URL和传输数据，参数之间以&相连，如EditPosts.aspx?name=test1&id=123456. POST方法是把提交的数据放在HTTP包的Body中.
2）GET提交的数据大小有限制（因为浏览器对URL的长度有限制），而POST方法提交的数据没有限制.
3）GET方式需要使用Request.QueryString来取得变量的值，而POST方式通过Request.Form来获取变量的值。
4）GET方式提交数据，会带来安全问题，比如一个登录页面，通过GET方式提交数据时，用户名和密码将出现在URL上，如果页面可以被缓存或者其他人可以访问这台机器，就可以从历史记录获得该用户的账号和密码.

二、Servlet工作原理和过程

1、前言
Java Servlet技术简称Servlet技术，是Java开发Web应用的底层技术。由Sun公司于1996年发布，用来代替CGI——当时生成Web动态内容的主流技术。官方文档对Servlet的概述，请参考《Servlet的概述》。

2、关键词
Servlet
Servlet是JavaEE规范的一种，主要是为了扩展Java作为Web服务的功能。为了方便第三方准守这种规范，Sun公司（现在Oracle公司）提供了一系列相关的接口，即Servlet API。
Servlet应用
直接或间接实现了Servlet接口并且需要运行在Servlet容器中的Java程序，主要用来生成动态的Web页面。Servlet应用不能独立于运行，必须被部署到Servlet容器。
Servlet容器
Servlet容器（Servlet引擎）是Web服务器或应用程序服务器的一部分，用于在发送的请求和响应之上提供网络服务，解码基于MIME的请求，格式化基于MIME的响应，即Servlet容器用来接收客户端请求，处理协议、请求内容等，初始化Servlet实例（只需要第一次初始化）并调用Servlet应用的对应方法，然后Servlet应用返回处理结果，经Servlet容器再返回到用户客户端。
Tomcat容器
Tomcat容器，又叫应用服务器，也有人称之为Servlet容器。其实，本质上，Tomcat容器具有Servlet容器的功能，是Servlet容器的一种开源实现，但是它又不仅仅只是Servlet容器。

3、Servlet API的包结构
相关文档可以参考《Servlet 3.0 API 》。通过文档我们可以知道，在Servlet规范中，一种有4个java包，分别是：
javax.servlet
该java包下面主要包含了定义了Servlet和Servlet容器之间契约的类和接口。
javax.servlet.annotation
Servlet体系中定义的注解。包括了Servlet、Filter、Listener等注解。
javax.servlet.descriptor
包含为Web应用的配置信息提供编程式访问的类型，即提供了对通过<jsp-config> 、<jsp-property-group> 、<taglib> 等标签进行的配置信息的访问方式。
javax.servlet.http
该包下的类，可以说是在javax.servlet包中类和接口的契约的基础上，又基于http协议的进一步的延伸，即定义了Http Servlet和Servlet容器之间契约的类和接口。
从项目引入的jar包可以直接看出有哪些类和接口，如下图：

4、Servlet 类结构

在javax.servlet包下的主要类型：

在javax.servlet.http包下的主要类型：

在javax.servlet.descriptor包下的接口和类：

在javax.servlet.annotation包下的注解类：

5、Servlet接口
Servlet接口是Servlet技术的核心，所有的Servlet类都必须直接或者间接实现Servlet接口。Servlet接口定义了Servlet类与Servlet容器之间的契约，即通过Servlet接口约定了当Servlet容器把Servlet类的实例加载到容器后，如何调用Servlet实例的方法。

Servlet接口定义的方法

package javax.servlet;import java.io.IOException;public interface Servlet {public void init(ServletConfig config) throws ServletException;public ServletConfig getServletConfig();public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException;public String getServletInfo();public void destroy();
}

Servlet生命周期的方法：
在Servlet接口的方法中，init( ),service( ),destroy( )是Servlet生命周期的方法。代表了Servlet从“出生”到“工作”再到“死亡 ”的过程，在后面会具体的分析Servlet的工作过程和工作原理。

剩下的两个方法，作用分别如下：

getServletInfo()，这个方法会返回Servlet的一段描述，可以返回一段字符串。
getServletConfig()，这个方法会返回由Servlet容器传给init()方法的ServletConfig对象。

