что такое сервлет java
Сервлеты Servlets
Работу servlet‘а можно описать следующим образом: при приходе запроса от клиента Web-сервер с помощью специального конфигурационного файла может определить, какой сервлет необходимо выполнить. После этого Web-сервер запускает JVM, которая в свою очередь выполняет сервлет. Servlet обрабатывает запрос и передает содержимое Web-серверу (возможно в виде HTML-страницы). Web-сервер отправляет клиенту ответ (сформированную сервлетом HTML-страницу).
WEB-сервер по сути является неким контейнером, который загружает servlet‘ы, выполняет их, и, получив от них результат, отправляет его клиенту.
Servlet в архитектуре Web-приложения
Из-за своей мощности и гибкости, servlet‘ы могут играть значительную роль в архитектуре системы. Они могут выполнять прикладные задачи, предназначенные для промежуточного уровня, работать как прокси-сервер для клиента и даже улучшать функциональность промежуточного уровня, добавляя поддержку новых протоколов и других функций. Промежуточный уровень выполняет функции сервера приложений в так называемой трехуровневой системе клиент-сервер и расположен между «легковесным» клиентом, таким как Web-браузер, и источником данных.
Servlet как прокси-сервер
Для поддержки апплетов сервлеты могут выполнять функции их прокси-серверов. Это может быть важно, поскольку система безопасности Java позволяет апплетам соединяться только с сервером, с которого они были загружены. Если апплет нуждается в соединении с сервером баз данных, расположенном на другой машине, servlet может создать это соединение для апплета.
Временные и постоянные servlet‘ы
Сервлеты могут запускаться и останавливаться для каждого клиентского запроса. Также они могут запускаться при старте Web-сервера и существовать до его остановки. Временные servlet‘ы загружаются по требованию и предлагают хороший способ сохранения ресурсов сервера для редко используемых функций. Постоянные сервлеты загружаются при старте Web-сервера и существуют до его остановки. Сервлеты устанавливаются как постоянные расширения для сервера в том случае, если затраты по их запуску очень велики (например, установка соединения с базой данных), если они предлагают постоянную функциональность на стороне сервера (например, служба RMI), или в случаях, когда они должны отвечать на запросы клиента как можно быстрее. Не существует специального кода для назначения servlet‘а постоянным или временным; это функция настройки Web-сервера.
Жизненный цикл сервлета, javax.servlet.Servlet
Сервлеты выполняются на платформе Web-сервера как часть того же процесса, что и сам Web-сервер. Web-сервер отвечает за инициализацию, вызов и уничтожение каждого экземпляра сервлета. Web-сервер взаимодействует с сервлетом через простой интерфейс: javax.servlet.Servlet.
Интерфейс javax.servlet.Servlet включает три главных методов:
и два вспомогательных методов:
Сходство между интерфейсами servlet‘а и апплета Java очевидны. Именно так и было спроектировано! Java сервлеты являются для Web-серверов тем же самым, чем являются апплеты для Web-браузеров. Апплет выполняется в Web-браузере, выполняя действия по его запросу через специальный интерфейс. Сервлет делает то же самое, работая на Web-сервере.
Инициализация сервлета, метод init()
При первой загрузке сервлета вызывается метод init(). Это дает возможность сервлету выполнить любую работу по установке, например, открытие файлов или установку соединений с их серверами. Если сервлет установлен на сервере постоянно, он загружается при запуске сервера. В противном случае сервер активизирует сервлет при получении первого запроса от клиента на выполнение услуги, обеспечиваемой этим сервлетом.
Гарантируется, что метод init() закончится перед любым другим обращением к сервлету – таким как, например, вызов метода service(). Обратите внимание, что init() будет вызван только один раз; он не будет вызываться до тех пор, пока сервлет не будет выгружен и затем загружен сервером снова.
Метод init() принимает один аргумент – ссылку на объект ServletConfig, который содержит аргументы для инициализации сервлета. Этот объект имеет метод getServletContext(), возвращающий объект ServletContext, который содержит информацию об окружении сервлета.
