obsidian/Веб/Клиент-сервер/Java Servlets.md

Платформа Java EE

• Набор стандартов и спецификаций для создания корпоративных приложений на Java
• Спецификации Java EE реализуются серверами приложений
  • Apache Tomcat
  • Sun/Oracle GlassFish
  • BEA/Oracle WebLogic
  • IBM WebSphere
  • RedHat JBoss

Сервлеты

• Серверные сценарии написанные на Java
• Жизненным циклов сервлетов управляет веб-контейнер (он же контейнер сервлетов)
• В отличие от CGI запросы обрабатываются в отдельных потоках (а не процессах) на веб-контейнере

Преимущества

• Выполняются быстрее, чем CGI-сценарии
• Хорошая масштабируемость
• Надежность и безопасность
• Платформенно-независимы
• Множество инструментов мониторинга и отладки

Недостатки

• Слабое разделение уровня представления и бизнес-логики
• Возможны конфликты при параллельной обработке запросов

Обработка HTTP-запроса

1. Браузер формирует HTTP-запрос и отправляет его на сервер
2. Веб-контейнер создает объекты HttpServletRequest и HttpServletResponse
3. Веб-контейнер вызывает метод service у сервлета
4. Сервлет формирует ответ и записывает его в поток вывода HttpServletResponse

Пример сервлета

package sample.servlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

public class SampleServlet extends HttpServlet {
	@Override
	public void doGet(HttpServletRequest request, 
					HttpServletResponse response) 
					throws IOException {
		String pageTitle = "Пример сервлета";
		response.setContentType("text/html");
		PrintWriter out = response.getWriter();
		out.println("<html>");
		...
		out.println("</html>");
	}
}

Конфигурация сервлета

Конфигурирование происходит в WEB-INF/web.xml (есть конечно аннотации, но это слишком современно). В WEB-INF/classes должны лежать скомпилированные джава-классы

<!-- Регистрируем сервлет -->
<servlet>
	<servlet-name>SampleServlet</servlet-name>
	<servlet-class>org.itmo.sample.SampleServlet></servlet-class>
</servlet>

<!-- Маппинг -->
<servlet-mapping>
	<servlet-name>SampleServlet</servlet-name>
	<url-pattern>/sample</url-pattern>
</servlet-mapping>

Полный файл web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app>

	<!-- Регистрируем сервлет -->
	<servlet>
		<servlet-name>SampleServlet</servlet-name>
		<servlet-class>org.itmo.sample.SampleServlet></servlet-class>
	</servlet>
	
	<!-- Маппинг -->
	<servlet-mapping>
		<servlet-name>SampleServlet</servlet-name>
		<url-pattern>/sample</url-pattern>
	</servlet-mapping>

</web-app>

Жизненный цикл сервлета

• Жизненным циклом управляет веб-контейнер
• Методы, управляющие жизненным циклом, должен вызывать только веб-контейнер

1. Загрузка класса сервлета

Проверяются пути: WEB-INF/classes/, WEB-INF/lib/*.jar, стандартные классы Java SE и классы веб-контейнера

<servlet>
	<servlet-name>SampleServlet</servlet-name>
	<servlet-class>org.itmo.sample.SampleServlet></servlet-class>
	
	<!-- Этот параметр можно получить через унаследованный метод getInitParametr(paramName); -->
	<init-param>
		<param-name>say-hello</param-name>
		<param-value>true</param-value>
	</init-param>
</servlet>

2. Создание экземпляра сервлета

Создание через конструктор new SampleServlet()

3. Вызов метода init()

init(config) - принимает config

4. Обработка HTTP-запросов

На каждый запрос в новом потоке (на самом деле там пул потоков) вызывается метод service()

5. Уничтожение сервлета

Вызов метода destroy()

Контекст сервлетов

• API, с помощью которого сервлет может взаимодействовать со своим контейнером
• Доступ к методам осуществляется через интерфейс javax.servlet.ServletContext
• У всех сервлетов внутри приложения общий контекст
• В контекст можно помещать общую для всех сервлетов информацию (методы getAttribute и setAttribute)
• Если приложение - распределенное, то на каждом экземпляре JVM контейнером создается свой контекст

import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;

public class DemoServlet extends HttpServlet {
	@Override
	public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) throws ServletException, IOException {
		res.setContentType("text/html");
		PrintWriter pw = res.getWriter();
		
		ServletContext context = getServletContext();
		String driverName = context.getInitParameter("dname");
		pw.println("driver name: " + driverName);
		pw.close();
	}
}

В web.xml до сервлетов

<context-param>
	<param-name>dname</param-name>
	<param-value>org.postgresql.Driver</param-value>
</context-param>

HTTP-сессии

• Напомним, что HTTP - stateless
• javax.servlet.HttpSession - интерфейс, позволяющий идентифицировать конкретного клиента (браузер) при обработке множества HTTP-запросов от него
• Экземпляр HttpSession создается при первом обращении клиента к предложению и сохраняется некоторое (настраиваемое) время после последнего обращения
• Идентификатор сессии либо помещается в cookie, либо добавляется к URL. Если удалить этот идентификатор, то сервер создаст новую сессию
• В экземпляр HttpSession можно помещать общую для этой сессии информацию (getAttribute и setAttribute)
• Сессия привязана к конкретному приложению, у разных приложений - разные сессии
• В распределенном окружении обеспечивается сохранение целостности данных в HTTP-сессии

public class SimpleSession extends HttpServlet {
	@Override
	public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		response.setContentType("text/html");
		PrintWriter out = response.getWriter();
		HttpSession session = request.getSession();
		
		out.println("<html>");
		...
		out.println("session id: " + session.getId());
		out.println("session timeout: " + session.getMaxInactiveInterval());
		session.setMaxInactiveInterval(20*60);
		out.println("new session timeout: " + session.getMaxInactiveInterval());
		...
		out.println("</html>");
	}
}

