Servlet原理

?Servlet 體系結構的類層次關系

Servlet（接口）：定義了 Servlet 的核心生命周期方法（如?init()、service()、destroy()），是所有 Servlet 的頂層規范，任何 Servlet 都需實現該接口。
GenericServlet（抽象類）：實現了?Servlet?接口，提供了與協議無關的通用功能（如初始化、銷毀等），但未具體處理 HTTP 協議相關邏輯，保留抽象方法。
HttpServlet（抽象類）：繼承?GenericServlet，針對 HTTP 協議進行擴展，實現了基于 HTTP 方法（如 GET、POST）的請求分發邏輯（如?doGet()、doPost()?等方法），專注于處理 HTTP 場景。
自定義 Servlet 類：通過繼承?HttpServlet，重寫對應的方法（如?doGet()、doPost()），實現具體的業務邏輯，以處理客戶端的 HTTP 請求。

Servlet資源準備

1、Servlet接口：

Servlet接口的作用：實現Servlet生命周期，定義init()、service(request，response)和destroy()方法。
接口中的方法全都是抽象方法，只定義不實現，方法頭默認為public abstract。

import com.qcby.Servlet.req.HttpServletRequest;
import com.qcby.Servlet.req.HttpServletResponse;public interface Servlet {void init();void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception;void destroy();
}

init()?方法
- 功能：初始化 Servlet 實例。
- 調用時機：Servlet 容器（如 Tomcat）創建 Servlet 實例后立即調用，通常用于資源初始化（如加載配置文件、建立數據庫連接等）。
- 注意事項：該方法在 Servlet 的生命周期中僅調用一次。
service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)?方法
- 功能：處理客戶端請求并返回響應。
- 參數：
  - HttpServletRequest：封裝客戶端請求信息（如請求頭、請求參數、URL 等）。
  - HttpServletResponse：封裝服務器響應信息（如狀態碼、響應頭、響應體等）。
- 異常處理：聲明拋出?Exception，允許實現類處理各類異常（如 IO 異常、業務異常等）。
- 調用時機：每次接收到客戶端請求時，容器會調用該方法。
destroy()?方法
- 功能：銷毀 Servlet 實例。
- 調用時機：Servlet 容器關閉或重新加載 Servlet 時調用，通常用于資源釋放（如關閉數據庫連接、釋放文件句柄等）。
- 注意事項：該方法在 Servlet 的生命周期中僅調用一次。

2、GenericServlet抽象類

?GenericServlet抽象類實現Servlet接口中的init()方法和destroy()方法。

為什么GenericServlet類是抽象類？

? 我們知道當一個普通類繼承一個接口時，需要對接口中的所有方法進行實現，但這里我們不實現Servlet接口中的service(request，response)方法，因此我們需要把GenericServlet類變成抽象類，因為抽象類不必實現接口中的全部方法。

public abstract class GenericServlet implements Servlet {public void init(){System.out.println("初始化成功");}public void destroy(){System.out.println("銷毀成功");}
}

3、HttpServlet抽象類

HttpServlet抽象類實現Servlet接口中的service(request，response)方法

為什么HttpServlet類也是抽象類？

? 之所以HttpServlet類也是抽象類，是因為普通類中必須對方法進行實現，而在HttpServlet類中，實現service（request，response）方法的邏輯為：如果接收到GET請求，那么執行doGet方法；如果接收到POST請求，那么執行doPost方法。在此我們只需要對doGet和doPost方法進行定義不需要實現，所以HttpServlet只有成為抽象類，才不必實現doGet和doPost方法。

import com.qcby.Servlet.req.HttpServletRequest;
import com.qcby.Servlet.req.HttpServletResponse;public abstract class HttpServlet  extends GenericServlet {//實現Servlet生命周期的service方法public void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {//如果接收到GET請求，那么執行doGet方法if(request.getMethod().equals("GET")){doGet(request,response);}//如果接收到POST請求，那么執行doPost方法else if(request.getMethod().equals("POST")){doPost(request,response);}}protected abstract void doGet(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response) throws Exception;protected abstract void doPost(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response)throws Exception;
}

4、HttpRequest類

HttpRequest類實現請求路徑和請求方法的獲取與輸出。

public class HttpServletRequest {private String path;private String method;public String getPath(){return path;};public void setPath(String path){this.path = path;}public String getMethod(){return method;}public void setMethod(String method){this.method = method;}
}

5、HttpResponse類

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;public class HttpServletResponse {private OutputStream outputStream;public HttpServletResponse(OutputStream outputStream){this.outputStream = outputStream;}public void writeServlet(String context) throws IOException{outputStream.write(context.getBytes());}
}

I/0請求

? 客戶端向瀏覽器發出的請求，瀏覽器不會主動向客戶端發送請求

1、請求方式
? HTTP協議的請求方式有很多，在這里我們只介紹GET請求和POST請求。

（1）GET請求
通過URL傳遞參數，URL與參數之間用？隔開，多個參數用&隔開，也是表單的默認提交方式。
GET傳送的數據量較小，這主要是因為受到URL長度的限制。
GET會將數據顯示到URL當中不安全。
基于以上三個特點，GET一般用于直接獲取數據，提高查詢速度。

?請求頭

Accept-Encoding：gzip，deflate，br----瀏覽器所使用的語言?
Host：www.baidu.com----遠程主機
Cookie----cookie
User-Agent----瀏覽器類型

請求正文

? 即我們想要請求的信息。

??Socket

Socket（套接字）是計算機網絡編程中用于實現網絡通信的關鍵編程接口（API），它是對底層網絡協議（如 TCP/IP）的封裝，為開發者提供了便捷的網絡通信能力，屏蔽了協議底層的復雜實現細節。

一、Socket 的核心作用

標識進程通信：網絡中主機靠 IP 地址唯一標識，而主機內的進程通信依賴 “協議 + 端口”。Socket 結合 IP 地址與端口號（如?IP 地址:端口號），唯一標識網絡中的進程，實現不同主機進程間的數據交互。
提供通信能力：如同 “發動機”，為程序提供發送和接收數據的網絡通信基礎能力，支持多種網絡協議的應用開發。

二、Socket 的常見類型

流式套接字（SOCK_STREAM）
- 基于?TCP 協議，提供面向連接、可靠的數據傳輸。
- 確保數據無差錯、無重復發送，并按順序接收，內置流量控制（如網頁瀏覽、文件傳輸）。
數據包套接字（SOCK_DGRAM）
- 基于?UDP 協議，提供無連接服務。
- 不保證數據傳輸的可靠性，可能丟失、重復或亂序（如視頻會議、在線游戲）。
原始套接字（SOCK_RAW）
- 允許直接訪問較低層次協議（如 IP、ICMP），用于網絡底層機制調試、新協議開發或網絡監聽。

三、Socket 的工作流程

服務端：
1. 初始化 Socket 對象，指定協議族（如?AF_INET?表示 IPv4）和套接字類型（如?SOCK_STREAM）。
2. 綁定（bind）服務端的 IP 地址和端口號。
3. 對端口進行監聽（listen），等待客戶端連接。
4. 接受連接（accept），與客戶端建立通信鏈路后，通過讀寫操作（如?read/write、recv/send）傳輸數據。
5. 通信結束后關閉連接。
客戶端：
1. 初始化 Socket 對象。
2. 連接（connect）到服務端的 IP 地址和端口。
3. 連接成功后，發送請求數據并接收響應。
4. 通信結束后關閉連接。

四、Socket 與協議的關系

Socket 是工具層：它是網絡通信的編程接口，而非具體協議，支持基于 TCP、UDP 等協議的通信。
TCP 和 UDP 是實現方式：
- TCP 是面向連接的可靠協議，適合對數據準確性要求高的場景。
- UDP 是無連接的輕量級協議，適合對實時性要求高、容忍少量丟包的場景。

五、通俗比喻輔助理解

將 Socket 比作 “郵局”：

每個程序（進程）如同 “城市”，需通過 “郵局（Socket）” 收發信息（數據）。
郵局（Socket）負責處理郵件（數據）發送的復雜細節（如分類、路由），程序員無需關心底層網絡協議（如 TCP/IP）的復雜實現，只需通過簡單接口（如發信、收信操作）即可完成通信。
不同的郵寄方式（如普通信件、快遞）類似 Socket 支持的不同協議（TCP 可靠、UDP 快速但不保證送達）。

package Servlet.test;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) {// 使用try-with-resources自動關閉ServerSockettry (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080)) {System.out.println("服務器啟動，監聽端口: 8080");// 循環監聽多個客戶端連接while (true) {try (Socket socket = serverSocket.accept();InputStream inputStream = socket.getInputStream();BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "UTF-8"))) {System.out.println("客戶端連接成功: " + socket.getInetAddress());// 讀取HTTP請求String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {if (line.isEmpty()) { // 空行表示HTTP請求頭結束break;}System.out.println("請求行: " + line);}// 返回簡單的HTTP響應String response = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +"Content-Type: text/html\r\n" +"\r\n" +"<html><body><h1>Hello, World!</h1></body></html>";socket.getOutputStream().write(response.getBytes("UTF-8"));} catch (IOException e) {System.err.println("處理客戶端連接時發生異常: " + e.getMessage());e.printStackTrace();}}} catch (IOException e) {System.err.println("服務器啟動失敗: " + e.getMessage());e.printStackTrace();}}
}