Ядро сервлета, метод service()
Метод service() является сердцем сервлета. Каждый запрос от клиента приводит к одному вызову метода service(). Этот метод читает запрос и формирует ответное сообщение при помощи своих двух аргументов ServletRequest и ServletResponse :
Таким образом, существуют два способа передачи информации от клиента к сервлету. Первый – через передачу значений в параметрах запроса. Значения параметров могут быть вставлены в URL. Второй способ передачи информации от клиента к сервлету осуществляется через InputStream (или Reader).
Работа метода service() по существу проста – он создает ответ на каждый клиентский запрос, переданный ему с сервера. Однако необходимо помнить, что могут существовать несколько параллельных запросов, обрабатываемых в одно и то же время. Если метод service() требует каких-либо внешних ресурсов, таких как файлы, базы данных, то необходимо гарантировать, чтобы доступ к ресурсам являлся потокозащищенным.
Выгрузка сервлета, метод destroy()
Метод destroy() вызывается для освобождения всех ресурсов (например, открытые файлы и соединения с базой данных) перед выгрузкой сервлета. Этот метод может быть пустым, если нет необходимости выполнения каких-либо завершающих операций. Перед вызовом метода destroy() сервер ждет либо завершения всех обслуживающих операций, либо истечения определенного времени. Это означает, что метод destroy() может быть вызван во время выполнения какого-либо продолжительного метода service().
Важно оформить метод destroy() таким образом, чтобы избежать закрытия необходимых ресурсов до тех пор, пока все вызовы service() не завершатся.
Конфигурация сервлета, метод getServletConfig()
Метод getServletConfig() возвращает ссылку на объект, который реализует интерфейс ServletConfig. Данный объект предоставляет доступ к информации о конфигурации сервлета, т.е. доступ к параметрам инициализации сервлета и объекту контектса сервлета ServletContext, который дает доступ к сервлету и его окружению.
Информация о сервлете, метод getServletInfo()
Метод getServletInfo() определяется программистом, создающим сервлет, для возврата строки, содержащую информацию о сервлете, например: автор и версия сервлета.
Интерфейс ServletRequest
ServletRequest предоставляет клиентскую информацию о параметрах HTTP запроса сервлету, т.е. обеспечивает данные включая название параметра и значения, атрибуты, и входной поток. Эта информация передается в метод service().
Следующий servlet пример показывает, как получить информацию из параметра request метода service():
Дополнительная информация о запросе доступна сервлету через методы, основные из которых приведены в следующей таблице:
getAttribute () | Возвращает значение указанного атрибута этого запроса. |
getContentLength () | Размер запроса, если известен. |
getContentType () | Возвращает тип MIME тела запроса. |
getInputStream () | Возвращает InputStream для чтения двоичных данных из тела запроса. |
GetParameterNames () | Возвращает массив строк с именами всех параметров. |
getParameterValues () | Возвращает массив значений для указанного параметра. |
getProtocol () | Возвращает протокол и версию для запроса как строку видаИнтерфейс ServletResponseМетод getOutputStream возвращает поток вывода данных для сервлета. Этот поток используется, к примеру, для вывода бинарных файлов. Текстовые данные можно выводить с помощью java.io.Writer: Метод getWriter() автоматически конвертирует строки в тот charset, что указан в методе getCharacterEncoding() и getLocale(). Методом setContentLength устанавливается значение поля HTTP заголовка «Content-Length» Метод setContentType используется для отправки MIME типа содержимого документа. Поле HTTP заголовка «Content-Type». Поток вывода данных является буфферизованным. Это означает, что порция данных будет выдана клиенту только после заполнения буфера. Приведенные выше 4 метода позволяют, соответственно, установить размер буффера отправки, получить его размер, инициализировать отправку содержимое буффера клиенту, не дожидаясь его заполнения, а так же очистить этот буффер от данных. Методом isCommitted можно получить флаг, начата ли уже отправка данных клиенту. Флаг будет