Servlet接口

Servlet 接口详解：Java Web 开发的基石

Servlet 是 Java Web 技术的核心组件，负责处理客户端请求并生成动态响应。它由 Servlet 容器管理，遵循标准化的生命周期，是构建 Java Web 应用的基础。本文将从 Servlet 的核心概念、接口方法、生命周期、配置方式及相关对象等方面，全面解析 Servlet 技术。

Servlet 与 Servlet 容器

1. 什么是 Servlet？

Servlet 是运行在 Web 服务器中的 Java 类，用于处理客户端（如浏览器）的 HTTP 请求并生成动态内容。它具有以下特点：

平台无关：基于 Java 技术，可在任何支持 Java 的 Web 服务器上运行；
由容器管理：生命周期（创建、初始化、服务、销毁）完全由 Servlet 容器控制；
动态内容生成：通过接收请求参数、访问数据库等方式，生成个性化响应。

2. 什么是 Servlet 容器？

Servlet 容器是 Web 服务器（如 Tomcat、Jetty）的一部分，负责与 Servlet 交互并管理其生命周期。其核心功能包括：

加载和实例化 Servlet 类；
调用 Servlet 的生命周期方法（init、service、destroy）；
处理 HTTP 请求与响应的封装（将底层 TCP 数据转换为 HttpServletRequest/HttpServletResponse 对象）；
管理 Servlet 之间的共享资源（如 ServletContext）。

Servlet 接口核心方法

javax.servlet.Servlet 接口定义了 Servlet 与容器交互的标准协议，包含 5 个核心方法：

public interface Servlet {
    // 初始化 Servlet，容器创建 Servlet 后调用，仅执行一次
    void init(ServletConfig config) throws ServletException;

    // 获取 Servlet 的配置信息（如初始化参数）
    ServletConfig getServletConfig();

    // 处理客户端请求，每次请求都会调用
    void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException;

    // 返回 Servlet 的元信息（如作者、版本）
    String getServletInfo();

    // 销毁 Servlet，释放资源，容器卸载时调用，仅执行一次
    void destroy();
}

方法详解：

init(ServletConfig config)
- 触发时机：Servlet 实例被创建后（首次请求时或容器启动时，取决于 load-on-startup 配置）；
- 作用：初始化资源（如加载配置、连接数据库），config 参数包含 Servlet 的配置信息；
- 注意：若重写此方法，需确保调用 super.init(config)（如在 GenericServlet 中），否则 getServletConfig() 会返回 null。
service(ServletRequest req, ServletResponse res)
- 触发时机：每次客户端请求该 Servlet 时；
- 作用：接收请求（ServletRequest）、处理业务逻辑、生成响应（ServletResponse）；
- 注意：ServletRequest 和 ServletResponse 是通用接口，HTTP 场景下会被转换为 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse。
destroy()
- 触发时机：Servlet 容器关闭或应用卸载时；
- 作用：释放资源（如关闭数据库连接、停止后台线程）。

Servlet 的继承体系

为简化开发，Java 提供了 Servlet 接口的实现类，形成以下继承关系：

Servlet继承关系

1. `GenericServlet`

实现 Servlet 和 ServletConfig 接口，提供默认实现：

封装 ServletConfig 对象，可直接调用 getInitParameter() 等方法；
提供无参 init() 方法，避免重写 init(ServletConfig) 时忘记保存配置对象；
未实现 service() 方法（仍为抽象方法），需子类实现。

2. `HttpServlet`

继承 GenericServlet，专为 HTTP 协议设计，重写 service() 方法实现请求分发：

@Override
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
    HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
    HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;
    // 根据 HTTP 方法（GET/POST 等）分发到对应方法
    String method = request.getMethod();
    if (method.equals("GET")) {
        doGet(request, response);
    } else if (method.equals("POST")) {
        doPost(request, response);
    }
    // 其他方法（PUT/DELETE 等）的处理...
}

开发中通常继承 HttpServlet，只需重写 doGet() 和 doPost() 即可处理 HTTP 请求：

public class MyServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.getWriter().write("Hello, GET!");
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        resp.getWriter().write("Hello, POST!");
    }
}

