Tomcat 服務器與 Servlet

目標

• 理解軟體架構
• 啟動 & 關閉 Tomcat 服務器
• 解決 Tomcat 啟動時遇到的問題
• 運用 Tomcat 部署 web 專案
• 使用 IDEA 撰寫 Servlet
• 使用注解開發Servlet
• 理解 Servlet 生命周期

01 軟體架構 [★]

C/S 結構：客戶端服務器

• 優勢：用戶體驗好，客戶端完成一些運行，減輕服務器壓力
• 缺點：開發成本高，維護成本高，開發周期長

B/S 結構：瀏覽器服務器

• 優點：開發成本低，維護成本低，開發周期短
• 缺點：服務器壓力大

02 web資源概述[★]

web資源：瀏覽器上顯示的所有內容（文字、圖片、視頻、音頻、超鏈接等）

03 web服務器概述[★★]

03_01 常見web服務器

web服務器的概念：運行在高性能計算機上的軟體，
web服務器的作用：可以將開發出來的資源提供外界訪問，

JavaEE規范：Java中所有服務器要實作一組Oracle公司規定的介面，這些介面稱為JavaEE規范，在JavaEE中一共有13種規范，
常見的JavaEE規范：JSP、Servlet、JDBC、XML、EJB
Tomcat服務器只支持了JSP和Servlet規范，所以Tomcat服務器有稱為Servlet容器，

04 模擬一個 web 服務器[★]

• 需求：使用socket模擬一個web服務器：實作用戶從瀏覽器訪問服務器時回傳一個網頁給瀏覽器顯示，
• 步驟：
  1.采用多執行緒的方式，每個用戶創建一個執行緒
  2.當有用戶連接的時候在服務器控制臺輸出資訊
  3.在執行緒的run方法中讀取本地服務器的資源，得到輸入流物件
  4.通過Socket得到輸出流，輸出到客戶端
  5.客戶端使用IE瀏覽器訪問效果圖如下
  

public class MyTomcat extends Thread {
    private Socket socket;

    public MyTomcat(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            // 獲得位元組輸出流物件
            OutputStream out = socket.getOutputStream();

            // 3 回傳資料給瀏覽器顯示
            // 3.1 創建位元組陣列：用來存盤讀取到的檔案資料
            FileInputStream fis = new FileInputStream("G:\\project\\qrsx\\workspace\\day01\\hello.html");
            // 3.2 創建位元組陣列：用來存盤讀取的檔案資料
            byte[] buf = new byte[1024];
            // 3.3 讀取內容到位元組陣列中
            int len = -1;
            while ((len = fis.read(buf)) != -1) {
                // 4.1 將讀取到的內容輸出到瀏覽器
                out.write(buf);
            }
            socket.close();
            fis.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1 創建ServerSocket物件：一個該物件代表一個服務器程式
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);

        while (true) {
            // 2 acceot:等待用戶連接服務器并獲得Socket
            Socket socket = serverSocket.accept();
            // 3 創建執行緒
            MyTomcat tomcat = new MyTomcat(socket);
            // 4 開啟執行緒
            tomcat.start();
        }
    }
}

05 Tomcat 啟動和關閉[★★★]

06 Tomcat 目錄結構[★★]

07 Tomcat 啟動時常見問題[★★★]

1. 服務器啟動一閃而過：
   -解決方案：配置 JAVA_HOME
2. Tomcat 默認埠8080被其他程式占用：
   -解決方案：
   1. 找到占用8080埠的程式并殺死
   2. 修改 Tomcat 默認埠號，修改 conf/server.xml檔案第69行

08 Tomcat專案的發布方式[★★★★]

08_01 方式1：webapps

1. 在 webapps 目錄下創建一個檔案夾，名字任意，在檔案下創建網頁檔案：index.html
2. 啟動 Tomcat 服務器，瀏覽器輸入訪問地址：
   http://localhost:8080/檔案夾名稱/index.html