положительным, если HTTP заголовок ответа был уже отправлен. Если HTTP заголовок ещё не отправлен, то метод reset «сбрасывает» HTTP заголовок к значениям «по умолчанию». Диаграммы JFreeChart в сервлетахГрафическая библиотека JFreeChart может быть использована в сервлетах для создания диаграмм и их отображения на страницах сайтов в виде изображений. Подробности описания и примеры использования JFreeChart в сервлетах представлены здесь. Сервлет с графической библиотекой Chart.jsСкриптовая библиотека Chart.js позволяет создавать диаграммы с всплывающей подсказкой и анимационными эффектами на WEB-странице. Пример использования Chart.js в сервлетах представлен здесь. JNI в сервлетеВ ряде случаев может потребоваться использование JNI в WEB-приложении. Пример использования JNI в сервлетах представлен здесь. JMS сообщения в сервлетеСервлет может быть использован для обмена JMS сообщениями между приложениями. Пример использования сервлета для отправки и чтения JMS сообщений в контейнере JBoss представлен здесь. Сервлет в вопросах и ответахЧто такое сервлет?Интерфейс javax.servlet.Servlet включает три главных метода и два вспомогательных метода : Контейнер сервлетовКонтейнер сервлетов — это сервер, который обеспечивает системную поддержку сервлетов (жизненный цикл сервлета) согласно принятым правилам и спецификациями. Контейнер сервлетов может функционировать как самостоятельный веб-сервер и взаимодействовать с другим веб-сервером, например Apache. Самые распространенные реализации контейнеров сервлетов : Apache Tomcat, GlassFish, Jetty, JBoss, IBM WebSphere, Oracle Weblogic. GenericServlet и HttpServletJava Servlet API, кроме собственно интерфейсов, также содержит несколько классов сервлетов, которые могут служить основой. Базовым для всех этих классов является абстрактный класс javax.servlet.GenericServlet. Как видно из определения класс GenericServlet включает все методы интерфейсов Servlet и ServletConfig. Не реализованным методом остается лишь абстрактный метод service. Метод service вызывается при каждом обращении к сервлету. Пример сервлета First, наследующего свойства GenericServletКласс javax.servlet.http.HttpServlet наследует свойства GenericServlet. HttpServlet предоставляет ещё больше удобств для программиста и имеет много полезных методов : Интерфейсы ServletRequest и HttpServletRequestЗапрос от браузера поступает серверу в виде объекта типа HttpServletRequest. Этот интерфейс наследует свойства интерфейса ServletRequest. Методы интерфейса ServletRequest позволяют получать дополнительную информацию, в том числе и о сервлете и деталях протокола HTTP запроса : При вызове сервлета (обращении к серверу), как правило, передаются параметры и их значения. Для разбора параметров и извлечения их значений применяются методы, описанные на странице Класс HttpServlet. Интерфейсы ServletResponse и HttpServletResponseИнтерфейс ServletResponse предназначен для формирования и отправки данных клиенту. Все методы ServletResponse инструмента служат именно этой цели. Следующие методы позволяют получить ссылки на потоки вывода : Если метод getOutputStream() уже был вызван для этого ответа, то генерируется IllegalStateException. Интерфейс HttpServletResponse наследует интерфейс ServletResponse и включает еще несколько полезных методов, которые описаны на странице Класс HttpServlet. На этой же странице представлен пример использования HttpServletResponse для формирования ответа клиенту. Запуск сервлетаКонтейнер сервлетов загружает сервлет при первом запросе клиента. В отдельных случаях, если сервлет объемный, необходимо его загрузить непосредственно на старте приложения, чтобы сократить время обработки запроса. Для этого следует использовать тег в дескрипторе приложения web.xml, который определяет необходимость загрузки сервлета при запуске. Значение должно быть целочисленным. Если значение будет отрицательным, то сервлет будет загружен при запросе клиента, в остальных случаях сервлет загрузится на старте приложения. Сервлетный фильтрСогласно спецификации сервлетный фильтр представляет Java-класс, предназначенный для перехватывания запроса пользователя и позволяющий преобразовать содержание HTTP-запросов, HTTP-ответов