6、Servlet的工作过程和原理
Servlet工作过程中，涉及到了客户端（浏览器）、Servlet容器、Servlet应用三种角色。大致过程如下所示：

首先，由客户端发起请求。
然后，Servlet容器接收到客户端的请求，解析请求协议和数据，如果servlet程序还没有被加载，就会执行加载过程并调用service()方法，否则直接调用service()方法。
其中，加载Servlet程序的过程：根据Servlet容器与Servlet程序间的契约，当有请求过来时，如果Servlet程序还没有被载入Servlet容器中，这个时候Servlet容器就会通过调用init()方法将Servlet类载入内存，并产生Servlet实例。在调用init()方法的时候，Servlet容器会传入一个ServletConfig对象进来从而对Servlet对象进行初始化。该过程只会被执行一次，即在一个应用程序中，每类Servlet程序只能有一个实例。其中，在ServletConfig对象中还隐藏一个ServletContext实例对象，这个ServletContext实例对象就表示了Servlet程序在容器中的上下文环境。
service()方法执行的过程：首先由Servlet容器解析请求参数并封装成一个ServletRequest和ServletResponse对象。其中，ServletRequest中封装了当前的Http请求，开发者可以操作ServletRequest对象获取用户的请求数据；ServletResponse封装了当前用户的Http响应，开发者可以操作ServletResponse对象把响应内容发回给用户。Servlet容器把ServletRequest和ServletResponse作为参数传递给了service()方法，通过执行service()方法，实现响应的逻辑，并通过ServletResponse对象返回内容到客户端。
最后，如果关闭Servlet容器时，这个时候，Servlet容器就会根据契约，调用destroy()方法，该方法一般都用来编写一些释放资源的逻辑。

7、Servlet的工作过程涉及到的实例
根据前面分析的Servlet的工作过程，我们可以了解到，在这个过程中用到了以下几类对象：
ServletRequest 封装了当前的Http请求，开发者可以操作ServletRequest对象获取用户的请求数据
ServletResponse 封装了当前用户的Http响应，开发者可以操作ServletResponse对象把响应内容发回给用户
ServletConfig 封装了初始化Serlvet程序需要的信息，同时还保存了一个ServletContext实例的引用。
ServletContext 封装了Servlet程序在Servlet容器中的上下文环境

此段仍然只是介绍了servlet浅层次的内容，抽空再来详细讲解从一个网址如何调用了web容器以及启动servlet容器的全过程。

三、Servlet应用实例

为方便理解，用极简的代码来展示应用过程，以降低入门门槛。

1、用idea创建一个maven空项目，建立如下目录结构

在pom.xml中添加servlet依赖，版本使用4.0.1

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>QinMing</groupId><artifactId>servletStudy</artifactId><version>1.0</version><properties><maven.compiler.source>8</maven.compiler.source><maven.compiler.target>8</maven.compiler.target></properties><dependencies><dependency><groupId>javax.servlet</groupId><artifactId>javax.servlet-api</artifactId><version>4.0.1</version><scope>provided</scope></dependency></dependencies></project>

2、编写一个web前端html文件：

test1.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>servlet test1</title>
</head>
<body><!-- http://127.0.0.1:8080/servlet/test1.do -->
<form name="form1" action="test1.do" method="post"><input type="submit" value="servlet1测试">
</form><br/>
<br/><form name="form2" action="test2.do" method="post"><input type="submit" value="servlet2测试">
</form></body>
</html>

3、实现一个servlet，采用xml配置方式：

Servlet1.java

import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;public class Servlet1 extends HttpServlet {protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {//设置响应内容类型response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");PrintWriter out = response.getWriter();String title = "servlet test1";String docType = "<!DOCTYPE html>\n";out.println(docType +"<html>\n" +"<head><title>" + title + "</title></head>\n" +"<body bgcolor=\"#f0f0f0\">\n" +"<h1 align=\"center\">" + title + " success</h1>\n" +"</body>\n" +"</html>\n");}protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {doGet(request, response);}}

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"version="2.5"><servlet><servlet-name>servlet1</servlet-name><servlet-class>Servlet1</servlet-class></servlet><servlet-mapping><servlet-name>servlet1</servlet-name><url-pattern>/test1.do</url-pattern></servlet-mapping></web-app>