Диспетчиризация запросов сервлетами

• Сервлеты могут делегировать обработку запросов другим ресурсам (сервлетам, JSP, HTML-страницам)
• Диспетчеризация осуществляется с помощью реализаций интерфейса javax.servlet.RequestDispatcher
• Два способа получения RequestDispatcher - через ServletRequest (абсолютный или относительный URL) и ServletContext (только абсолютный URL)
• Два способа делегирования - forward и include
  • forward - используется RequestDispatcher, сервер передает запрос другому сервлету или JSP-странице внутри себя, не говоря об этом браузеру
  • include - используется response.sendRedirect(), сервер не передает запрос внутри себя, а говорит браузеру куда сходить (статус-код: 302), url в браузере меняется

public class MyServlet extends HttpServlet {
	@Override
	public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) throws ServletException, IOException {
		RequestDispatcher dispatcher = request.getRequestDispatcher("index.jsp");
		dispatcher.forward(request, response);
	}
}

Фильтры запросов

• Фильтры позволяют осуществлять пред- и постобработку запросов до и после передачи их ресурсу (сервлету, JSP или HTML-странице)
• Пример предобработки - допуск только авторизованных пользователей
• Пример постобработки - запись в лог времени обработки запроса
• Реализуют интерфейс javax.servlet.Filter
• Ключевой метод doFilter
• Метод doFilter класса FilterChain передает управление следующему фильтру или целевому ресурсу, таким образом возможна реализация последовательностей фильтров

public class MyFilter implements Filter {
	@Override
	public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {}
	
	@Override
	public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse resp, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
		PrintWrite out = resp.getWriter();
		out.print("filter is invoked before");
		
		chain.doFilter(req, resp); // sends to next resource
		
		out.print("filter is invoked after);
	}
	
	@Override
	public void destroy() {}
}

Конфигурация похожа на конфигурацию сервлетов

<web-app>
	<servlet>
		<servlet-name>s1</servlet-name>
		<servlet-class>HelloServlet</servlet-class>
	</servlet>
	
	<servlet-mapping>
		<servlet-name>s1</servlet-name>
		<url-pattern>/servlet1</url-pattern>
	</servlet-mapping>
	
	<filter>
		<filter-name>f1</filter-name>
		<filter-class>MyFilter</filter-class>
	</filter>
	
	<filter-mapping>
		<filter-name>f1</filter-name>
		<url-pattern>/servlet1</url-pattern>
	</filter-mapping>

</web-app>

[!important] Порядок сверху вниз, но если использовать аннотации, то порядок недетерминирован

Конфигурация аннотациями

Конфигурация можно писать прямо в Java коде. Tomcat сам сканирует классы и регистрирует компоненты

Сервлеты

@WebServlet - замена <servlet> и <servlet-mapping>

import jakarta.servlet.annotation.WebServlet;
import jakarta.servlet.http.HttpServlet;

@WebServlet("/api/check")
public class CheckServlet extends HttpServlet {}

Продвинутый вариант

import jakarta.servlet.annotation.WebServlet;
import jakarta.servlet.annotation.WebInitParam;

@WebServlet(
    name = "MyCheckLogic",               // Аналог <servlet-name>
    urlPatterns = {"/api/check", "/run"},// Можно привязать сразу несколько URL!
    loadOnStartup = 1,                   // Запустить при старте сервера
    initParams = {                       // Замена <init-param>
        @WebInitParam(name = "adminEmail", value = "admin@itmo.ru"),
        @WebInitParam(name = "maxSize", value = "5000")
    }
)
public class CheckServlet extends HttpServlet { ... }

Фильтры

@WebFilter - замена <filter> и <filter-mapping>

import jakarta.servlet.annotation.WebFilter;
import jakarta.servlet.Filter;

@WebFilter(urlPatterns = "/*")
public class EncodingFilter implements Filter {}

Справка по параметрам/аттрибутам

Внешние данные от пользователя

• getParameter()
• Приходит от браузера/клиента по сети
• Возвращает String или null
• Находится в URL или в теле запроса
• Приоритет у первого query параметра
• String user = request.getParameter("red");
• Если несколько String[] colors = request.getParameterValues("color");
• Никакого set не существует

Внутренние данные приложения

• getAttribute() и setAttribute()
• Записывается Java-кодом на сервере. Браузер ничего не знает
• Возвращает Object или null, поэтому требует явного каста
• Внутри запроса HttpServletRequest - живет 1 запрос
  • Используется для передачи из Model в View
  • request.setAttribute("myUser", new User()); User u = (User) request.getAttribute("myUser");
• Внутри сессии HttpSession - живет пока юзер на сайте
  • HttpSession session = request.getSession();
  • session.setAttribute("role", "ADMIN");
  • String role = (String) session.getAttribute("role");
• Внутри контекста ServletContext - живет пока работает сервер
  • ServletContext context = getServletContext();
  • context.setAttribute() и context.getAttribute()

Метаданные HTTP

• getHeader()
• Приходит от браузера в служебных строках
• Возвращает String или null
• request.getHeader("Authorization");

Статические настройки из файла конфигурации

• getInitParameter()
• Читается сервером из файла web.xml или аннотаций
• Возвращает String или null
• String email = getServletConfig().getInitParameter("email"); - для сервлета
• String dbUrl = getServletContext().getInitParameter("dbUrl"); - для всех сервлетов