缺點：專案發布在 webapps 下，如果專案太多，導致 Tomcat 啟動越慢

08_02 方式2：虛擬目錄

• 在 conf/server.xml 檔案的 host 元素中配置 Context 元
• 案例：

1. 發布專案到 e:\xxx\ 下，index.html 檔案
2. 找到 server.xml 檔案中 143 行，host 元素，寫下面的代碼：

<!--背景關系路徑 ，path 訪問地址，docBase目錄-->
<Context path="/xxx" docBase="e:/xxx" />

• Context 元素常用屬性如下：

08_03 方式3：配置獨立xml檔案

IDEA 中默認使用該種方式

• 步驟：

1. 在 tomcat/conf 目錄下創建一個 Catalina 檔案夾（如果存在則無需創建）
2. 在 Catalina 檔案夾下創建 localhost 目錄（如果存在則無需創建）
3. 在 localhost 檔案夾下創建 xml 組態檔，名稱：second
   -組態檔名字可以任意，這個名字就是瀏覽器訪問路徑
4. 在組態檔 second.xml 中添加如下內容：

<!-- docBase:web應用的路徑 -->
<Context docBase="g:/project/workspace/web專案名稱" >

5. 在 web 專案下創建 index.html，在瀏覽器訪問測驗，訪問地址如下：
   http://localhost:8080/second/index.html

09 IDEA 中配置和啟動 Tomcat[★★]

• 待完成

10 Servlet 概述和開發步驟[★★★★]

10_01 Servlet（Server Applet）：

• 服務器小程式；
• 一個運行在服務器端的小程式（一個Java類）

10_02 Servlet 的作用：

• 用來接收請求和回應資料

10_03 Servlet 的開發步驟：

1. 創建一個類：實作一個 Servlet 介面
2. 重寫介面中的所有抽象方法
3. 在重寫的 service 方法中處理請求和回應資料
4. 配置Servlet訪問路徑：xml 配置或注解配置
5. 將專案部署到服務器
6. 打開瀏覽器訪問 Servlet

11 Servlet 入門案例-組態檔方式[★★★]

• 需求：使用 Servlet 往瀏覽器輸出：Hello Servlet
• 步驟：
  1.在 com.ntt.servlet 包下創建一個 HelloServlet 類實作 Servlet 介面；
  2.重寫 service 方法，在瀏覽器上使用列印流輸出：Hello Servlet
• java 代碼

// 1. 創建一個類：實作一個Servlet介面
public class HelloServlet implements Servlet {
    // 2. 重寫介面中的所有抽象方法
    @Override
    public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {

    }

    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return null;
    }

    // 3. 在重寫的service方法中處理請求和回應資料
    @Override
    public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
        // 獲得字符輸出流
        PrintWriter pw = servletResponse.getWriter();
        // 輸出資料到瀏覽器
        pw.println("Hello Servlet");
    }

    @Override
    public String getServletInfo() {
        return null;
    }

    @Override
    public void destroy() {

    }
}

• web.xml 組態檔資訊

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
         
    <servlet>
        <!--配置Servlet的名字-->
        <servlet-name>hello</servlet-name>
        <!--配置Servlet的類全名字串：包含包名+類名的-->
        <servlet-class>com.ntt.HelloServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <!--配置servlet的訪問地址-->
    <servlet-mapping>
        <!--必須和上面的一致 -->
        <servlet-name>hello</servlet-name>
        <!-- Servlet的訪問路徑，必須/開頭-->
        <url-pattern>/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

問題：
瀏覽器輸入地址請求 Servlet 時會呼叫 Servlet 哪個方法？

• 呼叫 service 方法

12 Servlet 入門案例-注解配置方法[★★★★]

• 需求：同上

@webServlet 作用：設定 Servlet 訪問地址

• urlPatterns 屬性：訪問路徑；
  等價 xml 配置的標簽：<url-pattern>/hello</url-pattern>
• name 屬性：設定名字：
  等價 xml 配置的標簽：<servlet-name>hello</servlet-name>

注意：name 和 urlPatterns 屬性值必須唯一

@WebServlet(name="hello",urlPatterns="/hello")
public class HelloServlet implements Servlet {

}

問題：
使用注解 @WebServlet 配置 servlet 時通過哪個屬性設定訪問路徑？

• 通過 urlPatterns 屬性配置：@WebServlet(urlPatterns="/hello")

13 Servlet 生命周期[★★]

13_01 Servlet 運行程序：

• Java 代碼

@WebServlet(urlPatterns = "/life")
public class LifeCycleServlet implements Servlet {
    // 構造方法：瀏覽器第一次訪問時執行，只會執行一次
    public LifeCycleServlet(){
        System.out.println("執行了無引數構造方法.....");
    }

    // 初始化方法：執行初始化操作，構造方法執行之后  只會執行1次
    @Override
    public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {
        System.out.println("init呼叫了...");
    }

