Servlet3——特性

Servlet 3.0的注解

Servlet 3.0的显著变化是抛弃了web.xml配置Servlet，Filter和Listener的繁琐步骤，允许开发人员使用注解的方式来配置这些类。
Servlet 3.0规范在javax.servlet.annotation包下提供了如下注解：

1. @WebServlet：用于修饰一个Servlet类，用于部署Servlet类

2. @WebInitParam：用于与@WebServlet或@WebFilter一起使用，为Servlet、Filter配置参数

3. @WebListener：用于修饰一个Listener类，用于部署Listener类

4. @WebFilter：用于修饰一个Filter类，用于部署Filter类

5. @MultipartConfig：用于修饰Servlet，指定该Servlet将会负责处理multipart/form-data类型的请求（主要用于文件上传）

6. @ServletSecurity：一个与JAAS有关的注解，修饰Servlet指定该Servlet的安全与授权控制

7. @HttpConstraint：用于与@ServletSecurity一起使用

8. @HttpMethodConstraint：用于与@ServletSecurity一起使用

Servlet 3.0的Web模块化支持

Servlet3.0规范不在要求所有的Web组件（如Servlet、Filter和Listener）多必须定义在web.xml文件中，而是允许采用“Web模块”来部署、管理他们。
一个web模块通常是对应一个jar包，jar包的格式如下：

webmodule.jar
       |--META-INF
       |    |--web-fragment.xml
    |--Web模块所用的类文件、资源文件等

配置文件web-fragment.xml的格式类似于web.xml，但多出了两个元素name和ordering，具体的配置信息用到了可以查。
将web模块化对应的JAR包复制到任意web应用下的WEB-INF/lib目录下，启动web应用就可以了。

Servlet 3.0提供的异步处理

在以前的Servlet规范中，如果Servlet作为控制器调用了一个费时的操作，那么Servlet就必须等到业务方法执行完毕之后才生成响应。在Servlet3.0中，异步处理允许Servlet重新发起一条新的线程去调用耗时的业务方法，这样就避免了用户等待。
实现方式是通过AsyncContext类来处理的，Servlet可通过ServletRequest的如下两个方法开启异步调用、创建AsyncContext对象。

AsyncContext startAsync()
AsyncContext startAsync(ServletRequest,ServletResponse)

重复调用上边的方法得到的都是同一个AsyncContext对象。AsyncContext对象代表异步处理的上下文，提供了一些工具方法，可完成设置异步调用的超时时间，dispatch用于请求、启动后台线程、获取request、response对象等功能。
咱们来举个栗子来说明一下，下边是一个异步处理的Servlet类：

@WebServlet(urlPatterns = "/async",name = "async",asyncSupported = true)
public class AsyncServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req,HttpServletResponse resp) throws ServletException,IOException {
        resp.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("");
        out.println("进入Servlet的时间是："+new Date()+"
");
        //创建AsyncContext，开始异步调用
        AsyncContext asyncContext = req.startAsync();
        //设置异步调用的超时时间
        asyncContext.setTimeout(60*1000);
        //启动异步调用的线程
        asyncContext.start(new GetBookTarget(asyncContext));
        out.println("结束Servlet的时间是：" + new Date() + "
");
        out.flush();
    }
}

GetBookTarget类表示如下：

public class GetBookTarget implements Runnable{
    private AsyncContext asyncContext;
public GetBookTarget(AsyncContext asyncContext){
    this.asyncContext = asyncContext;
}

@Override
    public void run() {
    try{
        Thread.sleep(5*1000);
        ServletRequest request = asyncContext.getRequest();
        ArrayList<String> books = new ArrayList<>();
            books.add("权利的游戏");
        books.add("列王的纷争");
        books.add("冰雨的风暴");
        request.setAttribute("a",books);
        asyncContext.dispatch("/jsp/Async.jsp");
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
        }
}
}

Async.jsp的内容如下：

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" session="false" %>
<%@ taglib prefix="mytag" tagdir="/WEB-INF/tags" %>

    
        
    
    
        
        <%
            out.println("业务调用结束的时间"+new Date());
            if (request.isAsyncStarted()){
                request.getAsyncContext().complete();
            }
        %>
    

有两种方式来启用异步的Servlet：

1. 为@WebServlet指定asyncSupported=true

2. 在web.xml文件中为servlet元素添加<async-supported>子元素
   另外，还可以对异步线程的执行情况进行监听，通过实现AsyncListener接口来完成。