Servlet 的注册与映射

Servlet 需在配置文件中注册并映射 URL 路径，才能被容器识别和访问。配置方式有两种：XML 配置和注解配置（Servlet 3.0+）。

XML 配置（`web.xml`）

<!-- 注册 Servlet -->
<servlet>
    <servlet-name>MyServlet</servlet-name> <!-- 唯一标识 -->
    <servlet-class>com.example.MyServlet</servlet-class> <!-- 全类名 -->
    <!-- 初始化参数（仅当前 Servlet 可见） -->
    <init-param>
        <param-name>encoding</param-name>
        <param-value>UTF-8</param-value>
    </init-param>
    <!-- 加载时机：0 或正数表示容器启动时加载，值越小优先级越高；负数表示首次请求时加载 -->
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>

<!-- 映射 URL 路径 -->
<servlet-mapping>
    <servlet-name>MyServlet</servlet-name> <!-- 与注册时的名称一致 -->
    <url-pattern>/myServlet</url-pattern> <!-- 访问路径，以 / 开头 -->
</servlet-mapping>

注解配置（Servlet 3.0+）

无需 web.xml，直接在 Servlet 类上添加 @WebServlet 注解：

@WebServlet(
    name = "MyServlet",
    urlPatterns = "/myServlet",
    initParams = {@WebInitParam(name = "encoding", value = "UTF-8")},
    loadOnStartup = 1
)
public class MyServlet extends HttpServlet {
    // ...
}

缺省 Servlet

容器（如 Tomcat）内置一个 “缺省 Servlet”，用于处理未被其他 Servlet 映射的请求（如静态资源：HTML、CSS 等）。其配置如下：

<servlet>
    <servlet-name>default</servlet-name>
    <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>default</servlet-name>
    <url-pattern>/</url-pattern> <!-- 匹配所有未被映射的请求 -->
</servlet-mapping>

Servlet 相关核心对象

`ServletConfig`

每个 Servlet 实例对应一个 ServletConfig 对象，用于获取当前 Servlet 的初始化参数和 ServletContext：

// 获取初始化参数
String encoding = getServletConfig().getInitParameter("encoding"); // 对应 <init-param>
Enumeration<String> paramNames = getServletConfig().getInitParameterNames();

// 获取 ServletContext
ServletContext context = getServletConfig().getServletContext();

`ServletContext`

代表整个 Web 应用，全局唯一，所有 Servlet 共享。主要功能：

获取全局初始化参数（web.xml 中 <context-param> 配置）；
访问 Web 应用资源（如获取文件路径、读取资源流）；
共享数据（通过 setAttribute/getAttribute）。

示例：

<!-- 全局初始化参数（所有 Servlet 可见） -->
<context-param>
    <param-name>appName</param-name>
    <param-value>MyWebApp</param-value>
</context-param>

// 在 Servlet 中获取
ServletContext context = getServletContext();
String appName = context.getInitParameter("appName"); // "MyWebApp"

// 获取资源路径（服务器上的绝对路径）
String realPath = context.getRealPath("/WEB-INF/config.xml");

// 共享数据
context.setAttribute("userCount", 100);
int count = (int) context.getAttribute("userCount");

Servlet 生命周期

Servlet 的生命周期完全由容器管理，分为 4 个阶段：

1. 实例化（构造器）

触发时机：容器首次加载 Servlet 时（根据 load-on-startup 配置）；
操作：容器调用 Servlet 的无参构造器创建实例（仅一次）。

2. 初始化（`init()`）

触发时机：实例创建后立即调用；
操作：执行初始化逻辑（如加载配置、连接数据库），由 init(ServletConfig) 实现，开发者可重写无参 init()。

3. 服务（`service()`）

触发时机：每次客户端请求该 Servlet 时；
操作：容器创建新线程调用 service() 方法，处理请求并生成响应。对于 HTTP 请求，HttpServlet 会分发到 doGet()/doPost() 等方法。

4. 销毁（`destroy()`）

触发时机：容器关闭或应用卸载时；
操作：执行资源清理逻辑（如关闭连接、释放内存），仅调用一次。

生命周期流程图：

容器启动/首次请求 → 构造器（实例化） → init()（初始化） → 每次请求调用 service() → 容器关闭 → destroy()（销毁）