Servlet规范

Servlet规范描述了HTTP请求及响应处理过程相关的对象及其作用。本文就来介绍下Servlet规范中一些重要的接口。

Servlet接口

Servlet规范的核心接口即是Servlet接口，它是所有Servlet类必须实现的接口。在Java Servelt API中已经提供了两个抽象类方便开发者实现Servlet类，分别是GenericServlet和HttpServlet,GenericServlet定义了一个通用的、协议无关的Servlet，而HttpServlet则定义了HTTP的Servlet，这两个抽象类可以使Servlet类复用很多共性功能。

Servlet的生命周期主要包括加载实例化、初始化、处理客户端请求、销毁。加载实例化主要由Web容器完成，而其他三个阶段则对应Servlet的init、service和destroy方法。

ServletRequest接口

ServletRequest接口的实现类封装了客户端请求的所有信息，如果使用HTTP协议通信则包括HTTP的请求行和请求头部。HTTP对应的请求对象类型是HttpServletRequest类。ServletRequest接口的实现类中的信息包括以下几部分。

一些HTTP请求头部的获取方法，如getHeader、getHeaders和getHeaderNames。
一些获取请求路径的方法，如getContextPath、getServletPath和getPathInfo，对于路径变量，其中requestURI=contextPath+servletPath+pathInfo，而getRealPath方法则是获取某个相对路径对应的文件系统路径。
获取Cookie的方法，如getCookies方法；提供了判断标识是否为HTTPS的方法，如isSecure方法。
获取客户端语言环境的方法，如getLocale和getLocales，它们对应HTTP的Accept-Language头部
获取客户端编码的方法，如getCharacterEncoding，对应HTTP协议的Content-Type头部。

ServletRequest接口的对象只在Servlet的service方法或过滤器的doFilter方法作用域内有效，除非启用了异步处理以调用ServletRequest接口对象的startAsync方法，此时request对象会一直有效，直到调用AsyncContext的complete方法。另外，Web容器通常会出于性能原因而不销毁ServletRequest接口的对象，而是重复利用ServletRequest接口对象。

ServletContext接口

ServletContext接口定义了运行所有Servlet的Web应用的视图。其提供的内容包括以下几个部分。

某个Web应用的Servlet全局存储空间，某Web应用对应的所有Servlet共有的各种资源和功能的访问。
获取Web应用的部署描述配置文件的方法，例如getInitParameter和getInitParameterNames。
添加Servlet到ServletContext里面的方法，例如addServlet。
添加Filter（过滤器）到ServletContext里面的方法，例如addFilter。
添加Listener（监听器）到ServletContext里面的方法，例如addListener。
全局的属性保存和获取功能，例如setAttribute、getAttribute、getAttributeNames和removeAttribute等
访问Web应用静态内容的方法，例如getResource和getResourceAsStream，以路径作为参数进行查询，此参数要以“/”开头，相对于Web应用上下文的根或相对于Web应用WEB-INF/lib目录下jar包的META-INF/resources。

所有Servlet及它们使用的类需要由一个单独的类加载器加载。每个实现ServletContext接口的对象都需要一个临时存储目录，Servlet容器必须为每个ServletContext分配一个临时目录，并可在ServletContext接口中通过javax.servlet.context.tempdir属性获取该目录。

ServletResponse接口

ServletResponse接口的对象封装了服务器要返回客户端的所有信息。如果使用HTTP，则包含了HTTP的响应行、响应头部和响应体。

为了提高效率，一般ServletResponse接口对响应提供了输出缓冲。其中，getBufferSize用于获取缓冲区大小；setBufferSize用于设置缓冲区大小；flushBuffer强制刷新缓冲区；resetBuffer将清空缓冲区中的内容，但不清空请求头部和状态码；isCommitted判断是否有任何响应字节已经返回给客户端；reset清空缓冲区内容，同时清空头部信息和状态码。

ServletResponse接口对应HTTP的实现对象为HttpServletResponse，可以通过setHeader和addHeader方法向HttpServletResponse中添加头部；可以通过sendRedirect将客户端重定向到另外一个地址；可以通过sendError将错误信息输出到客户端。