и информацию, содержащуюся в заголовках HTML. Таким образом, сервлетный фильтр используется для предварительной обработки запроса и/или последующей обработки ответа сервлета. Сервлетный фильтр должен реализовывать интерфейс javax.servlet.Filter, который определяет три метода : В методе init() настраивается конфигурация фильтра. Метод doFilter выполняет основные функции фильтра. Контейнер сервлетов вызывает init() один раз, чтобы подготовить фильтр к работе, и вызывает doFilter() при поступлении запросов пользователя/браузера, которые фильтр должен перехватить. После того, как приложение заканчивает свою работу, вызывается метод destroy(). Сервлетный фильтр можно использовать для : Сервлетный фильтр подключается в дескрипторе приложения web.xml. В следующем листинге определяется сервлетный фильтр hello, который может быть вызван при прямом обращении к нему. Пример использования данного фильтра можно посмотреть на странице Пример сервлета, hello! Сервлетный фильтр может быть сконфигурирован так, что он будет работать с одним сервлетом, группой сервлетов или с определенной группой страниц. В следующем листинге дискриптора приложения web.xml фильтр FilterName подключается к сервлету ServletName и к страницам *.html. Конфигурация сервлета, ServletConfigИнтерфейс javax.servlet.ServletConfig используется для передачи конфигурационной информации сервлету. Каждый сервлет имеет свой собственный ServletConfig, за создание которого отвечает контейнер сервлетов. В следующем листинге в методе инициализации init в консоль выводятся параметры name и mname, определенные в дескрипторе приложения (см. пример выше). Контекст сервлета, ServletContextДля доступа из сервлета к параметрам WEB-приложения необходимо использовать интерфейс javax.servlet.ServletContext. Объект ServletContext является уникальным и доступен всем сервлетам. ServletContext позволяет получить доступ к параметрам WEB-приложения, определенным в дескрипторе web.xml тегом : Объект ServletContext можно получить с помощью метода getServletContext() интерфейса ServletConfig. Интерфейс ServletContext определяет доступ к следующим функциям для работы с аттрибутами : Роль аттрибутов может выполнять объект любого класса. Цель данных функций связана с пересылкой между несвязанными друг с другом сервлетами разных объектов. Отличия ServletConfig и ServletContextИнтерфейс RequestDispatcherИнтерфейс RequestDispatcher используется для работы с дополнительными ресурсами, к которым относятся другой сервлет, страница JSP или документ HTML. Как правило, данный интерфейс используется для внутренней коммуникации между сервлетами в одном контексте. Доступ к RequestDispatcher можно получить с помощью метода getRequestDispatcher(String url) интерфейса ServletContext. RequestDispatcher реализует два метода : Отличия методов forward() и sendRedirect()Метод forward() интерфейса RequestDispatcher используется для передачи запроса другому ресурсу внутри сервлета. То есть действие выполняется в один шаг. Метод sendRedirect() интерфейса ServletResponse является двухшаговым. В этом методе WEB-приложение возвращает ответ клиенту со статусом кода 302 (redirect) и с ссылкой для отправки запроса. Браузер отправляет полностью новый запрос по полученной ссылке. То есть, forward() обрабатывается внутри контейнера, а sendRedirect() обрабатывается в браузере. Для организации перехода внутри одного и того же приложения необходимо использовать forward(), т.к. данный метод реагирует быстрее, чем sendRedirect(), использующий дополнительный сетевой ресурс. При использовании метода forward() адрес URL в строке остается прежним, т.к. браузер не знает о фактически обрабатываемом ресурсе. В методе sendRedirect() адрес URL изменяется на пробрасываемый ресурс. Пример использования методов forward() и sendRedirect() в сервлете представлен здесь. Как работает Servlet в Java.