改进的Servlet API

Servlet 3.0改进了部分API，其中两个比较大的改进是：

HttpServletRequest增加了对文件上传的支持
ServletContext允许通过编程的方式动态的注册Servlet、Filter

还是来举个栗子，下边是文件提交页面：

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>

    
        
    
    
        


            选择文件：
    

处理文件上传的Servlet：

@WebServlet(name = "upload",urlPatterns = {"/upload"})
@MultipartConfig
public class Upload extends HttpServlet {
    @Override
    public void service(ServletRequest req,ServletResponse res) throws ServletException,IOException {
        res.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        PrintWriter out = res.getWriter();
        req.setCharacterEncoding("utf-8");
        String name = req.getParameter("filename");
        out.println("普通的name参数为："+name+"
");
        HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest)req;
        //获取文件上传域
        Part part = httpServletRequest.getPart("file");
        out.println("文件上传的类型："+part.getContentType()+"
");
        out.println("文件上传的大小："+part.getSize()+"
");
        //获取该文件上传域的Header Name
        Collection headerNames = part.getHeaderNames();
        for (String headerName : headerNames){
            out.println(headerName+"----->"+part.getHeader(headerName)+"
");
        }
        out.println("文件名："+part.getSubmittedFileName());
        part.write(getServletContext().getRealPath("/uploadFiles")+"/"+part.getSubmittedFileName());
    }
}

Servlet 3.1新增的非阻塞式IO

伴随Java EE7一起发布了Servlet3.1，Servlet3.1引入了不少新特性。尤其是Servlet3.1提供的非阻塞IO进行输入、输出，可以更好地提升性能。
以Servlet读取数据为例，传统的读取方式采用阻塞式IO——当Servlet读取浏览器提交的数据时，如果数据暂时不可用，或者数据没有读取完成，Servlet当前所在的线程会被阻塞，无法继续向下执行。Servlet3.1开始，ServletInputStream新增了一个setReadListener（ReadListener listener）方法，该方法允许以非阻塞IO读取数据，实现ReadListener监听器需要实现如下三个方法：

onAllDataRead():当所有数据读取完成时激发该方法。
onDataAvailable():当有数据可用时激发该方法。
OnError():读取数据出现错误时激发该方法。

下边来举个栗子：

@WebServlet(urlPatterns = "/asyncio",name = "asyncio",asyncSupported = true)
public class AsyncServlet3_1 extends HttpServlet {
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req,IOException {
        resp.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("");
        out.println("进入Servlet的时间："+new Date()+"
");
        //创建AsyncContext，开始异步调用
        AsyncContext asyncContext = req.startAsync();
        //设置异步调用的超时时长
        asyncContext.setTimeout(30*1000);
        ServletInputStream inputStream= req.getInputStream();
        inputStream.setReadListener(new AsyncIOListener(asyncContext,inputStream));
        out.println("结束Servlet的时间：" + new Date() + "
");
        out.flush();
    }
}

AsyncIOListener的代码如下：

public class AsyncIOListener implements ReadListener {
    private ServletInputStream inputStream;
    private AsyncContext asyncContext;
public AsyncIOListener(AsyncContext asyncContext,ServletInputStream inputStream){
    this.inputStream = inputStream;
    this.asyncContext = asyncContext;
}

@Override
public void onDataAvailable() throws IOException {
    System.out.println("数据可用！");
    try {
        Thread.sleep(2*1000);
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        int len = -1;
        byte[] buffer = new byte[1024];
        while (inputStream.isReady() && (len = inputStream.read(buffer)) > 0){
               String data = new String(buffer,len);
            sb.append(data);
        }
        System.out.println(sb);
        asyncContext.getRequest().setAttribute("info",sb.toString());
        //转发到视图页面，原理类似于forward
        asyncContext.dispatch("/jsp/Async3_1.jsp");
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

@Override
public void onAllDataRead() throws IOException {
    System.out.println("请求数据读取完成");
}

@Override
public void onError(Throwable throwable) {
    System.out.println("读取请求数据出错");
}
}

Async3_1.jsp的代码如下所示：

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" session="false" %>

    
        
    
    
        <%out.println("业务调用结束的时间："+new Date());%>
        <%
            if (request.isAsyncStarted()){
                request.getAsyncContext().complete();
            }
        %>
    

Tomcat8的WebScoket支持

（编辑：李大同）

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