当ServletResponse接口关闭时，缓冲区中的内容必须立即刷新到客户端，ServletResponse接口只在Servlet的service方法或过滤器的doFilter方法的作用域内有效，除非它关联的ServletResponse接口调用了startAsync方法启用异步处理，此时ServletResponse接口会一直有效，直到调用AsyncContext的complete方法。另外，Web容器通常会出于性能原因而不销毁ServletResponse接口对象，而是重复利用ServletResponse接口对象。

Filter接口

Filter接口允许Web容器对请求和响应做统一处理。例如，统一改变HTTP请求内容和响应内容，它可以作用于某个Servlet或一组Servlet。

Web应用部署完成后，必须实例化过滤器并调用其init方法。当请求进来时，获取第一个过滤器并调用doFilter方法，接着传入ServletRequest对象、ServletResponse对象及过滤器链（FilterChain）,doFilter方法负责过滤器链中下一个实体的doFilter方法调用。当容器要移除某过滤器时必须先调用过滤器的destroy方法。

可以用“@WebFilter”注解或部署描述文件定义过滤器，XML配置形式使用元素定义，包括、和子节点，并使用定义Web应用的Servlet和其他静态资源通过过滤器。

会话

Servlet没有提出协议无关的会话规定，而是每个通信协议自己规定，HTTP对应的会话接口是HttpSession。Cookie是常用的会话跟踪机制，其中Cookie的标准名字必须为JSESSIONID。另外一种会话跟踪机制则是URL重写，即在URL后面添加一个jsessionid参数，当支持Cookie和SSL会话的情况下，不应该使用URL重写作为会话跟踪机制。

会话ID通过调用HttpSession.getId()获取，且能在创建后通过调用HttpServletRequest. changeSessionId()改变。HttpSession对象必须限定在ServletContext级别，会话里面的属性不能在不同ServletContext之间共享。

Servlet可将某对象以键值对形式保存到HttpSession中，处于同一个ServletContext和相同会话中的任意Servlet都可以使用会话中保存的对象。如果某些对象想要在保存到会话或从会话中移除时得到通知，可以让某个对象实现HttpSessionBindingListener接口，里面的valueBound和valueUnbound分别会在对应时刻触发。

Servlet容器默认会话的超时时间，可以通过HttpSession的getMaxInactiveInterval方法获取和setMaxInactiveInterval方法设置。

分布式环境中，会话的所有请求在同一时间必须仅被一个JVM处理，分布式容器迁移会话时会通知实现了HttpSessionActivationListener接口的所有会话属性。

注解

Web应用中，使用了注解的类只有被放到WEB-INF/classes目录中或WEB-INF/lib目录下的jar中，注解才会被Web容器处理。web.xml配置文件的元素的metadata-complete默认为false，这表示Web容器必须检查类的注解和Web Fragment，否则忽略注解和WebFragment。下面介绍几个注解。

@WebServlet注解用于在Web项目中定义Servlet，它必须指定urlPatterns或value属性，默认的name属性为完全限定类名，@WebServlet注解的类必须继承javax.servlet.http.HttpServlet类。

@WebFilter注解用于在Web项目定义Filter，它必须指定urlPatterns、servletNames或value属性，默认的filterName属性为完全限定类名，使用@ WebFilter注解的类必须实现javax.servlet.Filter。

@WebInitParam注解用于指定传递到Servlet或Filter的初始化参数，它是WebServlet和WebFilter注解的一个属性。

@WebListener注解用于定义Web应用的各种监听器，使用@WebListener注解的类必须实现以下接口中的一个：

javax.servlet.ServletContextListene
javax.servlet.ServletContextAttributeListener
javax.servlet.ServletRequestListener
javax.servlet.ServletRequestAttributeListener
javax.servlet.http.HttpSessionListener
javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
javax.servlet.http.HttpSessionIdListener；

@MultipartConfig注解用于指定Servlet请求期望的是mime/multipart类型。

参考

本文摘录自

《Tomcat内核设计剖析》