Сегодня пришло время узнать как же работает Servlet, а не просто копировать код и верить мне на слово. Эта статья является продолжением цикла статей о простом сайте на джава, но здесь мы не будем продолжать работать над сайтом, а узнаем, как все работает на низком уровне. Для тех, кто не в теме: мы пишем простой сайт на языке Java и разбираемся с веб программированием на Java. Если Вы проделали примеры из прошлых статей, то уже создавали класс, который унаследован от HttpServlet и который и был сервлетом. Мы пока использовали сервлеты только для маппинга страниц, когда отображалась jsp страница, в зависимости от урл запроса. Это не все, что умеет сервлет. Сервлет является компонентом приложений Java EE (Enterprise Edition), которые выполняются на стороне сервера, имеют способность обрабатывать клиентские запросы и динамически генерировать ответы на них. Сервлет находится в пакете javax.servlet, который мы добавляли в мавен зависимости в первой статье. Как уже было сказано, сервлет принимает запросы от клиента. Чаще всего это http запросы. Под клиентом в веб программировании имеется браузер. Не путайте с пользователем. Есть несколько типов запросов http: Есть еще несколько других, но они нам пока не интересны. В этой статье я не буду расписывать разницу между запросами, но знать ее нужно. Хотя бы разницу между гет и пост запросами, которыми мы будем пользоваться. Мы уже писали методы, которые отвечают за обработку этих запросов в сервлете: doGET(), doPost(). На вход они принимал ServletRequest — инкапсулирует связь клиента с сервером; ServletResponse — инкапсулирует обратную связь сервлета с клиентом. ServletRequest и ServletResponse это интерфейсы, которые тоже находятся в пакете javax.servlet. Мы использовали только ServletRequest и только малые его функции: получали урл и переводили запрос на jsp. Но ServletRequest дает сервлету доступ к такой информации как имена параметров, переданных клиентом, протоколы, используемые клиентом, имена удаленного хоста создавшего запрос и сервера который их получает. С его помощью можно получать сессию клиента. Для примера я взял сервлет из нашего проекта https://github.com/caligula95/simplewebapp-part2 и прописал несколько методов: import java.io.IOException ; /** /** /** Если мы допишем параметр в нашем урл адресе: http://localhost:8080/?myParameter=Hello world, то получим результат: ServletResponse — дает сервлету методы для ответа на запросы клиента: С ним мы подробнее познакомимся в третьей части нашего приложения. Жизненный цикл сервлета Сервлет имеет определенный жизненный цикл, которым управляет контейнер сервлетов. В наших примерах это Tomcat. Во время работы нашего приложения контейнер сервлетов (Tomcat) загружает, инициализирует и управляет жизненным циклом сервлета. Предлагаю рассмотреть подробнее этот процесс. Когда мы только запустили наше приложение Tomcat загрузил и инициализировал наш сервлет вызвав его метод init(). Когда пользователя вводит адрес нашего приложения в браузере или делает запрос другим способом для него создается отдельный поток, в котором вызывается метод service() для обработки запросов клиента. Метод service() предназначен для одновременной обработки множества запросов. Когда приложение завершает работу вызывается метод destroy() и сервлет выгружается из памяти. Когда мы говорим о том, что вызывается метод service или destroy — это означает, что они могут вызываться без нашего участия. Вы можете например поместить код освобождения занятых сервлетом ресурсов в метод destroy(), но вызывать или переопределять эти методы не обязательно. Есть много статей, где авторы создают множество сервлетов в одном проекте под каждый отдельный запрос пользователя. Как правило, сервлеты путают с контроллерами Spring фреймворка. Это немного не тот случай. Я не советую Вам создавать множество сервлетов в своем проекте. Многие могут спросить: как тогда обрабатывать множество запросов? Ведь на реальных проектах бывает очень много урл запросов и писать под каждый if-else конструкцию не очень удобно. Отвечаю: есть такой паттерн программирования как команд (Command). С его помощью очень удобно реализовать разные запросы в одном классе. Более детальнее мы будем рассматривать такую реализацию в наших последующих примерах с сайтом на джава. Сейчас, для Вас главное понять как устроет сервлет, для чего он нужен и как применяется. Все остальное будет понятно по мере разработки приложения. Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана |