Servlet入门

前言

Servlet是JavaWeb开发的基础，本系列文章是笔者学习Servlet的笔记或者视频，本系列以Kotlin开发，从环境配置开始一步步入门Servlet。

开发环境

IntelliJ IDEA 2022.2.4 (Ultimate Edition)
JDK 8
Gradle 7.4.2
Kotlin 1.7.21
Tomcat 10.1.13

创建项目

打开 IDEA 点击 New Project ，弹出上图的界面，选择 New Project 选项，填写以下内容：

项目名称，
项目位置，
选择 Kotlin 语言，
选择 Gradle 构建系统，
选择 JDK 1.8 版本，
Gradle DSL 选择 Kotlin，
其他的选项暂时不做修改。

最后点击 Create 按钮创建项目，创建完成后如下图：

在上图中，笔者已经编辑了 build.gradle.kts文件，并添加了 war 插件和 jakarta.servlet-api 依赖：

plugins {
    kotlin("jvm") version "1.7.21"
+   war
}

dependencies {
+   providedCompile("jakarta.servlet:jakarta.servlet-api:6.0.0")
    testImplementation(kotlin("test"))
}

引入 war 插件是因为需要打包成 war 而不是 jar，表示：Java Web Application Archive。

通过 war 插件提供的依赖关系配置 providedCompile 引入Servlet API，表示仅在编译时使用，但不会打包到 .war 文件中，因为在运行期 Web 服务器本身已经提供了 Servlet API相关的 jar 包。

Servlet 版本

要务必注意 servlet-api 的版本。4.0 及之前的 servlet-api 由 Oracle 官方维护，引入的依赖项是 javax.servlet:javax.servlet-api，编写代码时引入的包名为：

1	import javax.servlet.*;

而 5.0 及以后的 servlet-api 由 Eclipse 开源社区维护，引入的依赖项是 jakarta.servlet:jakarta.servlet-api，编写代码时引入的包名为：

1	import jakarta.servlet.*;

本系列笔记使用最新的 Servlet 6.0.0 版本，可以在 Maven Central Servlet-API 中查询 Servlet 版本。

Tomcat 版本

Servlet 版本与 Tomcat 版本的对应关系：

Servlet	Tomcat	Java
4.0	9.0.x	>= 8
5.0	10.0.x	>= 8
6.0	10.1.x	>= 11

本系列笔记使用最新的 Tomcat 10.1.13 版本，可以在 Apache Tomcat® - Which Version 查询最新的版本。

新建Servlet

在 main -> kotlin 目录下新建一个名为 servlet 的包并在其中新建一个名为 HelloServlet.kt 的 Kotlin 类，并添加以下代码：

package servlet

import jakarta.servlet.http.HttpServlet

class HelloServlet : HttpServlet() {
}

我们不应该直接实现 Servlet 接口，我们应该继承 HttpServlet 抽象类，然后复写其中的 init() 和 doGet() 函数，并导入相关的类，代码如下所示：

import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse

class HelloServlet : HttpServlet() {

    override fun init() {
    }

    override fun doGet(req: HttpServletRequest, resp: HttpServletResponse) {
    }
}

注意：区分 init() 函数与 Kotlin 中的 init{} 代码块

在 init() 函数中添加以下代码：

1	println("HelloServlet init")

当 init() 函数调用时输出 HelloServlet init 字符串。

在 doGet() 函数体中添加以下代码：

resp.contentType = "text/html"
with(resp.writer) {
	write("<h1>Hello Servlet!</h1>")
	flush()
}

通过 resp.contentType 设置响应类型，
然后在 with 函数中调用 resp.writer 对象的 write 函数写入响应内容，
最后调用 flush 函数强制输出。

配置文件

低版本

在低版本的 Servlet 中，需要在 web.xml 配置文件中配置我们写好的 Servlet。在 main 目录下新建一个名为 webapp 的目录，在其中再新建名为 WEB-INF 的目录，在 WEB-INF 目录下新建 web.xml 配置文件，目录结构如下：

main
├── kotlin
│   └── servlet
│       └── HelloServlet.kt
├── resources
└── webapp
    └── WEB-INF
        └── web.xml

然后在 web.xml 配置文件中添加以下内容：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee
                      https://jakarta.ee/xml/ns/jakartaee/web-app_6_0.xsd"
  version="6.0"
  metadata-complete="true">

    <servlet>
        <servlet-name>Hello</servlet-name>
        <servlet-class>servlet.HelloServlet</servlet-class>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>Hello</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>

</web-app>

在 <servlet> 标签中通过 <servlet-name> 为 HelloServlet 起了一个别名，其中 <servlet-class> 标签中的内容是 HelloServlet.kt 的全限定名（Full Qualified Name），
通过 <servlet-mappig> 标签为 Servlet 配置 URL 地址映射，其中的 <servlet-name> 是 Servlet 的别名，<url-pattern> 是对应的 URL 地址映射。

高版本

在高版本的 Servlet 中可以使用注解的方式配置 Servlet，而不需要再通过 web.xml 配置文件配置了。

注意：如果存在 web.xml 配置文件，优先使用 web.xml 配置文件，这是对低版本的兼容。

接下来修改 HelloServlet.kt 为其增加以下注解：

@WebServlet(name = "Hello", value = arrayOf("/servlet"))
class HelloServlet : HttpServlet() {
    ... // 剩余代码
}

我们为 HelloServlet 类增加了 WebServlet 注解，其中的：

name 参数对应 web.xml 中的 <servlet-name> 标签，此处为 Hello，
value 或者 urlPatterns 参数对应 web.xml 中的 <url-pattern> 标签，此处为 /servlet。

运行Servlet

在项目根目录下运行 Gradle 命令 ./gradlew :clean :war，然后在 /build/libs 目录下得到名为 learn-servlet-1.0-SNAPSHOT.war 文件，这个文件就是我们编译打包后的 Web 应用程序。

我们将在 Tomcat 10.1.13 Web 服务器运行这个 war 包。

首先需要创建一个 Tomcat Server，点击 Edit Configurations 按钮：

然后在弹出的对话框中点击左上角 + 号，下滑选择 Tomcat Server -> Local，如下图：

点击 Local 按钮后，弹出以下界面：

上图标记1处，JRE要选择为 Java 11，因为 Tomcat 10.1.x 版本最低支持 Java 11，如果低于 Java 11 服务器将无法启动，
上图标记2处，HTTP port 默认是 8080，因与我本地的 Vuepress 项目端口冲突，所以改为 8081。

然后切换到 Deployment 标签页：

点击左上角 + 号按钮，在对话框中选择 Artifact，然后再弹出的对话框中选择第一个工件，如下图：

完成后如下图：

修改 Application context 为：/，最后点击 OK 按钮完成配置，然后启动服务器。

~/Spring/apache-tomcat-10.1.13/bin/catalina.sh run
服务器版本: Apache Tomcat/10.1.13
服务器版本号:      10.1.13.0
操作系统名称:      Mac OS X
OS.版本:           11.5
架构:              x86_64
Java虚拟机版本:    11.0.12+8-LTS-237
JVM.供应商:        Oracle Corporation

........................... 其他启动日志

初始化协议处理器 ["http-nio-8081"]
服务器在[657]毫秒内初始化
正在启动服务[Catalina]
正在启动 Servlet 引擎：[Apache Tomcat/10.1.13]
开始协议处理句柄["http-nio-8081"]
[91]毫秒后服务器启动
Connected to server

........................... 其他日志

HelloServlet init

在浏览器中访问 http://localhost:8081/servlet，即可看到 HelloServlet 的输出：

我们在 HelloServlet 的 WebServlet 注解中为其配置了 url-pattern，所以访问时的路径是 /servlet。

总结

本文学习了如何编写 Servlet 来处理 HTTP 请求，同时学习了如何在 Tomcat 服务器中运行 Servlet。

Servlet API 提供了 HttpServet 接口方便我们处理各种 HTTP 请求方法，同时也提供了 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 两个接口来封装 HTTP 的请求和响应。

注意 Servlet 版本的不同，相应的包名也不同。

Tomcat 版本对 Servlet 和 Java 版本敏感，需要我们配置对应的版本才能正常启动。