4、再实现一个servlet，采用注解配置方式

Servlet2.java

import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;//servlet3.0之后可以不用在web.xml中配置映射关系，用注解方式代替
//注解方式和web.xml配置方式可以同时使用，某个servlet用两种方式都配置时，web.xml方式优先级高，会覆盖注解方式@WebServlet(name="Servlet2",urlPatterns={"/test2.do"})public class Servlet2 extends HttpServlet {@Overrideprotected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {//设置响应内容类型response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");PrintWriter out = response.getWriter();String title = "servlet test2";String docType = "<!DOCTYPE html>\n";out.println(docType +"<html>\n" +"<head><title>" + title + "</title></head>\n" +"<body bgcolor=\"#f0f0f0\">\n" +"<h1 align=\"center\">" + title + " success</h1>\n" +"</body>\n" +"</html>\n");}@Overrideprotected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {doGet(request, response);}}

5、编译后把Servlet1.class、Servlet2.class文件拷贝到web应用目录下WEB-INF\classes目录下，然后到浏览器输入http://127.0.0.1:8080/servlet/test1.html ，测试servlet应用。

这里用的是tomcatweb服务器以及servlet容器，请确保tomcat服务已正常启动。

一步一步学java（8）：一文彻底搞懂servlet、httpservlet以及http协议相关推荐

JAVA每个初学者都应该搞懂的问题还可以比较基础
还可以比较基础转自http://blog.csdn.net/devillyd/article/details/2486520 对于这个系列里的问题,每个学Java的人都应该搞懂.当然,如果只是学Ja ...
java写一个外网访问的接口_【JAVA基础】一个案例搞懂类、对象、重载、封装、继承、多态、覆盖、抽象和接口概念及区别（中篇）...
0 前言初学JAVA时,总会对一些概念一知半解,相互混淆,不明其设计的用意,如类.对象.重载.封装.继承.多态.覆盖.抽象类.接口概念.为便于理解和巩固,本文将基于一个案例及其变形,展现各个概念的定 ...
学习java多线程，这必须搞懂的这几个概念
转载自学习java多线程,这必须搞懂的这几个概念,很重要. 同步和异步同步,Synchronous,即调用方法开始,一旦调用就必须等待方法执行完返回才能继续下面的操作. 举个例子,你去银行ATM取 ...
教妹学Java(二十二)：来吧，一文彻底搞懂Java命名约定
你好呀,我是沉默王二,是<Web 全栈开发进阶之路>的作者,CSDN 博客之星.<教妹学 Java>是一套非常有趣的付费专栏,除了继续保持幽默风趣的行风风格,我还力求把每一个知 ...
java do po dto_彻底搞懂DAO,PO,BO,DTO,VO,DO
原标题:彻底搞懂DAO,PO,BO,DTO,VO,DO 有干货,就分享,点上面的蓝字"测试之道"关注. 上才艺,哦不,上图... Entity 最常用实体类,基本和数据表一一对应, ...
Java中的线程池如何实现，一文彻底搞懂
前言为什么要用线程池一键获取线程相关资料,还可获取最新java面试真题库在 HotSpot VM 的线程模型中,Java 线程被一对一映射为内核线程. Java 在使用线程执行程序时,需要调用操作 ...
python虽然火为什么工作少_我的心酸求职之路：如果可以，去学Java、C，不要搞Python...
很多人之所以从事Python,是因为很不爽PHP的语法,虽然PHP被称为世界上最好的编程语言.于是为了这个原因,付出了沉重的代价,失业了好几回. 身边有些人时不时总是会问我一些Python的技术问题, ...
Java 多态 ——一个案例彻底搞懂它
最近,发现基础真的hin重要.比如,Java中多态的特性,在学习中就是很难懂,比较抽象的概念.学的时候就犯糊涂,但日后会发现,基础在日常工作的理解中占有重要的角色. 下面,我将用一个代码实例,回忆和巩 ...
java队列_如何彻底搞懂 Java 数据结构？CSDN 博文精选
作者 | 张振华.Jack 责编 | 郭芮出品 | CSDN 博客本文和大家一起来重温<Java数据结构>经典之作. Java数据结构要理解Java数据结构,必须能清楚何为数据结构? ...

一步一步学java（8）：一文彻底搞懂servlet、httpservlet以及http协议

一步一步学java（8）：一文彻底搞懂servlet、httpservlet以及http协议相关推荐

最新文章

热门文章