    // 處理請求和回應，瀏覽器每次訪問都會執行
    @Override
    public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("service方法執行了....");
    }

    // 銷毀方法：服務器關倍訓重啟時執行  執行1次
    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy呼叫....");
    }

    @Override
    public ServletConfig getServletConfig() {
        return null;
    }

    @Override
    public String getServletInfo() {
        return null;
    }
}

13_02 Servlet 生命周期相關方法

問題：
Servlet 是誰負責創建？

• web 服務器（Tomcat）

什么時候創建 Servlet？

• 瀏覽器第一次訪問時

什么時候銷毀 Servlet？

• 服務器關倍訓重啟

一個 Servlet 在 Tomcat 中會生成幾個物件？

• 1個

14 Servlet 運行原理[★★]

14_01 XML 配置運行原理[★]

14_01_01 Servlet的運行原理

1. 服務器啟動時會決議 web.xml 檔案：讀取配置資訊
2. 服務器內部會創建兩個 Map 集合存盤配置資訊
   2.1 Map<String,String> map01 = new HashMap();
   * 鍵：Servlet 的名字 值：Servlet 類全名字串
   map01.put("hello","com.ntt.HelloServlet");
   2.2 Map<String,String> map02 = new HashMap();
   * 鍵：Servlet 訪問地址 值：Servlet 的名字
   map02.put("/hello","hello");
3. 用戶輸入訪問地址：http://localhost:8080/day01/hello 時
   服務器會從地址欄決議到請求的資源路徑：/hello
4. 將資源路徑作為 map02 集合的鍵獲得對應的值：map02.get("/hello");
   獲得Servlet的名字
5. 將 Servlet 的名字作為 map01 集合的鍵獲得對應的值：map01.get(“hello”);
   獲得 Servlet 的類全名字串
6. 利用反射根據類全名字串獲得Class物件，然后就可以創建對應 Servlet 的物件
7. 呼叫 Servlet 物件的 service 方法

14_02 注解配置運行原理[★★]

1. 瀏覽器發送請求，Tomcat 接收到請求并通過決議請求地址獲取到要訪問的專案和資源路徑
   專案訪問路徑：/one
   資源路徑：/hello
2. Tomcat 服務器內部會掃描 one 專案下的所有 Servlet：獲得每一個 Servlet 的訪問地址并存盤到集合中：
   Map<String,String> map = new HashMap<>();
map.put("/hello","com.pkx.HelloServlet");
3. 將 資源路徑 /hello 作為鍵從 map 集合中獲得值：類全名字串
4. 通過反射實體化這個 Servlet 物件
5. 創建 request和 response 物件
6. 呼叫 service 方法，將 request 和 response 物件傳遞進來，
7. 在 service 方法中通過 response 物件回傳輸出到瀏覽器，在瀏覽器上顯示出來，

15 創建 Servlet 之繼承 HttpServlet[★★★]

• 需求：同上
• 繼承 HttpServlet 開發步驟：
  1.創建一個類繼承HttpServlet
  2.重寫doGet或doPost方法：處理請求和回應資料
  3.配置訪問路徑
  4.部署到服務器并啟動
  5.瀏覽器訪問即可

@WebServlet(urlPatterns="/one")
public class OneServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 獲得字符輸出流
        PrintWriter pw = response.getWriter();
        // 往瀏覽器回應資料
        pw.println("Hello HttpServlet");
    }
}

16 Servlet 體系結構[★★]

16_01 Servlet 的體系結構圖

16_02 創建 Servlet 繼承 GenericServlet

@WebServlet(urlPatterns = "/two")
public class TwoServlet extends GenericServlet {

    @Override
    public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("繼承GenericServlet");
    }
}

問題
Servlet 繼承體系？

• Servlet ---- 介面
  ?GenericServlet ---- 抽象類
  ??HttpServlet ---- 抽象類

我們開發的 Servlet 類繼承誰？

• 因為瀏覽器和服務器通信使用的 Http 協議，所以以后開發 Servlet 都繼承 HttpServlet 即可

17 HttpServlet 原始碼分析[★]

• HttpServlet 原始碼

public abstract class HttpServlet extends GenericServlet {
    private static final String METHOD_GET = "GET";
    private static final String METHOD_POST = "POST";

    public HttpServlet() {
    }

    // doGet方法
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String protocol = req.getProtocol();
        String msg = lStrings.getString("http.method_get_not_supported");
        if (protocol.endsWith("1.1")) {
            // 發送錯誤資訊給瀏覽器
            resp.sendError(405, msg);
        } else {
            resp.sendError(400, msg);
        }

    }


    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String protocol = req.getProtocol();
        String msg = lStrings.getString("http.method_post_not_supported");
        if (protocol.endsWith("1.1")) {
            resp.sendError(405, msg);
        } else {
            resp.sendError(400, msg);
        }

    }

    // 多載的service方法
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // 獲取請求方式：GET 或 POST
        String method = req.getMethod(); // GET
      
        long lastModified;
        if (method.equals("GET")) {
            this.doGet(req, resp);
          
        }  else if (method.equals("POST")) {
            this.doPost(req, resp);
        } 

    }

 
    // 重寫Servlet介面的service
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
        HttpServletRequest request;
        HttpServletResponse response;
        try {
            request = (HttpServletRequest)req;
            response = (HttpServletResponse)res;
        } catch (ClassCastException var6) {
            throw new ServletException("non-HTTP request or response");
        }
        this.service(request, response);
    }
}

問題
doPost 和 doGet 方法如何呼叫執行?

• 在父類的 service 方法根據請求方式判斷是呼叫 doGet 還是 doPost，如果是 get 請求則呼叫 doGet 方法，如果是 post 請求則觸發 doPost 方法，

什么時候重寫 doGet ？什么是重寫 doPost ？

• 如果表單中明確指定提交方式是 post 提交則重寫 doPost 方法，其他一律重寫 doGet 方法即可，

18 Servlet 映射多路徑[★]

18_01 XML 方式1：

一個<servlet-mapping>中寫多個<url-pattern>

18_02 XML 方式2：

一個<servlet>對應多個<servlet-mapping>

18_03 注解 方式3：

@WebServlet(urlPatterns = {"/bbb","/aaa"})

19 url-patterns 的通配符[★]

注意：不能同時/*.擴展名的訪問路徑：會導致整個web專案加載失敗，所有的web資源都不能訪問，專案啟動會報如下錯誤：

---

Caused by: java.lang.IllegalArgumentException: Invalid <url-pattern> /admin/*.action in servlet mapping

---

優先級：/ 開頭的訪問路徑優先級高于擴展名結尾路徑
匹配原則：最優匹配原則，地址越接近誰就執行誰

20 擴展-DefaultServlet概述

DefaultServlet的作用：處理專案中的靜態資源

注意事項：
如果我們的專案中有 /* 的訪問地址，則我們的地址會覆寫DefaultServlet的訪問地址，會導致所有的 HTML 都無法訪問，

總結

web 資源：網頁上顯示的所有資料：文本，圖片，視頻，音頻…

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web 資源的分類

• 靜態資源：沒有與資料庫互動，資料直接寫死檔案中 可以使用的技術：HTML/CSS/JS
• 動態資源：資料來自資料庫 可以使用的技術：JSP/Servlet

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web 服務器：一個運行在高性能計算機上的軟體，可以將本機的資源提供給外界訪問，

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Tomcat 發布專案方式

• 方式1：直接將專案復制到webapps目錄下
• 方式2：虛擬目錄：專案可以放在任意位置，需要修改 conf/server.xml 檔案，在第69行添加如下代碼：
  <Context path="/專案的訪問路徑" docBase="專案的真實路徑" />
• 方式3：配置獨立的xml檔案：在 conf/catalina/localhost 目錄下創建xml檔案，檔案名任意(就是專案訪問路徑)
  在 xml 檔案中添加配置資訊： <Context docBase="專案的真實路徑" />

---

Servlet 是什么

• 運行在服務器端的一個小程式(一個實作Servlet的類)

---

Servlet 的作用

• 接收瀏覽器的請求并回應資料給瀏覽器

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Servlet的開發步驟

1. 創建一個類繼承HttpServlet
2. 重寫doGet或doPost方法：處理請求和回應資料
3. 使用注解配置訪問地址
4. 部署專案到服務器并啟動
5. 通過瀏覽器訪問即可

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Servlet生命周期相關方法

1. 無引數構造方法：瀏覽器第一次訪問創建物件時呼叫，只會呼叫1次
2. init：執行初始化操作 只會執行1次
3. service：處理請求和回應 每次請求執行1次
4. destory：服務器重啟或關閉呼叫，用于釋放資源 只會執行1次